地震作用下沉管隧道反应数值分析

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1、硕士学位论文地震作用下沉管隧道反应数值分析作者姓名曾朗杰学科专业道路与铁道工程指导教师徐国元教授所在学院土木与交通学院论文提交日期2015年4月NumericalAnalysisonBehaviorofImmersedTunnelunderSeismicShakingADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZengLangjieSupervisor：Prof.XuGuoyuanSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzho

2、u,China分类号：U452.2学校代号：10561学号：201220106583华南理工大学硕士学位论文地震作用下沉管隧道反应数值分析作者姓名：曾朗杰指导教师姓名、职称：徐国元教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：道路与铁道工程研究方向：城市轨道交通与隧道工程论文提交日期：2015年4月20日论文答辩日期：2015年6月5日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：符锌砂委员：徐国元汪益敏苏卫国陈页开华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究

3、所取得的研宄成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研宂做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名.•日期夕年<月多日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，g卩：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部

4、分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在_____年解密后适用本授权书。0"不保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以+相应方框内打“V”）作者签名：日期：>/T.〇6.砂摘要由于沉管隧道作为跨江跨海交通载体展现出的优越性，其在水下隧道建设中已得到了广泛的应用。然而，大

5、多数沉管隧道位于河（海）底，基岩埋深较浅，具有地下结构的特殊性，对其在地震动作用下的反应进行分析是一个不可忽视的问题。本文主要做了如下工作：（1）回顾了沉管隧道的发展历史和国内外研究现状，对沉管隧道的主要研究成果进行了总结。结合地下结构抗震研究现状，分析了地震动对隧道结构的作用机理以及地下结构的动力响应特性，并对国内外沉管隧道经典抗震分析方法进行了概括。（2）对抗震数值分析方法中的动力有限元法进行了详细介绍，探讨了在建立动力有限元分析模型中土体本构模型的选取、动力人工边界条件的设置以及地震波的选取和调整等问题。结合佛山

6、市在建的汾江路南延线公路铁路合建沉管隧道工程实例，根据其周围土层分布、断面呈非对称性等特点，通过计算机动力有限元分析软件建立了沉管隧道-土体二维动力有限元模型和三维动力有限元模型。（3）通过对建立的沉管隧道-土体二维动力有限元模型和三维动力有限元模型进行计算分析，分别得出沉管隧道结构沿横向以及纵向的地震响应规律，得出隧道结构管身、接头等关键部位在地震作用下产生的位移、加速度和应力时程响应结果。（4）分别建立了不同回淤层、不同地震波作用方向以及输入不同加速度峰值地震波条件下的沉管隧道-土体体系模型，并对各类模型的计算结果

7、进行了对比，分析了沉管隧道结构地震响应各影响因素，得出在地震作用下沉管隧道结构的动力响应规律。关键词:沉管隧道；地震作用；动力有限元法；时程分析IAbstractAstheimmersedtunnelshowsitssuperiorityintheriver-crossingandthesea-crossingtransportationengineering,ithasbeenthemaintypeintheunderwatertunnelingengineering.Immersedtunnelsarebuiltu

8、ndertheriverbedorseabed,mostlyinashallowpositioninthebedrock,thustheyhaveseveralparticularitiesthesametotheundergroundstructures.Soitisnotanegligibleissuetoresearchth