本文選題：盾構(gòu)隧道 + 動力響應(yīng)分析　； 參考：《中國公路學(xué)報》2017年08期

【摘要】：為了研究長盾構(gòu)隧道在考慮行波效應(yīng)的地震動作用下的縱向響應(yīng)規(guī)律,以上海沿江通道盾構(gòu)隧道為原型,利用多功能振動臺臺陣系統(tǒng),設(shè)計并完成了盾構(gòu)隧道的多點振動臺模型試驗。鑒于長大盾構(gòu)隧道工程規(guī)模和多點振動臺試驗系統(tǒng)的能力,試驗幾何相似比確定為1∶60;基于Buckingham-π定理以及量綱分析方法,確定了試驗所需的土與結(jié)構(gòu)的動力相似關(guān)系;為了模擬沿隧道縱向的行波輸入,設(shè)計并制作了節(jié)段式模型箱,箱體總長22m,分為4個主動箱以及3個從動箱,箱體之間通過彈簧鉸相連;以砂子和鋸末按照一定質(zhì)量比拌合來優(yōu)化配置模型土,并通過室內(nèi)三軸試驗進(jìn)行測試驗證;考慮土-結(jié)構(gòu)相對剛度相似比為控制指標(biāo),選取PE材料作為模型材料;根據(jù)剛度等效原理,設(shè)計并制作了盾構(gòu)隧道的多尺度結(jié)構(gòu)模型。試驗以上海人工波為地震動輸入,通過一系列工況的多點振動臺試驗?zāi)M,得到了行波效應(yīng)下盾構(gòu)隧道模型結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)規(guī)律。試驗測試數(shù)據(jù)包括行波效應(yīng)下模型土和模型結(jié)構(gòu)的加速度響應(yīng)、隧道管環(huán)環(huán)縫的伸縮量響應(yīng)等。對比分析了一致輸入和行波輸入下隧道結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)。試驗結(jié)果表明:相比一致激勵輸入,行波效應(yīng)會明顯放大模型結(jié)構(gòu)的加速度響應(yīng)和環(huán)縫變形響應(yīng),從而對隧道抗震產(chǎn)生不利影響;地震動非一致激勵應(yīng)該在盾構(gòu)隧道的縱向抗震設(shè)計中得到足夠重視。
[Abstract]:In order to study the longitudinal response of long shield tunnel under the action of ground motion considering traveling wave effect, the shield tunnel along the Yangtze River in Shanghai is taken as the prototype, and the multifunctional vibration array system is used. The multi-point shaking table model test of shield tunnel is designed and completed. In view of the scale of the long shield tunnel project and the capability of the multi-point shaking table test system, the geometric similarity ratio of the test is determined to be 1: 60. Based on Buckingham- 蟺 theorem and dimensional analysis method, the dynamic similarity relationship between soil and structure is determined. In order to simulate the longitudinal traveling wave input along the tunnel, a segmental model box with a total length of 22m is designed and made. The box is divided into four active boxes and three follower boxes, which are connected by spring hinges. The model soil is optimized by mixing sand and sawdust according to certain mass ratio, and tested by triaxial test in laboratory, considering soil-structure relative stiffness similarity ratio as control index, PE material is selected as model material. According to the principle of stiffness equivalence, the multi-scale structure model of shield tunnel is designed and made. Using Shanghai artificial wave as the input of ground motion, the seismic response law of shield tunnel model structure under traveling wave effect is obtained by a series of multi-point shaking table tests. The test data include the acceleration response of the model soil and the model structure under the traveling wave effect and the response of the telescopic amount of the annular joint of the tunnel tube. The dynamic response of tunnel structure under uniform input and traveling wave input is compared and analyzed. The experimental results show that the traveling wave effect can obviously enlarge the acceleration response and annular deformation response of the model structure compared with the uniform excitation input, which will have a negative impact on the earthquake resistance of the tunnel. The nonuniform excitation of ground motion should be paid enough attention to in the longitudinal seismic design of shield tunnel.
【作者單位】： 同濟(jì)大學(xué)土木工程防災(zāi)國家重點實驗室;同濟(jì)大學(xué)地下建筑與工程系;同濟(jì)大學(xué)巖土及地下工程教育部重點實驗室;中國礦業(yè)大學(xué)(北京)深部巖土力學(xué)與地下工程國家重點實驗室;上海城投公路投資(集團(tuán))有限公司;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(51678438,51478343) 上海市科學(xué)技術(shù)委員會重點攻關(guān)項目(16DZ1200302,16DZ1201904) 上海市青年科技啟明星計劃項目(17QC1400500) 中國礦業(yè)大學(xué)深部巖土力學(xué)與地下工程國家重點實驗室開放基金項目(SKLGDUEK1723)
【分類號】：U455.43;U456

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本文編號：1816833