隧道抗减震模型试验围岩相似材料研究

摘要

地震是一种极端自然灾害，它能够对工程结构，包括隧道工程造成巨大的破坏。但是，隧道工程一直被认为具有比较优越的抗减震性能，相关研究工作较少。1995年的阪神地震，推翻了隧道与地下工程抗减震能力强、安全性好的定论，隧道工程的抗减震研究才得到了应有的重视。随着社会与经济的发展，越来越多的隧道工程将在高烈度地震区修建，因此，对隧道工程进行抗减震研究具有十分重大的现实意义。模型试验是对隧道工程进行抗减震研究的一种重要方法，隧道工程模型试验要想获得成功，研制出满足相关要求的围岩相似材料是一大关键。 本文以雅泸高速公路勒不果喇吉隧道抗减震模型试验为基础，对隧道工程模型试验围岩相似材料进行了较深入的研究，力求为隧道抗减震模型试验得到正确的结论奠定基础。 论文的主要工作如下： 1．对国内外关于围岩相似材料的研究进行了总结和分析； 2．根据相似理论、实际工程和本次隧道抗减震模型试验的具体情况，推导出了围岩相似材料需要满足的相关要求； 3．研制出了具有自身独特优点的、适用于隧道抗减震模型试验的新型围岩相似材料； 4．把研制的新型围岩相似材料应用于勒不果喇吉隧道抗减震模型试验，对应用过程中的工作要点作了较详细阐述； 5．根据试验结果，对研制的围岩相似材料模拟效果作了分析评价。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2我国隧道工程的发展现状

1.3隧道工程抗减震研究现状

1.3.1隧道震害实例及震害特点

1.3.2隧道及地下工程抗减震研究发展概况

1.3.3隧道及地下工程抗减震研究的基本方法

1.4模型试验围岩相似材料研究的现状

1.5本文的研究内容及技术路线

第2章 隧道震害及试验研究

2.1隧道工程震害破坏模式

2.2震害影响因数研究

2.2.1地震震级及烈度的影响

2.2.2地震波入射方向的影响

2.2.3隧道埋深的影响

2.2.4围岩岩性及地质条件的影响

2.2.5地下结构形式

2.3震害破坏机理探讨

2.4抗减震试验研究

第3章围岩相似材料相关基本理论及方法

3.1引言

3.2围岩相似材料的相似理论

3.2.1围岩相似材料的相似比

3.2.2围岩相似材料相似关系的推导

3.3本章小结

第4章 隧道抗减震模型试验围岩相似材料的研制

4.1概述

4.2国内外围岩相似材料

4.3围岩相似材料的配制

4.3.1围岩相似材料的力学参数

4.3.2围岩相似材料原料及配比的选择

第5章 围岩相似材料在隧道抗减模型试验中的应用

5.1隧道抗减震模型试验概述

5.1.1试验装置

5.1.2被模拟隧道工程概况

5.1.3隧道衬砌模型的研制

5.1.4隧道减震层的模拟

5.1.5模型试验量测系统

5.2围岩相似材料的填筑

5.2.1模型试验边界条件处理

5.2.2隧道围岩相似材料填筑与压实

5.2.3隧址区地形地貌的模拟

5.3隧道抗减震模型试验及结果

5.3.1无减震层时隧道洞口段振动模型试验

5.3.2有减震层时隧道洞口段振动模型试验

5.4围岩相似材料模拟效果评价

5.4.1模型试验结果与实际震害的对比分析

5.4.2模型试验结果与数值模拟计算结果相互验证

5.4.3有无减震层隧道抗减震模型系统地震动响应对比分析

第6章结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果