本文選題：模型參數(shù)　切入點：數(shù)值模擬　出處：《蘭州交通大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：我國當前進行山區(qū)交通工程建設的過程中,橋隧結(jié)構(gòu)在整條線路中的比例越來越高,蘭渝鐵路有將近70%的線路是以橋梁和隧道形式通過,而許多墩高數(shù)十米乃至百米以上的橋梁也頻頻出現(xiàn),這些高橋穿越河谷后緊接著就是位于邊坡不同高度的隧道,而這些隧道在未來地震中的動力響應及抗震性能不僅與進洞高程密切相關,也對整條線路的安全運營和震后快速救援與修復具有重要控制作用。隧道洞口段襯砌結(jié)構(gòu)受邊坡在地震作用下動力放大效應的影響,加之隧道洞口段一般處在地表水侵蝕嚴重風化裂隙發(fā)育的斜坡上,于是,隧道在邊坡上的進洞高程就成為一個關鍵參數(shù)。有隧道的邊坡與無隧道的邊坡、在邊坡淺表部的隧道和深部的隧道、布置在邊坡坡腳、坡腰乃至坡頂?shù)乃淼?在地震動力作用下,各自的反應必定有一定的區(qū)別。本論文采用動力有限元數(shù)值模擬的方法,首先考慮了地震波入射方向、仰坡坡度對山嶺隧道洞口段的抗震影響,在此基礎上重點研究了隧道洞口段及仰坡在不同入洞高程影響下的動力響應規(guī)律,并進一步探討了仰坡坡高對邊坡與隧道結(jié)構(gòu)相互作用的影響,通過設置無隧道通過的純邊坡模型與相同條件下有隧道通過的邊坡模型的對比分析,探究隧道的存在對坡面動力響應的影響。為山區(qū)隧道進洞方式和隧道洞口段抗震減震措施的選擇,提供有益的理論依據(jù)。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)通過研究水平x、y和豎直z向三種不同方向的地震波對隧道洞口段及坡面的動力響應影響,可以得到,在數(shù)值模擬中平行于隧道軸線的水平y(tǒng)向地震波為最不利入射方向,對隧道及仰坡具有更強的破壞作用。(2)分別設置30°、45°、60°、75°四種仰坡角度的模型,結(jié)果表明,隨著仰坡坡度的增加,仰坡坡面的位移、隧道仰拱與拱頂?shù)奈灰埔仓饾u增加。最大位移差△max-y也隨著坡角的增大而增大。(3)分別設置坡腳處入洞、0.3倍坡高處入洞、0.6倍坡高處入洞三種不同入洞高程的模型。研究表明,最大位移差△max-y的變化趨勢是隨著入洞高程的增大而減小。應力峰值、軸力峰值、位移峰值并非位于隧道的洞口處,而是位于距離隧道洞口0.4倍~0.7倍隧長處。各控制點位移值、加速度值在距洞口y=40m斷面后迅速下降,因此筆者提出,山嶺隧道進入洞內(nèi)40~70 m后地震放大效應開始趨于平穩(wěn)。(4)設置無隧道的純邊坡模型,并與相同坡角與坡高條件下有隧道通過的模型進行了對比分析,結(jié)果表明,隧道存在的邊坡位移峰值小于無隧道存在時的邊坡位移峰值。隨著入洞高程的增加,隧道的存在對坡面位移的動力響應影響愈加明顯。在隧道入洞高程處,坡面加速度出現(xiàn)“拐點”現(xiàn)象,拐點后加速度的變化趨勢與仰坡坡角大小有關。(5)設置不同坡高的模型,研究了隧道穿過不同坡高模型時的動力響應規(guī)律。研究表明,在地震波入射方向、仰坡坡度、入洞高程一定的情況下,高邊坡隧道坡面的加速度、位移、應力的動力響應趨勢與中低邊坡類似。
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【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U452.28

【參考文獻】

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1 王秀英,劉維寧,張彌;地下結(jié)構(gòu)震害類型及機理研究[J];中國安全科學學報;2003年11期

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本文編號：1578036