基于水下盾构隧道饱和砂层地震响应的平面解析分析

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1、北京交通大学硕士学位论文水下盾构隧道饱和砂层地震响应的平面解析分析姓名：丁曼曼申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：陈文化20081201摘要．地下工程技术的日臻完善使得水下盾构隧道在跨越江河海湾的方式中凸显其优越性，而我国境内强震分布非常广泛且沿海地区常有地震发生，所以对水下隧道的抗震研究具有一定的理论意义和工程意义。本文对水下饱和砂层中含有圆形盾构隧道的复杂场地的平面地震散射的解析解问题进行了求解，根据解析解进行了水下隧道地层．隧道结构．水体体系的地震响应研究，重点研究了水体对河床、海床及隧道围岩的地震响应影响，给出了上述场地模型的算例进行了数值计算并进行了

2、分析，得出了以下研究成果：l、以Biot两相饱和多孔介质动力学方程为基础，利用Bessel函数展开方法，给出了水下饱和砂层中含有圆形盾构隧道的复杂场地对平面地震波SV波散射的解析解；2、在解析解的基础上，结合算例，分析了水深、埋深、频率对隧道围岩及水．土交界面上土层的应力及位移放大系数的影响。以上研究成果对水下砂层中含有圆形盾构隧道复杂场地地震反应分析与隧道设计具有参考价值。关键词：地震波；水下盾构隧道地层；解析解分类号：ABSTRACTSeismicresponsestudyofunderwaterstratumisimportanttounderwatertun

3、neldesign．Inthispaper,theproblemofplanescatteringofthecomplicatedgroundofunderwatersaturatedsandysubsoilwithcircularshieldtunnelissolvedbyanalyticalmethod．Underwaterstratum·tunnelstructure-watersystemseismicresponseisstudiedonthebasisoftheanalyticalsolution．Emphasisisputontheaffectofwa

4、teronthefiverbed，coastbedandsurroundingrock．Furthermore,exampleofthemodelisgivenandanalyzed．Aseriesofresultsareobtained．Firstly,basedonBlotdynamictheoryforsaturatedporousmedium，anal如calsolutionsforscatteringofplaneSVwavesbythecomplicatedgroundofunderwatersaturatedsandysubsoilwithcircul

5、arshieldtunnelisgivenusingFourier—Besselseriesexpansiontechnique；Secondly,numericalresultsaregivenbasedontheanalyticalsolution．111einfluenceofwaterdepth，burieddepthandearthquakefrequencyonthestressanddisplacementmagnifyfactoroftunnelsurroundingrockandstratumofwater-soilinterfacearestud

6、ied．Theresultsalevaluabletotheseismicresponseanalysisofthecomplicatedgroundwimacircularshieldtunnelinunderwatersaturatedsandysoilandthetunneldesign．Keywords：seismicwaves；underwaterstratumwithshieldtunnel；analyticalsolutionCI。ASSNO：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢

7、之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日75学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(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：新