劣化襯砌結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析.pdf

1、我國幅員遼闊，山脈眾多，地形地質(zhì)條件非常復(fù)雜，這種情況在我國西部地區(qū)顯得尤為明顯。為了響應(yīng)國家西部大開發(fā)的戰(zhàn)略，大力修建通往西部地區(qū)的交通線已經(jīng)成為發(fā)展我國西部地區(qū)的先決條件。除過公路運(yùn)輸、航空運(yùn)輸外，鐵路運(yùn)輸由于其成本低廉、運(yùn)量大、速度快，已經(jīng)成為發(fā)展西部地區(qū)的主要交通方式。在打通通往西部地區(qū)的鐵路線上，眾多山嶺隧道已經(jīng)被修建完成。但是，地質(zhì)條件的復(fù)雜性使得山嶺隧道更容易遭受病害襲擾且大多數(shù)山嶺隧道都是帶“劣”運(yùn)營。不僅如此，西部地區(qū)

2、也是我國地震高發(fā)地帶。本文主要著重于劣化隧道在地震荷載作用下的地震動力響應(yīng)研究。本文主要完成工作如下:
　　(1)隧道模型尺寸的確定。通過建立6倍、7倍、8倍、9倍、10倍洞徑的隧道模型，在模型底部施加橫向（X向）地震荷載（以應(yīng)力形式），分別分析各個工況下隧道的動力響應(yīng)。結(jié)果表明，當(dāng)橫向邊界尺寸大于等于8倍洞徑時，橫向邊界尺寸對動力響應(yīng)產(chǎn)生的影響逐漸趨于穩(wěn)定。因此，為了降低邊界對隧道動力響應(yīng)結(jié)果的影響，建議取用8倍洞徑或以上作為模

3、型的橫向尺寸。
　　(2)基于動力強(qiáng)度折減法，運(yùn)用FLAC3D分析劣化位于隧道不同位置時的隧道力學(xué)機(jī)理以及模型的安全性。進(jìn)而分析劣化范圍不同時的隧道力學(xué)機(jī)理以及模型的安全性。當(dāng)劣化分別位于拱頂、邊墻中部、仰拱中心時，模型安全系數(shù)均為0.85;模型安全系數(shù)隨著拱頂劣化范圍的擴(kuò)大呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢。
　　(3)第一點，基于動力強(qiáng)度折減法，運(yùn)用FLAC3D分析不同洞型下劣化隧道結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性。結(jié)果表明，圓形隧道安全性最好，

4、三心圓次之，直墻拱隧道安全性最差。第二點，基于動力強(qiáng)度折減法，運(yùn)用FLAC3D分析不同圍巖級別下，劣化隧道結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性。結(jié)果表明，圍巖情況越好，劣化隧道的安全性也越好。第三點，基于動力強(qiáng)度折減法，運(yùn)用FLAC3D來分析不同埋深下，劣化隧道結(jié)構(gòu)的力學(xué)機(jī)理以及模型的安全性。結(jié)果表明，2倍洞徑到5倍洞徑埋深下，埋深越深，劣化隧道的安全性越好;埋深達(dá)到8倍洞徑時，其安全性較2倍洞徑埋深和5倍洞徑埋深有所降低。第四點，基于動力強(qiáng)度折減法，