论文摘要
隧道的抗震问题愈来愈受到学术界和工程界的关注。论文在充分总结国内外隧道震害实例及震害特点的基础上,概述了国内外地下结构抗震研究进展及现状,对隧道衬砌抗震的有关问题进行了研究。论文首先阐述了地下结构动力分析中数值模拟边界条件的一般建立方法,介绍了粘性边界的基本假设及其理论推导过程,并基于该理论推导,确定了不同地层条件下粘性边界的计算参数。考虑到粘性边界参数与围岩的材料性质相关、而自由边界与其无关的问题,本文就不同地层条件,比较分析了不同工况下粘性边界与自由边界模拟结果的差异,得到了两种边界条件下模拟结果的差异随岩层性质的变化规律。以厦深线某山岭隧道为工程背景,建立了平面弹塑性动力有限元分析模型,计算了地震作用下二次衬砌内力的分布情况,并以二次衬砌的安全系数作为结构响应的评判标准,评价隧道结构的抗震性能。最后对影响抗震性能的主要参数(二次衬砌厚度、地震动峰值加速度及埋深)展开详细讨论,分析衬砌的安全系数随各个参数的变化规律,对其进行回归分析,建立各个参数对隧道抗震性能影响的经验表达式,并据此得出各个参数的共同影响时隧道衬砌结构安全系数的变化规律。论文在动力分析数值模拟边界条件及隧道二次衬砌结构抗震性能方面得出了具有一定工程价值的结论,对山岭隧道的抗震设计具有一定的参考价值。
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