隧道地震反應若干影響因素研究.pdf

1、本文結合遼寧省博士啟動基金資助項目(20041077)，以土-結構相互作用為核心理論，動力有限元方法為分析手段，用大型通用有限元軟件ANSYS對地震作用下的隧道結構體系建立了合理的相互作用模型，進行了大量計算，總結了地下結構反應一些規(guī)律，可為相關工程的抗震計算和設計提供參考和依據。具體工作和結論如下： (1)采用時程分析方法，對一隧道結構進行了地震響應分析。重點研究了不同人工邊界方法不同橫向截取范圍對地震響應的影響。研究結果表明

2、：無論是粘彈性邊界、粘性邊界還是固定邊界，橫向截取范圍都要大于5倍的計算域高度，計算結果才比較穩(wěn)定。對比幾種常用的人工邊界，粘彈性邊界是較好的人工邊界。文中還比較分析了在地震荷載作用下隧道襯砌的薄弱部位。 (2)在上述理論方法和研究結果基礎上，進一步對襯砌材料(混凝土標號、襯砌厚度和襯砌密度變化)和地質條件對隧道結構的地震響應的影響進行了探討。結果表明：地下結構地震反應主要受圍巖的影響，與其自身慣性力和結構剛度的關系并不大。因此

3、單純靠增強結構強度來提高結構抗震性能，把結構設計成能抵抗周圍圍巖介質的運動和變形的傳統(tǒng)觀點并不合理。在地下結構的抗震設計中，可以考慮適當增加結構的柔性和延性，來吸收地震時周圍地層介質施加給結構的變形，充分發(fā)揮圍巖自身承受荷載的能力。圍巖級別減小，結構位移和應力響應都明顯減小。隨著混凝土標號提高，材料彈模增大，結構位移略有增加，結構應力明顯增大。襯砌厚度增大，結構的位移變化并不明顯，同一時刻結構的內力也隨之增大，但結構實際最大應力減小。襯