地震动力响应下公路隧道合理净距的研究

摘要

随着我国经济建设的飞速发展，在中央最新的4万亿投资计划中高速公路建设占据了重要的地位，特别是在5．12汶川大地震以后四川灾区的恢复重建也必将掀起新的公路建设高潮，高烈度地震区的山岭隧道也将随之大量涌现。目前在隧道抗震研究上取得了一定的成果，但是对于高烈度地震区小净距隧道的动力响应规律的研究还不够深入，小净距隧道结构与围岩的响应特征还少有涉及，施工因素对小净距隧道的抗震有多大的影响，这些都是影响小净距隧道在地震动力响应下结构安全性问题的关键。 针对上述问题，本文在分析5．12汶川大地震隧道破坏形态及机理的基础上，结合地震动力响应的数值模拟，引入屈服接近度的评价指标，对小净距隧道的合理净距作了较为深入的研究。本论文完成的主要研究有以下几个方面： 1、通过现场调查、资料收集等方式，对“5．12汶川大地震”中隧道在地震动力响应下的破坏形态及机理进行了研究，特别对穿越断层破坏严重的隧道进行了重点分析。分析总结了隧道地震破坏的一般规律。 2、针对洞口段V级围岩、1：1的边仰坡开挖坡率，不同净距的双洞隧道地震动力响应进行了数值模拟研究，分析总结了净距对小净距隧道的影响规律以及动力响应下双洞隧道的合理净距。同时依据围岩的动力响应规律重点对小净距隧道洞口段抗震注浆加固范围进行了初步研究。 3、为了模拟正在施工中的隧道突然遭遇地震影响，对不同净距的双洞隧道施工力学与地震动力效应耦合分析，并探讨了施工因素对高烈度地震区小净距隧道合理净距的影响。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2隧道结构震害简述

1.3国内外研究现状

1.3.1隧道抗减震技术研究

1.3.2小净距隧道研究

1.4问题的提出和论文研究的主要内容、思路及技术路线

1.4.1问题的提出

1.4.2论文的主要研究内容

1.4.3论文的研究思路

1.4.4论文的技术路线

第二章汶川大地震隧道破坏形态及机理分析

2.1汶川大地震概况

2.1.1地震区区域地质构造

2.1.2地震形成机制

2.1.3地震灾害规模

2.2汶川大地震山岭隧道震害形态

2.2.1震害概述

2.2.2隧道洞口边仰坡及洞门震害情况

2.2.3隧道衬砌结构震害情况

2.2.4隧道附属结构震害及次生灾害情况

2.3山岭隧道振动破坏机理探讨

2.3.1山岭隧道震害特点

2.3.2山岭隧道振动破坏机理探讨

2.3.3穿越断层的隧道破坏分析

第三章小净距隧道地震动力响应分析理论基础

3.1隧道地震动力响应分析的主要方法

3.2围岩安全性评价的主要方法

3.3屈服接近度基本理论

3.3.1屈服及屈服接近度的基本概念

3.3.2基于Mohr-Coulomb准则的屈服接近度函数

第四章数值分析条件综合选定及模型建立

4.1项目背景

4.2地震波的选用及分析

4.2.1地震波的选用

4.2.2地震波的分析

4.3计算边界的模拟及动力激励的输入

4.3.1计算边界条件

4.3.2动力激励输入理论

4.4数值计算结果分析指标

4.5数值计算分析条件综合选定

4.6数值计算模型的建立

4.6.1数值模拟研究概述

4.6.2数值模型的建立

第五章小净距隧道地震响应数值模拟研究

5.1计算目的

5.2计算内容

5.3计算结果

5.4结果分析

5.4.1围岩屈服状况分析

5.4.2小净距隧道洞口设防范围初步研究

5.4.3小净距隧道动力响应影响程度分析

5.5本章小结

第六章小净距隧道施工开挖及地震响应耦合分析

6.1计算目的

6.2计算内容

6.3计算结果

6.4结果分析

6.4.1静动耦合围岩接近屈服状况分析

6.4.2静动耦合洞口段设防范围初步研究

6.5本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文及科研成果