基于双圆盾构隧道衬砌抗震计算的原理和方法的研究

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1、同济大学土木工程学院硕士学位论文双圆盾构隧道衬砌抗震计算的原理和方法的研究姓名：江芳芳申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：杨林德20070301摘要近20年来，城市地下空间的开发利用已成为众所关心的热点，地下结构在能源、交通、通讯、城市建设和国防工程等方面获得广泛应用。双圆盾构隧道以其节省地下空间，使地下空间的规划更加灵活等优势必将在地下空间的开发中得到越来越广泛的应用。随着地下结构数量的增多和地震灾害的频繁出现，尤其是受到阪神地震的启示，地下结构的抗震设计问题正逐渐得到人们的关注，各国也加强了地下结构抗震问题的研究。本文以双圆盾构隧道衬砌结构为研究对象，对双

2、圆盾构隧道衬砌结构的抗震设计提出了计算方法，并采用时域直接动力分析方法对其进行了地震响应的计算，根据动力响应的结果提出了可用于工程设计计算的双圆盾构隧道衬砌结构的抗震简化计算方法，并首次提出了根据能量法确定等代地震荷载的方法。最后对双圆盾构隧道衬砌管片的承载力进行了校核，并对其结构优化提出了建议。主要的研究内容和成果包括：1．在以往地铁结构地震响应计算原理和方法的基础上，对双圆盾构隧道衬砌结构的抗震设计提出了计算方法，并采用时域直接动力分析方法对其进行了地震动力响应的计算。2．首次提出了根据能量法确定等代地震荷载的方法，开拓了简化计算方法的新思路，并以单圆盾构隧道为

3、例给出了确定等代地震荷载的实例。3．对双圆盾构隧道衬砌进行了抗震设计的计算，根据动力响应的计算结果给出了简化算法，特点为采用结构力学原理，方便实用。4．根据地震响应下内力计算的结果，对双圆盾构隧道衬砌管片承载力进行了校核，验证了双圆盾构隧道衬砌在设防烈度下的抗震稳定性。5．对双圆盾构隧道衬砌管片进行了结构优化的分析，并对其结构优化提出了建议。关键字：地铁隧道双圆盾构抗震设计等代荷载结构优化AbstractDungthepast20yeal3,thedevelopmentofundergroundspaceisinvolvedmoreooncerilandunderg

4、roundstructureshavebeenutilizedwidelyinenergysouree,transportation,communication,cityconstruction,andnationaldefendingengineering,etc．TheDOTshieldtunnelwillbecomemoreandmorepopuionsbecauseofitsadvantagessuchassavingundergroundspace,makingtheplanningoftheundergroundspacemoreflexibleandS

5、OOn．WiththeincreaseofundergroundstructuresandfrequentemergenceofearthquakeSs嚣ter,especiallyKobeearthquake,peoplehavepaidmoreattentiontotheseismicdesignofundergroundstructuresandallcountryhavestrengthentheseismicresearclLSeismicdesigncalculationmethodofDOTshieldtunnelliningispresentedin

6、thepaperbasedontheresearchofDOTshieldtunnellining,meanwhile,earthquakeexcitativeorientationofDOTshieldtunnelliningiscalculatedbymeansofseismichistoryanalysis．Intermwiththedynamicresponseresult,analternativesimplifiedmethod，calledequivalentearthquakeloadmethod，isdeveloped．meanwhile，amet

7、hodwhichdeducesequivalentearthquakeloadbyenergytheoryisproposedfirstly．Finally,BasadOilthecalculationresult,thebearingpowerofthatisexaminedandsuggestionsofstructureoptimizationareproposed．Themainworksandfruitsofthethesisarelistadasfollowings：1．SeismicdesigncalculationmethodofDOTshiel