某地区地铁隧道顶部空洞对隧道动力特性影响的研究

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1、分类号:密级:UDC:编号:201421601053河北工业大学硕士学位论文某地区地铁隧道顶部空洞对隧道动力特性影响的研究论文作者:赵华杰学生类别: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DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofCivilEngineeringSTUDYONTHEINFIUENCEOFTUNNELTOPVOIDSONTHEDYNAMICCHARACTERISTICSOF

2、TUNNELSINACERTAINDISTRICTbyZhaoHuajieSupervisor:Prof.DouYuanmingDecember2016原创性声明本人郑重声明: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

3、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、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:摘要现如今，我国经济快速发展，城市人口密集、交通堵塞，越来越多的地铁投入到运营之中。隧道病害逐渐受到关注，规范要求隧道的衬

4、砌与围岩应紧密结合，但很多隧道衬砌背后存在空洞，这严重影响了隧道在地震作用下的稳定性，顶部空洞危害尤为严重。由于空洞具有隐蔽性，很难被发现，也很难处置，隧道顶部空洞对隧道动力特性影响的试验研究具有很高的研究价值。本文先详细分析了振动台模型试验结果，再运用ABAQUS软件做数值模拟，最后比较一下两者所得出的结论与吻合程度。对隧道顶部存在空洞时，不同的地震强度、相同强度不同地震波等方面对隧道结构的加速度时程、结构的应变等其他频谱特性的变化规律进行了研究，得出以下主要结论：（1）隧道衬砌结构在出现空洞的情况下，顶

5、部空洞对震害有明显的放大效应，即空洞处衬砌结构的加速度、应力及应变都会显著增大，故空洞处衬砌更易破坏，顶部空洞加大了震害。（2）隧道顶部空洞会使地震响应的持续时间增长、峰值出现的时间提早。隧道空洞的出现会放大并延长地震的作用，增加了隧道破坏的可能性。（3）隧道顶部空洞对拱腰处的加速度响应及应变也有一定的放大效应，在强震作用下，有空洞时隧道衬砌拱腰位置更易发生破坏。（4）不同地震波对隧道加速度、应力及应变响应的影响规律有细微差别，这与实际地震波的波长和工程所在地土质等因素有关。这提醒我们在实际工程抗震设防时，

6、要根据当地实际可能发生的地震、工程场地条件、当地抗震设防等级等其他因素综合考虑工程抗震设防措施。关键词：地铁隧道顶部空洞振动台试验数值模拟动力特性IABSTRACTNowadays,theeconomicofourcountryhasdevelopedrapidly.Urbanpopulationdensityandtrafficcongestionmakemoreandmoresubwayintooperation.Thediseaseoftunnelgraduallyattented,andthespe

7、cificationofthetunnelliningandthesurroundingrockshouldbecloselyintegrated.Therearemanytunnelliningbehindtheempty,whichseriouslyaffectedthestabilityofthetunnelundertheactionoftheearthquake,andthetopvoidhasthemostseriousdamage.Becauseofthehiddennatureofthevo

8、id,itisdifficulttobefound,anditisdifficulttodealwith.Thevoidatthetopofthetunnelonthedynamiccharacteristicsoftheexperimentalstudyhasahighresearchvalue.Inthispaper,theresultsofshakingtablemodeltestareanalyzedin