基于盾构隧道地震响应及动力可靠度分析

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1、Y1031't毒S⑧—～．-、：，≥’，。。一一．申嗣司济大学工学硕士学位论文．’2二：一一．．≯ij盾构隧道地震响应及动力．-f1度，。。分析，’、‘。’一一二(武汉长江隧道T程关键技术孥究项目≯一●一。．．：．f培养单位：土木工程学院。o绞学科0土木壬程、一：二级学科：岩土工程．、研：究生一秦天．坦导教蠼；j周壁教授一．一■‘一一：一_、‘一’-：三oo七年三月一一一1一一一、、-一、-。‘：毒摘要本文依托武汉长江隧道工程关键技术研究项目“盾构隧道地震响应分析与抗减震措施研究”。首先对工程场地内的原状土样进行了室内动力试验研究。随后利用动力有限元

2、方法，分析了盾构隧道在确定地震波下的动力响应．最后采用概率的分析方法，研究了盾构隧道在中心化平稳随机地震动模型下的随机地震响应及其动力可靠度，为工程抗震设计提供了合理的依据。本文的主要工作如下。1．对课题研究的意义、地下结构研究特点与现状、盾构隧道地震响应分析方法以及地下结构动力可靠度研究现状进行了综述。2．利用GDS三轴仪对工程场地内的原状土样进行了室内动力试验，获得了各主要土层的动弹性模量与阻尼比。同时，对于粉土④。、粉细砂⑤。以及粉细砂⑤：这三个存在液化风险的土层进行了抗液化强度研究。3．根据相关资料合成了100年超越概率为10％和3％的各三条

3、人工地震波。对武汉长江隧道工程盾构段控制横断面进行了动力有限元研究，分析了衬砌结构在地震中的应力、应变响应，对其在地震中的工作状态做出了判断。4．采用频域的方法，利用脉冲波的频响函数。计算了武汉长江隧道横断面在地震荷载作用下的动力响应，并与逐步积分法进行了比较。采用Jc法(一次二阶矩法)分析了武汉长江隧道横断面的地震动力可靠度。最后，对全文的研究工作进行了总结，并讨论了今后进一步的工作。关键词：盾构隧道，液化，地震响应分析，动力有限元法，动力可靠度AbstractABSTRACTSupportedbytheresearchproiectofkeyte

4、chnologiesofChangjiangTunnelEngineeringinWuhan，wefirstlystudythecharacteristicsofthesiltandsiltysandinengineeringplace，basedontriaxialdynamiclest．ThenthetransversedynamicresponseofshieldTunnelundercertainseismicwavesisanalyzed．Basedonthetheoryofrandomvibration,thestochasticeart

5、hquakeresponseanddynamicreliabilityofshieldtunnelarestudiedbyusingthemethodofprobabilityanalysisinthisthesis．11圮contentofthisthesisinclude：1．Thesignificanceoftheresearchwork,thekeypointsandexistingmethodsofseismicanalysisofs埘eldtunnelarebrieflysummarized．aswellascurrentstudysit

6、uationofdynamicreliabilityofundergroundstructure．2．Theshearmodulusanddampratiocharacteristicsoftypicalstrataareachievedinthedynamictest，basedonGDStriaxialdynamicsystem．Meanwhile，theliquefactionstrengthofsilt④6、siltysand⑤1andsiltysand⑤2arealsostudied．3，Thi-ecman-madeearthquakewa

7、vesalecomposedwiththeexceedanceprobabilityof10％and3％．Bystudyingthestressandstrainresponseofshieldlining,wecanestimateitsworkstate．4．FastFourierTranslationandFRFofimpulsefunctionareappliedtoresearchthetransverseseismicresponseofshieldtunnel．withstep-by—stepintegralprocedurebeing

8、compared．ThenweuseJCmethodtoanalyzethedynamicreliabili