本文關(guān)鍵詞：海底隧道地震動力響應(yīng)研究

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【摘要】：隨著交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展需求,海底隧道正在火熱建設(shè)。但海底隧道建造在海底,屬于一種特殊的地下結(jié)構(gòu),且它處于非常復(fù)雜的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)環(huán)境中,存在很多諸如斷裂構(gòu)造、破碎帶等不確定因素,建成后難以更改,一旦發(fā)生地震破壞,其后果是難以估量的。因此,對海底隧道地震時(shí)的動力響應(yīng)進(jìn)行研究顯得尤其重要。本論文主要針對地震作用下海底隧道橫向振動響應(yīng)進(jìn)行分析研究,主要分為兩部分:一部分是理論推導(dǎo)分析,另一部分是數(shù)值模擬分析。在進(jìn)行理論推導(dǎo)時(shí),首先結(jié)合彈性理論、結(jié)構(gòu)動力學(xué)理論、土-結(jié)構(gòu)相互作用理論推導(dǎo)了包含外阻尼、軸力、剪切變形、轉(zhuǎn)動慣性在內(nèi)的最普通的梁自由振動方程,并針對該方程進(jìn)行了退化分析。然后針對海底隧道高水壓的特點(diǎn),以溫克爾地基模型為基礎(chǔ),推導(dǎo)出包含水壓力影響的海底隧道自由振動方程和強(qiáng)迫振動方程,利用分離變量法利用求得了海底隧道的振型和自振頻率,并推導(dǎo)出了地震作用下土與海底隧道結(jié)構(gòu)之間的相互作用系數(shù)以及隧道結(jié)構(gòu)位移表達(dá)式。通過算例計(jì)算研究了水壓對于結(jié)構(gòu)的自振頻率、結(jié)構(gòu)位移以及相互作用系數(shù)的影響。數(shù)值模擬部分,采用Flac3d有限差分軟件建立海底隧道三維計(jì)算模型,對海底隧道地震作用下的動力響應(yīng)特性進(jìn)行了數(shù)值模擬分析,通過理論推導(dǎo)和數(shù)值模擬結(jié)果對比,驗(yàn)證了水壓對隧道結(jié)構(gòu)自振頻率和豎向振動位移的影響規(guī)律,并通過隧道結(jié)構(gòu)主應(yīng)力時(shí)程曲線分析研究了地震作用下水壓對隧道結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)的影響。
【學(xué)位授予單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U452.28;U459.5

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本文編號：1253849