双连拱隧道洞口段地震动力响应及减震措施研究

摘要

随着西部大开发战略的实施，大量的公路、铁路和水电隧道相继修建。西部地区的基础建设不可避免地会遇到在活断层附近和高烈度地震区兴建隧道工程的问题。研究地下结构在地震荷载作用下的动力响应，不仅具有重大的经济意义，同时具有深远的社会意义。双连拱隧道作为一种特殊的隧道结构形式，在高烈度地震区，需要研究其地震动力响应规律和对应的减震措施。本文结合雅泸高速公路徐店子隧道洞口段地震动力响应研究项目，采用数值模拟方法，对双连拱隧道洞口段地震动力响应规律进行了研究。主要内容包括： 本文首先对徐店子隧道水平地震波进行了时频分析，基于地震波中存在零线漂移的问题，并对徐店子隧道水平地震波进行了基线校正。 接着，针对中墙厚度、围岩参数、地震烈度的变化对双连拱隧道洞口段地震动力响应的影响进行了数值模拟研究，分析总结了相应参数变化对双连拱隧道地震洞口段动力响应的影响规律。 其次，通过改变减震层材料属性和抗震缝间距及材料属性等方案对双连拱隧道洞口段的减震效果进行了数值模拟研究，分析总结了减震层材料属性变化和抗震缝间距及材料属性对双连拱隧道洞口地震动力响应影响的规律。 然后，通过改变注浆厚度、注浆形式两种方案对双连拱隧道的注浆效果进行了数值模拟研究，分析总结了注浆厚度变化、注浆形式对双连拱隧道洞口段地震动力响应影响的规律。 在论文的最后，总结了本文所做的工作和成果，指出了研究的不足之处和将来研究的方向。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2国内外研究现状

1.2.1隧道震害实例及震害特点

1.2.2隧道及地下结构抗减震研究发展概况

1.2.3隧道及地下结构抗震研究基本方法

1.3问题的提出和本文的主要研究内容

1.3.1问题的提出

1.3.2本文主要研究内容

第2章隧道震害研究

2.1震害破坏形式研究

2.2隧道震害影响因素研究

2.2.1地震震级及烈度的影响

2.2.2地震波震动方向的影响

2.2.3埋深的影响

2.2.4地层岩性及地质条件的影响

2.2.5地下结构模式的影响

2.3震害破坏机理探讨

2.4本章小结

第3章地下结构动力响应计算原理及其方法

3.1地震波的无限地基波动数值模拟研究

3.2 FLAC3D软件动力计算原理

3.2.1 FLAC3D动力计算的基本理论

3.2.2 FLAC3D动力计算的方法

3.3地震波的分析及处理

3.3.1地震波的基线校正

3.3.2地震波的时频分析

3.4动力边界条件

3.5小结

第4章双连拱隧道洞口段动力响应模拟

4.1工程概况及工程地质

4.1.1工程概况

4.1.2地形地貌

4.1.3地层岩性

4.1.4地质构造

4.1.5水文地质条件

4.1.6隧道围岩工程地质特征及分级

4.2徐店子隧道洞口段动力响应研究

4.2.1模型建立及计算参数选取

4.2.2地震响应及分析

4.3不同中墙厚度研究

4.3.1模型建立及计算参数选取

4.3.2地震响应及分析

4.4不同围岩条件研究

4.4.1模型建立及计算参数选取

4.4.2地震响应及分析

4.5不同地震烈度研究

4.5.1模型建立及计算参数选取

4.5.2地震响应及分析

4.6本章小结

第5章双连拱隧道洞口段减震措施研究

5.1地下结构减震措施及方法

5.2纵向减震层材料参数研究

5.2.1模型建立及计算参数选取

5.2.2地震响应及分析

5.3抗震缝间距研究

5.3.1模型建立及计算参数选取

5.3.2地震响应及分析

5.4抗震缝材料参数研究

5.4.1模型建立及计算参数选取

5.4.2地震响应及分析

5.5注浆厚度研究

5.5.1模型建立及计算参数选取

5.5.2地震响应及分析

5.6注浆形式研究

5.6.1模型建立及计算参数选取

5.6.2地震响应及分析

5.7本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果