盾構(gòu)法隧道縱向非線性地震響應(yīng)分析與抗震設(shè)計(jì)研究.pdf

1、盾構(gòu)法隧道是現(xiàn)代都市生命線工程的重要組成部分,因此其地震安全性的研究具有極其重要的社會(huì)、政治和經(jīng)濟(jì)意義.本文重點(diǎn)研究了盾構(gòu)法隧道縱向地震響應(yīng)與抗震設(shè)計(jì)方面的問題,根據(jù)震害分析可將研究內(nèi)容分為兩個(gè)方面.一是盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)在地震行波作用下的動(dòng)力響應(yīng)分析與抗震設(shè)計(jì),二是盾構(gòu)法隧道在不均勻震陷下的縱向受力研究與抗震設(shè)計(jì).盾構(gòu)法隧道由于其自身構(gòu)造的復(fù)雜性,分析中首先要解決計(jì)算模型的建立問題,對(duì)比考慮各種現(xiàn)有模型后,本文選取了日本志波由紀(jì)夫等人提出

2、的等價(jià)連續(xù)化模型,該模型可以避免對(duì)盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)的襯砌管片與縱向連接螺栓各自建模后所帶來的接頭單元?jiǎng)偠入y以理論分析的問題.按該模型可將隧道視為粘彈塑性地基上的連續(xù)梁,土與結(jié)構(gòu)之間的相互作用可用非線性彈簧和阻尼來模擬.針對(duì)目前模型的等價(jià)單元?jiǎng)偠扔?jì)算中未能考慮軸向力與彎矩共同作用,在充分考慮螺栓非線性受力特性的基礎(chǔ)上,本文首次推導(dǎo)出軸向力與彎矩同時(shí)作用場(chǎng)合非線性等價(jià)單元?jiǎng)偠鹊耐陚溆?jì)算式.在此基礎(chǔ)上針對(duì)地震行波和不均勻震陷,分別采用非線性動(dòng)力

3、有限元法和反應(yīng)變位法編制相關(guān)分析程序;研究了中強(qiáng)震行波作用下盾構(gòu)法隧道的縱向響應(yīng)特性及相關(guān)抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn);分析了盾構(gòu)法隧道在不均勻震陷下的縱向受力特性;并探討了地基與隧道各構(gòu)成要素對(duì)隧道縱向地震響應(yīng)的影響以及螺栓非線性、不均勻震陷范圍、地基剛度折減系數(shù)、隧道與其他構(gòu)造物連接方式、震陷模式等要素對(duì)盾構(gòu)法隧道在不均勻震陷下的縱向受力影響規(guī)律.本文通過對(duì)盾構(gòu)法隧道縱向響應(yīng)特性的分析,得出各要素對(duì)其響應(yīng)的影響規(guī)律,所得結(jié)論可為實(shí)際工程中盾構(gòu)法隧道