【碩士】高烈度地震區(qū)隧道洞口段地震動(dòng)力響應(yīng)及減震措施研究【2010】

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　　學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：重慶交通大學(xué)　　學(xué)位年度： 2010年　　隨著近年來(lái)地震的頻繁發(fā)生，隧道震害問題逐漸引起人們的重視，隧道洞口段在地震中表現(xiàn)出來(lái)的較為嚴(yán)重的破壞，要求將洞口段作為隧道抗震設(shè)防的重點(diǎn)部位。本文以西藏扎墨公路嘎隆拉隧道洞口段及其減震措施為研究對(duì)象，主要研究了在不同地震波分量基底入射下襯砌的峰值應(yīng)力、峰值位移反應(yīng)，邊坡及地表加速度反應(yīng)的頻譜特性、放大系數(shù)，地表在垂直于隧道軸線不同距離處的峰值豎向位移，襯砌的動(dòng)土壓力沿隧道軸向的變化規(guī)律，有斷層時(shí)襯砌峰值應(yīng)力、峰值位移的橫向和軸向變化規(guī)律，襯砌、邊坡、地表的破壞模式，減震層、抗震縫的減震效果以及彈性模量對(duì)減震層減震效果的影響。論文采用大型振動(dòng)臺(tái)物理模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，主要取得的成果有：　　①基底入射地震波的水平橫向振動(dòng)分量是造成隧道破壞的主要地震作用；　?、谕馏w對(duì)地震波高頻成分具有過濾作用；邊坡土體加速度放大系數(shù)沿坡腳至坡頂逐漸增大，土體內(nèi)部加速度放大系數(shù)在接近地表處由深至淺逐漸增大；邊坡主要破壞模式為局部整體滑落，土體剝落掉塊，地表主要破壞模式為橫向?qū)掗L(zhǎng)裂縫以及部分軸向輕微裂縫；　?、鄱撮T附近襯砌邊墻將最先出現(xiàn)軸向裂縫，斷層處襯砌主要發(fā)生豎向剪切破壞；襯砌卓越頻率與圍巖的卓越頻率相同，地震時(shí)襯砌與圍巖同步振動(dòng)，不表現(xiàn)出自振特性；襯砌主要破壞模式為洞口處襯砌邊墻的軸向裂縫，離洞口較近處襯砌邊墻的斜向裂縫，隧道穿越斷層時(shí)襯砌在抗震縫處出現(xiàn)的相互交錯(cuò)以及洞身處襯砌仰拱底部的軸向裂縫；　?、軠p震層、抗震縫的設(shè)置不會(huì)改變結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)的頻譜特性，但會(huì)增加結(jié)構(gòu)的峰值加速度；減震層的設(shè)置對(duì)襯砌的峰值應(yīng)力的減小大于對(duì)峰值位移的減??；減震層彈性模量對(duì)襯砌峰值第一、第三主應(yīng)力反應(yīng)的影響比對(duì)位移反應(yīng)的影響大；　　抗震縫的設(shè)置會(huì)減小襯砌峰值主應(yīng)力反應(yīng)，會(huì)使襯砌節(jié)段內(nèi)的峰值應(yīng)力變得較為均勻，會(huì)使襯砌整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力變得均勻，但會(huì)增加峰值剪應(yīng)力反應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致襯砌在抗震縫處的應(yīng)力集中?！　?

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