软土地基地铁盾构隧道地震动力响应研究

《软土地基地铁盾构隧道地震动力响应研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：密级：UDC：编号：201421601010河北工业大学硕士学位论文软土地基地铁盾构隧道地震动力响应研究论文作者：段志慧学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：土木工程指导教师：窦远明职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofCivilEngineeringSTUDYONSEISMICRESPONSESOFSHIELDTUNNELINSOFTSOILFOUNDATIONbyDuanZhihuiSupervisor:Prof.DouYuanmingDecember2016原创性声

2、明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索

3、、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要地铁作为解决大都市交通拥堵状况最为理想的交通方式，在未来的城市建设中将拥有特别广阔的发展空间。目前，盾构隧道凭借其独特的优势已被广泛应用于众多工程建设领域，越来越多的城市采用盾构施工法修建地铁隧道。历史上发生的数次大震一再表明，软土地基会增大地震作用对结构的破坏程度。因此，对软土地区的地铁盾构隧道结合土质条件进行地震动力响应研究是十分必要的。本文以某软土地区的地铁盾构隧道为工程依托，主要通过大型通用有限元软件ABAQUS进行数值模拟，对该盾构隧道

4、的地震动力响应特性进行了深入的研究，以期为软土地区地铁盾构隧道的优化设计和简化抗震计算方法提供可靠的依据。本文研究的主要内容和结论如下：1、以1/30的几何相似比进行软土地区盾构隧道的振动台模型试验，分析隧道结构的动力响应特性及隧道对围岩的影响，为软件模拟分析提供可靠依据。2、从接触的定义、土的本构关系、阻尼的选取和边界条件等关键点入手，建立了衬砌结构—土体—无限元三维动力有限元模型。将隧道自身重力和土体重力作用下的隧道应力和变形作为初始条件，采用多步骤分析，进行地铁盾构隧道在考虑初始条件下的地震动力响应时程分析。3、将试验和模拟所得出的应变数据进行对比分析，得出一致的规律：衬砌结构应变在距

5、离拱顶和拱底圆心角为±30°处相对于其他部位较大。模拟结果和试验结果吻合程度较高，验证了所建立模型的合理性。4、通过对不同地震动强度及不同地震波作用下衬砌结构的加速度、位移、应力和变形响应的分析得知：软土对地震加速度有明显的放大效应；隧道的存在对其周围土体的加速度峰值有一定的减小作用；隧道在地震作用下整体跟随周围土体同步振动，隧道自身固有振动频率表现不明显；衬砌结构的环向应力均明显大于轴向应力。5、针对分析所得出的结构地震动力响应特性提出抗震设防措施，减少隧道在地震作用下的破坏。关键词：软土地基盾构隧道振动台试验动力有限元初始条件动力特性IABSTRACTAsthemostidealwayt

6、osolvethetrafficcongestioninthemetropolis,thesubwaywillhaveaparticularlybroaddevelopmentspaceinthefutureurbanconstruction.Atpresent,theshieldtunnelwithitsuniqueadvantageshavebeenwidelyusedinmanyconstructionprojects,moreandmorecitiesuseshieldtunnelingmethodtobuildsubwaytunnels.Allpreviousoccurrenceo

7、fstrongearthquakesconsistentlyshowedthatsoftsoilwillincreasethedamagedegreeofearthquake.Therefore,itisverynecessarytostudytheseismicdynamicresponseofsubwayshieldtunnelcombinedwiththesoilconditioninsoftsoila