海底隧道由于不受海上惡劣氣候影響,能夠保證全天候通車,且結(jié)構(gòu)耐久性好,越來越多地作為跨海工程的選擇。與一般山嶺隧道不同的是海底隧道主體一般埋置于海下基巖內(nèi),而在兩端存在有一定坡度的上岸段。上岸段的隧道會從海底基巖上升穿越不同的巖層至地面土層。由于各地層力學(xué)性質(zhì)存在較大的差異性,會在地震作用下產(chǎn)生不均勻位移,從而導(dǎo)致該處穿越不同地層的隧道段隨著地層發(fā)生不均勻變形,隧道結(jié)構(gòu)在此處發(fā)生應(yīng)力集中,容易發(fā)生破壞。因此,有必要分析隧道上升過程中穿越軟硬不均圍巖時在地震作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng),以期能為海底隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計和防災(zāi)決策提供參考依據(jù)。本文利用ABAQUS有限元軟件對穿越軟硬地層的隧道段建立數(shù)值分析模型,通過動力時程法與擬靜力法分別研究隧道結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)分析,并進(jìn)行對比,總結(jié)在隧道穿越軟硬地層時結(jié)構(gòu)的響應(yīng)規(guī)律。具體研究內(nèi)容如下:(1)建立簡化模型,通過等效剛度法將隧道等效為均質(zhì)混凝土圓環(huán),水平穿越分層的不同地層。通過《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》結(jié)合能量等效原理建立混凝土塑性損傷本構(gòu)模型,并建立圍巖的動力等效線性粘彈性模型。確定無限元的動力邊界條件,完成動力以及擬靜力兩種方法的數(shù)值建模。(2)通過動力時程分析...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1混凝土單軸應(yīng)力-應(yīng)變曲線

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-12-圖2-1混凝土單軸應(yīng)力-應(yīng)變曲線由《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》給出的損傷演化參數(shù)可以推導(dǎo)出混凝土單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系如下：y={αax+(3-2αa)x2+(αa-2)x3(x≤1)xαd(x-1)2+x(x>1)(2-1)其中，x=εεcy=σ....

圖2-2簡易圍巖模型圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-17-k、n、泊松比v和圓頻率w。除這4個模型參數(shù)外，計算時仍需四個求解狀態(tài)變量建立解相關(guān)狀態(tài)變量初始條件，分別為震前圍壓、剪切模量比G/Gmax、阻尼比D和動剪應(yīng)變γ。其中，設(shè)置所有土層的震前圍壓為一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓100kPa，剪切模量比與阻尼比可....

圖2-3第一振型圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-18-分別為100000Pa、1、0、0，最后通過ABAQUS軟件線性攝動程序中的頻率分析步對該簡易模型進(jìn)行分析，繪制第一振型圖，如圖2-3。由圖中可以看出土體的自振頻率為3.1164（Cycles/time），則相應(yīng)的圓頻率w=2πf=19.57....

圖2-7時程分析法模型

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-22-邊界條件與網(wǎng)格劃分2.5.1時程分析法本文在第一章中提到，動力分析時邊界條件問題主要是模擬地基無限域的輻射阻尼效應(yīng)，盡量讓波在通過人工邊界時不發(fā)生反射，讓波完全透射出去或者被吸收。因此在此基礎(chǔ)上國內(nèi)外發(fā)展了如透射邊界、粘性邊界、粘彈性邊界以及....

本文編號：3959529