本文關(guān)鍵詞：循環(huán)荷載作用下水下軟土中隧道長期沉降變形研究

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【摘要】：目前我國軌道交通發(fā)展迅速,穿越江河湖海的水下隧道成為連接兩岸的首選交通方式。然而,由于水下軟土隧道長期受到高水壓、波浪荷載以及列車循環(huán)荷載的作用,隧道周圍土體的固結(jié)沉降性狀呈現(xiàn)出與一般地下隧道不同的特性。目前,已有學(xué)者通過大型有限元軟件對(duì)水下軟土隧道的工作狀態(tài)進(jìn)行模擬,并得到了其沉降變形預(yù)測(cè)值,但是水下軟土隧道長期沉降變形的性狀仍有待進(jìn)一步分析。本文基于Terzaghi-Rendulic二維固結(jié)理論進(jìn)行分析,通過保角變換求解得到了隧道襯砌局部滲漏時(shí)底部沉降的解析解,對(duì)波浪荷載作用下水下隧道周圍土體的長期沉降性狀進(jìn)行理論研究,并系統(tǒng)地分析了水下隧道在波浪荷載和列車荷載共同作用下的沉降變形特性,主要工作內(nèi)容如下：(1)將半無限平面內(nèi)的二維固結(jié)問題根據(jù)通過保角變換映射到保角變換環(huán)域內(nèi)進(jìn)行求解,其中,水動(dòng)力荷載等于作用在河床表面的孔隙水壓力,土體中超孔壓累積值基于Gibbs自由能和應(yīng)力內(nèi)時(shí)理論給出的循環(huán)荷載作用下計(jì)算模型得出。本文推導(dǎo)計(jì)算了波浪荷載作用下水下隧道底部土體沉降變形的解析解,并對(duì)隧道周圍土體在水動(dòng)力作用下的沉降特性進(jìn)行分析。(2)在考慮襯砌局部滲透和隧道周圍波浪荷載累積孔壓的基礎(chǔ)上,計(jì)算得到局部滲漏邊界下隧道周圍土體的沉降變形,分析了水位變化作用下,不同相對(duì)滲透系數(shù)時(shí)軟土隧道周圍土體的沉降變形性狀。(3)在考慮水位波動(dòng)的長期影響的基礎(chǔ)上,基于循環(huán)荷載下土體塑性變形計(jì)算公式,對(duì)列車荷載作用下隧道周圍土體的塑性變形累積量進(jìn)行計(jì)算,并將超孔隙水壓力消散產(chǎn)生的固結(jié)沉降與動(dòng)力荷載下產(chǎn)生的塑性形變疊加計(jì)算,求得隧道底部土體的沉降變形量。
【關(guān)鍵詞】：水下隧道 波浪荷載 列車荷載 孔壓累積 保角變換
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U456.3
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-27
• 1.1 研究背景11-15
• 1.1.1 水下隧道發(fā)展概況11-13
• 1.1.2 水下隧道沉降變形及其原因分析13-15
• 1.2 水下隧道固結(jié)沉降特性研究現(xiàn)狀15-24
• 1.2.1 波浪荷載作用下的土體響應(yīng)15-17
• 1.2.2 隧道局部滲透下孔隙水壓分布情況17-19
• 1.2.3 軟土隧道固結(jié)沉降特性研究19-20
• 1.2.4 水下隧道沉降變形研究20-24
• 1.3 列車循環(huán)荷載下的土體響應(yīng)24-26
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容26-27
• 第2章 波浪荷載作用下襯砌不透水隧道沉降變形研究27-40
• 2.1 引言27-28
• 2.2 問題描述28-30
• 2.2.1 計(jì)算模型28
• 2.2.2 基本假定28-29
• 2.2.3 波浪荷載的簡(jiǎn)化29
• 2.2.4 波浪荷載引起的超孔壓計(jì)算29-30
• 2.3 問題的求解30-34
• 2.3.1 控制方程30
• 2.3.2 保角變換30
• 2.3.3 邊界條件及初始條件30-31
• 2.3.4 問題的求解31-34
• 2.3.5 固結(jié)沉降計(jì)算34
• 2.4 結(jié)果分析34-39
• 2.5 本章小結(jié)39-40
• 第3章 波浪荷載作用下襯砌局部滲透隧道沉降變形研究40-51
• 3.1 引言40
• 3.2 問題描述40-42
• 3.2.1 計(jì)算模型40
• 3.2.2 基本假定40-42
• 3.3 問題的求解42-46
• 3.3.1 控制方程42
• 3.3.2 局部滲透邊界下的超孔隙水壓分布42-44
• 3.3.3 邊界條件44
• 3.3.4 問題的求解44-46
• 3.3.5 固結(jié)沉降計(jì)算46
• 3.4 結(jié)果分析46-49
• 3.5 本章小結(jié)49-51
• 第4章 列車循環(huán)荷載作用下水下局部滲透隧道沉降變形研究51-63
• 4.1 引言51
• 4.2 問題描述51-53
• 4.2.1 計(jì)算模型51
• 4.2.2 基本假定51-52
• 4.2.3 列車荷載的等效處理52-53
• 4.3 問題的求解53-57
• 4.3.1 控制方程53
• 4.3.2 邊界條件及初始條件53-54
• 4.3.3 固結(jié)變形求解54-56
• 4.3.4 列車荷載下的塑性變形計(jì)算56-57
• 4.3.5 隧道底部沉降計(jì)算57
• 4.4 結(jié)果分析57-61
• 4.5 本章小結(jié)61-63
• 第5章 結(jié)論與展望63-65
• 5.1 結(jié)論63-64
• 5.2 進(jìn)一步的工作設(shè)想64-65
• 參考文獻(xiàn)65-72

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9 閆s，

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