地震动荷载作用下地下洞室响应的初步分析

论文题目: 地震动荷载作用下地下洞室响应的初步分析

论文类型: 硕士论文

论文专业: 岩土工程

作者: 马行东

导师: 李海波

关键词: 地震,岩体洞室,动态分析,数值模拟

文献来源: 中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）

发表年度: 2005

论文摘要: 地震荷载作用下岩体洞室响应与安全分析是我国西部强地震区大型水利工程建设中需要解决的难点和热点问题之一。本文利用FLAC 3 D软件,初步分析了地震荷载作用下埋深、洞室形状、地应力特征对地下岩体洞室响应特征的影响。分析结果表明,地震荷载作用下,地下洞室的位移和应力响应随埋深的增加而减小,当地应力侧压系数λ≥1(特别是λ>2时),洞室响应可能存在300m的临界埋深,当埋深小于300米时,洞室响应随埋深变化幅度较大,当埋深大于300米时,洞室响应随埋深变化幅度较小,同时,临界埋深随地应力侧压系数的增加有减小的趋势。分析结果还表明,洞室断面形状对洞室响应有一定影响,圆形断面洞室响应较矩形和马蹄形小。另外,随着地应力侧压系数的增加洞室响应明显减小,减小幅度随埋深的增加有减小趋势,地应力侧压系数λ<1时的洞室响应及随侧压系数的变化幅度明显大于地应力侧压系数λ>1时的情况。本文还初步分析了地震荷载作用下地震波振幅、频率以及持续时间对地下岩体洞室位移特征的影响。分析结果表明,在地震荷载作用下,洞室位移随振幅以及持续时间的增大而增大,随着频率的增大而减小,变化幅度随埋深和地应力侧压系数的增加而减小。分析结果还表明,浅埋情况下,可能存在导致岩体洞室变形破坏的地震烈度门槛值(0.13m/s,相当于VII地震),当地震烈度超过门槛值时,洞室位移值随振幅的增大呈陡变性增加趋势,同时,地震的长周期(低频率)特征对洞室的位移影响显著,低频地震波导致的洞室位移幅值明显高于高频地震波。本文初步分析了地震荷载作用下入射方向对地下岩体洞室的影响。分析结果表明,随剪切波入射角的增加(从水平入射到垂直入射),洞室位移响应随入射角的增加先减小后增加,同时,随着埋深、地应力侧压系数的增加入射角方向对洞室影响呈减小趋势。本文还初步探讨了地震荷载的空间不均匀性对地下岩体洞室位移特征的影响。分析结果表明,随埋深、地应力侧压系数的增加,地震荷载的空间不均匀性对洞室的影响呈减小趋势。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 引言

1.2 地下结构抗震研究发展概况

1.3 国内外地下结构抗震研究方法

1.4 地震破坏机理、类型及因素

1.5 国内外研究现状

1.6 本文的研究内容及研究路线

第二章 FLAC~(3D)基本原理及特点

第三章地震荷载作用下地下岩体洞室位移特征的影响因素分析

3.1 引言

3.2 计算模型及参数的选取

3.3 埋深对岩体洞室位移的影响分析

3.4 洞室形状对洞室位移的影响

3.5 地应力对洞室位移的影响

3.6 地震荷载作用下洞室应力特征分析

3.7 小结

3.8 附图

第四章地震波参数对洞室动态特性的影响分析

4.1 引言

4.2 洞型、埋深、地应力的确定

4.3 动力输入参数的影响

4.4 入射方向的影响

4.5 小结

4.6 附图

第五章地震荷载空间非均匀性对洞室响应的影响分析

5.1 地震动的空间相关性研究

5.2 场地条件对地震荷载空间不均匀性的影响

5.3 地震动场模型

5.4 地震荷载非均匀性荷载的确定

5.5 地震荷载空间非均匀性的影响

5.6 小结

第六章结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

参与科研项目及论文发表情况

致谢

发布时间: 2006-12-28

参考文献

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