【摘要】：地震Rayleigh波是SV波和P波與地表發(fā)生相互作用而產(chǎn)生的面波,它常導(dǎo)致淺埋地下結(jié)構(gòu)物的破壞。然而,目前關(guān)于地震Rayleigh波作用下地下結(jié)構(gòu)內(nèi)力的閉合形式解的研究尚不成熟,計算其作用下盾構(gòu)隧洞襯砌內(nèi)力的成果更是鮮于發(fā)表。本文的研究正是基于此背景而開展的。根據(jù)前人和課題組的已有研究成果,本文做了如下工作:(1)在將地震Rayleigh波假定為彈性半空間內(nèi)沿水平向傳播的簡諧波的基礎(chǔ)上,將其作用下淺埋圓形隧洞襯砌橫向和縱向內(nèi)力的閉合形式解推廣至盾構(gòu)隧洞結(jié)構(gòu)型式,并編制了內(nèi)力求解程序。此閉合形式解為盾構(gòu)隧洞初步抗震設(shè)計提供了計算以任意角度入射的地震Rayleigh波作用下襯砌內(nèi)力的計算式。(2)將盾構(gòu)隧洞沿橫、縱向簡化為等效剛度梁結(jié)構(gòu),給出了計算上述閉合形式解中襯砌結(jié)構(gòu)剛度的方法。在求解橫向剛度有效率時,首先借助結(jié)構(gòu)力學(xué)力法和虛功原理,詳細推導(dǎo)了計算地震Rayleigh波作用下盾構(gòu)隧洞襯砌“目標位置”處位移的計算式。然后基于等效剛度圓環(huán)思想,利用迭代等效方法求解了襯砌橫向剛度有效率,并編制了迭代求解程序。在縱向等效剛度的求解中采用了志波由紀夫和川島一彥的方法,并根據(jù)場地特點作了必要的修正。(3)為給初步抗震設(shè)計提供參考,基于圓形隧洞襯砌地震內(nèi)力的極值表達式開展了襯砌內(nèi)力影響因素的敏感性分析。其中,采用無量綱化方法,詳細分析了兩個主要復(fù)合變量——壓縮比C和彎曲比F與無滑移和完全滑移兩種極限狀態(tài)下的襯砌最大橫向地震內(nèi)力間的關(guān)系;縱向地震內(nèi)力影響因素的敏感性分析采用無量綱化方法,主要研究了襯砌混凝土彈性模量、襯砌厚度、圍巖動剪切模量、地震Rayleigh波波速、地震Rayleigh波周期等與襯砌最大縱向地震內(nèi)力及R_1、R_2間的關(guān)系。(4)運用本文的閉合形式解及等效剛度求解方法,計算了某電廠擬采用盾構(gòu)工法建造的取水隧洞襯砌在地震Rayleigh波作用下的橫、縱向內(nèi)力。研究表明:(1)通過本文方法可以計算地震Rayleigh波作用下盾構(gòu)隧洞襯砌橫、縱向內(nèi)力,且從內(nèi)力的閉合形式解可以獲得最大內(nèi)力值出現(xiàn)時刻Rayleigh波入射角度、最大內(nèi)力值出現(xiàn)部位、時刻等信息。(2)在盾構(gòu)隧洞初步抗震設(shè)計中考慮地震Rayleigh波作用時,橫向剛度有效率的求解應(yīng)分靜、動兩態(tài)分別進行計算,而不應(yīng)采用統(tǒng)一值。(3)襯砌內(nèi)力影響因素的敏感性分析所得規(guī)律明確。本文所提供的計算地震Rayleigh波作用下淺埋盾構(gòu)隧洞橫、縱向地震內(nèi)力的方法及思路可以用于初步抗震設(shè)計。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TV554

【參考文獻】

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本文編號：2737915