鐵路隧道抗震計(jì)算方法研究.pdf

1、我國(guó)地處歐亞地震帶和環(huán)太平洋地震帶之間，地震活動(dòng)頻繁，是世界上最大的大陸淺源強(qiáng)震活動(dòng)區(qū)，具有分布廣、強(qiáng)度高、危害大等震害特點(diǎn)，特別是20世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)已經(jīng)經(jīng)歷了4個(gè)地震活躍期，現(xiàn)在正在進(jìn)入第5個(gè)地震活躍期。與地震災(zāi)害頻繁、嚴(yán)重這一基本國(guó)情相對(duì)應(yīng)的是，我國(guó)當(dāng)下已經(jīng)成為世界上鐵路隧道建設(shè)數(shù)量最多、規(guī)模最大、發(fā)展最快的國(guó)家。隨著鐵路干線進(jìn)一步向西部山區(qū)或重丘地區(qū)的延伸，以及高速鐵路線路標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步提高，使得鐵路干線的隧線比日益增大，隧道工程建

2、設(shè)的數(shù)量不斷增多，其地位越來(lái)越重要。由于大量建成、在建和擬建的隧道工程都位于我國(guó)高地震烈度區(qū)，且隧道作為國(guó)家生命線工程的主體結(jié)構(gòu)之一，因此必須對(duì)其抗震計(jì)算和設(shè)計(jì)方法給予高度重視。論文依托鐵道部重點(diǎn)科技項(xiàng)目：“鐵路隧道工程抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與方法研究”，以及四川省科技支撐計(jì)劃“高烈度地震區(qū)隧道結(jié)構(gòu)抗震減震關(guān)鍵技術(shù)研究”，結(jié)合我國(guó)《鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50111-2006》的規(guī)定和我國(guó)隧道抗震設(shè)計(jì)工作的特點(diǎn)，開(kāi)展了鐵路隧道抗震計(jì)算方法的研究，

3、主要工作和研究成果如下。
　　(1)隧道震害實(shí)例與分析
　　在廣泛收集5.12汶川大地震隧道震害及其它地震隧道震害實(shí)例的基礎(chǔ)上，對(duì)隧道的震害模式、震害機(jī)理及影響因素進(jìn)行分析和總結(jié)。
　　(2)隧道抗震計(jì)算方法及其特點(diǎn)
　　對(duì)地震系數(shù)法、反應(yīng)位移法、時(shí)程分析法三種目前國(guó)內(nèi)外常用抗震計(jì)算方法的特點(diǎn)和適應(yīng)性，進(jìn)行了歸納、對(duì)比分析及系統(tǒng)研究，就隧道抗震計(jì)算方法提出相應(yīng)的評(píng)價(jià)和建議。
　　(3)鐵路隧道地震響應(yīng)振動(dòng)臺(tái)

4、模型試驗(yàn)
　　實(shí)施了不同襯砌結(jié)構(gòu)形式、不同地震動(dòng)參數(shù)、不同激振方向、不同圍巖條件、不同埋深、偏壓及非偏壓等工況的大型振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)，對(duì)地層和襯砌結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)特征與規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)置減震層措施開(kāi)展了振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，驗(yàn)證其減震效果。
　　(4)鐵路隧道簡(jiǎn)明實(shí)用的抗震計(jì)算方法
　　結(jié)合我國(guó)隧道抗震設(shè)計(jì)工作的特點(diǎn)，通過(guò)典型工況的數(shù)值計(jì)算和振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)《鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50111-2006》規(guī)定

5、采用的地震系數(shù)法進(jìn)行了合理修正，提出了根據(jù)不同圍巖級(jí)別和隧道不同跨度，選取不同計(jì)算埋深進(jìn)行抗震計(jì)算的簡(jiǎn)明實(shí)用的鐵路隧道抗震計(jì)算方法，以適應(yīng)工程設(shè)計(jì)的需要，并為鐵路隧道工程抗震規(guī)范的修正提供基礎(chǔ)研究支撐。
　　論文結(jié)合我國(guó)高地震烈度區(qū)鐵路隧道建設(shè)中亟待解決的問(wèn)題和需要，利用資料調(diào)研、理論分析、數(shù)值模擬、振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)等綜合手段，揭示了隧道場(chǎng)地和襯砌結(jié)構(gòu)在不同工況下的地震動(dòng)力響應(yīng)特征及規(guī)律；并結(jié)合我國(guó)隧道抗震設(shè)計(jì)工作的特點(diǎn)，對(duì)《鐵路工