發(fā)布時間：2018-01-07 06:17

  本文關鍵詞：高水壓下大直徑海底盾構隧道地震動力響應分析　出處：《北京建筑大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 海底盾構隧道 高水壓 FLAC3D 鄧肯-張E-B理論模型 地質(zhì)斷裂帶 動力響應

【摘要】：相比于越江隧道,海底隧道面臨著更加顯著的高水壓、復雜地質(zhì)條件問題,在地震安全有關方面有更高要求,而目前的隧道動力響應研究多集中在陸地隧道,對此考慮較少。本文借鑒鄧肯-張E-B理論模型相關原理,運用FLAC3D軟件自帶的二次開發(fā)編輯平臺對軟件自帶的摩爾庫倫模型的相關函數(shù)進行修改,實現(xiàn)鄧肯-張本構模型的開發(fā),并運用于海底盾構隧道地震動力響應分析中。綜合分析了不同水壓對海底隧道的動力響應影響,并針對高水壓下隧道穿越土石交界處和地質(zhì)斷裂帶等情況進行了模擬計算,得到以下研究成果:(1)埋深一定時,地震波作用下水壓的變化對隧道結(jié)構水平位移影響較大,位移峰值和第一主應力峰值都隨水壓的增大而增加,但與運用莫爾庫倫模型的情況相比,水壓增加時結(jié)構位移增長趨勢變緩。這可能是因為在本文運用的鄧肯-張(E-B)模型中,水壓增大使圍巖所承受圍壓增加導致土體的彈性模量增加,所以對隧道產(chǎn)生約束也相應增大,但約束效應的增加比率有所減緩。(2)隧道穿越土石交界處時,水壓變化對結(jié)構的動力響應影響較大,隨著水壓的增加,位于軟土區(qū)的結(jié)構地震位移峰值和應力峰值都隨之增加。軟土區(qū)土層條件的變化對結(jié)構動力響應有著較大的影響,隨著土層彈性模量的減弱,土體彈性模量與巖石彈性模量差距越大,結(jié)構的位移峰值和應力峰值都隨之增加,同時介質(zhì)物理性質(zhì)突變的影響范圍也變大。(3)斷裂帶對結(jié)構的地震動力響應具有明顯的影響。特別是在斷裂帶區(qū)域,結(jié)構動力反應較為劇烈,受地震波波動影響較大。而隨著水壓的增大,結(jié)構在斷裂區(qū)的位移和應力都隨之增大。沿著隧道軸向變化看,結(jié)構主應力峰值發(fā)生在巖石與土體的交界處,這主要是由于軟土和巖石位移和變形錯位差造成結(jié)構的剪切變形,產(chǎn)生大的應力變化,特別是結(jié)構的肩部和腳部,很容易發(fā)生破壞,應重點做好防護。
[Abstract]:Compared to the Yu Yue river tunnel, tunnel face high pressure is more significant, complex geological conditions, in terms of seismic safety have higher requirements, and the tunnel dynamic response of land concentrated in the tunnel, this is seldom considered. This paper use Duncan Chang E-B model theory related principle, modified using the correlation function two times the development of editing platform of FLAC3D software of Moore Kulun model software, to achieve the development of Duncan Chang constitutive model, and applied to seafloor seismic response analysis of shield tunnel. The comprehensive analysis of the effects of different water pressure on dynamic response of submarine tunnel, and the simulation calculation was carried out for high hydraulic pressure tunnel through the earth and the junction of the fault zone and so on, get the following research results: (1) a certain depth, influence of earthquake water pressure on tunnel structure horizontal displacement Large displacement and the first principal stress increases the peak stress with increasing the water pressure, but compared with the Kulun Moore model, the water pressure increases when the displacement of the structure growth trend slowed down. This may be because in the Duncan Chang (E-B) model, the pressure increase rock under confining pressure increase lead to the increase of elastic modulus of soil, so the tunnel restraint also increases, but the increase rate constraint effect slowed. (2) the tunnel through the embankment at the junction, the change of water pressure has great influence on the structural dynamic response, with the increase in water pressure, seismic displacement in soft soil area and the stress peak increased. Changes of soil conditions in soft soil area on the structure dynamic response has a greater impact, with the weakening of the elastic modulus of the soil, the elastic modulus of soil and rock elastic modulus, the greater the gap, the peak displacement of the structure And the peak stress increases, while the influence range of the physical properties of mutation is also larger. (3) fault zone has obvious influence on the seismic response of structures. Especially in the fracture zone, the structural dynamic response is more intense, the seismic wave influence. With increasing the water pressure, displacement of structure in the fracture zone and stress are increased. Along the tunnel axial variation, structure of main peak stress occurs at the junction of rock and soil, which is mainly due to the soft soil and rock displacement and deformation dislocation structure caused by poor shear deformation, resulting in large stress changes, especially the structure of the shoulder and foot that is easy to be destroyed, should focus on the door.

【學位授予單位】：北京建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U452.28

【參考文獻】

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本文編號：1391333