滲流作用下海底隧道結(jié)構(gòu)流-固耦合地震動響應研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代交通建設(shè)的快速發(fā)展，海底隧道的建設(shè)解決了橫跨海峽、海灣、海島之間的交通連接問題，其所產(chǎn)生的巨大的經(jīng)濟效益和社會效益已經(jīng)逐步走進公眾視野。鑒于海底隧道處于復雜的地質(zhì)環(huán)境和海洋環(huán)境中，其建設(shè)與維護存在著非常明顯的困難，海水滲透防治與隧道結(jié)構(gòu)抗震便是工程中所要解決的兩個主要技術(shù)難題。為了研究滲流和地震作用對海底隧道結(jié)構(gòu)的影響，本文的研究重點主要集中于以下兩個方面:
　　 (1)不考慮圍巖的含水率和滲透性，利用有限元軟件ADIN

2、A，建立了粘彈性邊界條件下的二維有限元計算模型，首先進行了自重應力下的固結(jié)計算，以消除非固結(jié)圍巖對于計算結(jié)果的影響，然后輸入地震荷載進行重新啟動計算，得到了不考慮滲流作用下的海底隧道結(jié)構(gòu)的地震動力時程響應。
　　 (2)考慮圍巖的含水率和滲透性，將隧道圍巖定義為等效各向同性連續(xù)多孔介質(zhì)，考慮粘彈性人工邊界及固體圍巖與巖體孔隙水之間的流-固耦合作用，建立二維有限元計算模型，采用與(1)中相同的計算順序，分析了水平地震作用下隧道圍巖

3、中孔隙水壓力的變化、多孔介質(zhì)中的動水壓力對隧道襯砌的作用、多孔介質(zhì)滲流場與地震應力場的耦合作用對隧道安全性與穩(wěn)定性的影響，并對考慮滲流作用與否以及不同地震烈度下的海底隧道結(jié)構(gòu)的地震動響應作了相應的對比，得出了一些結(jié)論。
　　 數(shù)值計算結(jié)果表明:隧道襯砌結(jié)構(gòu)的地震動響應與地震加速度的變化密切相關(guān)，滲流作用對于隧道襯砌結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性影響顯著:考慮滲流作用時，多孔介質(zhì)圍巖中的動水壓力對隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)力具有明顯的影響，不可忽略;水平地