隨著我國(guó)高鐵的快速發(fā)展,越來(lái)越多的山嶺隧道被建成,在汶川大地震發(fā)生后,震害調(diào)查顯示多處山嶺隧道的受震破壞嚴(yán)重,引起工程界和學(xué)術(shù)界的關(guān)注和研究,研究山嶺隧道在地震作用下的受震特征,對(duì)山嶺隧道的設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)意義。本文首先結(jié)合Yang等（1996）提出的2D有限/無(wú)限元方法及Zhao和Valliappan（1993）提出的等效地震力輸入法,開發(fā)了用于研究土-結(jié)構(gòu)相互作用問題的地震響應(yīng)分析程序;其次,將程序應(yīng)用于分析半無(wú)限空間和帶洞穴的半無(wú)限空間的波傳問題,并與前人理論研究及數(shù)值分析結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,驗(yàn)證了程序的有效性。最后,擴(kuò)展此法用于山嶺-單、雙孔隧道結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析,研究了山嶺、隧道的幾何和材料參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn):（1）SV波入射引起的結(jié)構(gòu)響應(yīng)較P波入射的大。當(dāng)SV波入射時(shí),單孔山嶺隧道在頂部與側(cè)壁之間、側(cè)壁與底部之間發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象,雙孔山嶺隧道與單孔隧道類似,但幅值偏大,在兩隧道相鄰側(cè)的主應(yīng)力峰值位置較單孔發(fā)生偏移;在P波入射下,隧道在頂部、底部及側(cè)壁處發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象,雙孔隧道的相鄰側(cè)的相互作用明顯。（2）山嶺隧道襯砌內(nèi)表面的主應(yīng)力值遠(yuǎn)大于外表面的,內(nèi)外表面的位... 

【文章來(lái)源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

隧道主應(yīng)力時(shí)程圖：（a）最大主應(yīng)力；（b）最小主應(yīng)力

4山嶺-單孔隧道結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析55幅值較高的低頻頻段相對(duì)于SV波入射的更寬。由于應(yīng)力集中，OP-1、OP-3和OP5的應(yīng)力幅值相對(duì)于其他觀測(cè)點(diǎn)更高，但兩者的差值比SV波入射時(shí)更校(a)(b)圖4.14各觀測(cè)點(diǎn)的時(shí)域響應(yīng)(a)豎向位移；（b）豎向加速度Fig.4.14Responsesofobservationpointsintimedomain:(a)verticaldisplacement;(b)verticalaccelerationP波入射下OP-1~OP-5的位移時(shí)域響應(yīng)如圖4.14(a)所示，與SV波入射情況一樣，各觀測(cè)點(diǎn)的位移基本重合；圖4.14(b)所示OP-1處的豎向加速度時(shí)程圖和輸入的地震波豎向加速度時(shí)程曲線形狀一致，且幅值差異較SV波入射時(shí)相對(duì)較小，說(shuō)明當(dāng)P波入射時(shí)，結(jié)構(gòu)整體作剛體運(yùn)動(dòng)。圖4.15所示為隧道內(nèi)表面主應(yīng)力時(shí)程圖，由圖可知，當(dāng)P波入射時(shí)，由于發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，主應(yīng)力值在0、0、0出現(xiàn)峰值，與SV波入射情況不同的是，最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力的峰值出現(xiàn)時(shí)刻并不相關(guān)。(a)(b)圖4.15隧道主應(yīng)力時(shí)程圖（a）最大主應(yīng)力；（b）最小主應(yīng)力Fig.4.15PrincipalstresshistoryofthetunnelliningduetoPwaves:(a)maximumprincipalstress;(b)minimumprincipalstress01020304050-0.08-0.06-0.04-0.020.000.020.040.060.08VerticalDisplacement(m)time(s)OP-1(Pwave)OP-2(Pwave)OP-3(Pwave)OP-4(Pwave)OP-5(Pwave)0.05401020304050-2.5-2.0-1.5-1.0-0.50.00.51.01.52.0VerticalAcceleration(m/s2)time(s)ElCentro(UD)OP-1(Pwave)

5山嶺-雙孔隧道結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析71(a)(b)圖5.2OP-1~8的頻域幅值(a)SV波入射下；()波入射下Fig.5.2FRFofofobservationpointsduetoPwaves:(a)duetoSVwaves;(b)duetoPwaves(a)(b)圖5.3SV波入射下隧道附近區(qū)域應(yīng)力云圖：(a)最大主應(yīng)力；(b)最小主應(yīng)力Fig.5.3stressnephogramoftunnelandsurroundingareaduetoSVwaves:(a)maximumprincipalstress;(b)minimumprincipalstress(a)(b)05101520250.00.51.01.52.02.53.03.5||(MPa)Frequency(Hz)OP-1OP-2OP-3OP-4OP-5OP-6OP-7OP-805101520250.00.51.01.52.0|(MPa)Frequency(Hz)OP-1OP-2OP-3OP-4OP-5OP-6OP-7OP-8圖5.4P波入射下隧道附近區(qū)域應(yīng)力云圖：(a)最大主應(yīng)力；()最小主應(yīng)力

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3069990