水下隧道地基地震變形特征與結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析

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1、北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文4．2．3理想流體介質(zhì)動(dòng)力反應(yīng)分析的顯示有限元表達(dá)式?????444．3各層介質(zhì)交界面上節(jié)點(diǎn)動(dòng)力反應(yīng)的顯式有限元表達(dá)式?????．．454．3．1彈性地基與飽和土層交界面節(jié)點(diǎn)動(dòng)力反應(yīng)的顯式有限元表達(dá)式????????????????????????????????????????．zI!；4．3．2理想流體與飽和土層交界面節(jié)點(diǎn)動(dòng)力反應(yīng)的顯式有限元表達(dá)式????????????????????????????????????????．z174．3．3飽和土體與隧道結(jié)構(gòu)交界面節(jié)點(diǎn)動(dòng)力反應(yīng)

2、的顯式有限元表達(dá)式????????????????????????????????????????．z194．4人工邊界的選取??????????????????????494．5計(jì)算步驟?????????????????????????544．6算例與驗(yàn)證???????????????????????～544．7本章小結(jié)?????????????????????????595．水下隧道地震響應(yīng)有限元計(jì)算????????????????6l5．1模型的建立和參數(shù)的選取??????????????????6l

3、5．3顯式有限元計(jì)算格式???????????????????一625．4輸入地震波的選取?????????????????????625．5計(jì)算分析????????????????????????．．635．6本章小結(jié)?????????????????????????706．結(jié)論與展望????????????????????????7l6．1結(jié)論???????????????????????????????????一7l6．2展望???????????????????????????7l參考文獻(xiàn)?????

4、???????????????????????．73作者簡(jiǎn)歷????????????????????????????．77獨(dú)創(chuàng)性聲明???????????????????????????．79學(xué)位論文數(shù)據(jù)集?????????????????????????．81緒論1緒論1．1研究背景和意義近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)保持穩(wěn)定高速增長(zhǎng)，城市化、現(xiàn)代化建設(shè)取得了令人矚目的成就，在軌道交通事業(yè)的發(fā)展中，地下空間得到了越來(lái)越廣泛的開(kāi)發(fā)和利用，現(xiàn)在國(guó)際上普遍認(rèn)為，2l世紀(jì)將是人類開(kāi)發(fā)地下空間的世紀(jì)，地下空間也將對(duì)人類的生活產(chǎn)生

5、越來(lái)越重要的影響。我國(guó)河流眾多，海岸線狹長(zhǎng)，現(xiàn)代交通建設(shè)中經(jīng)常會(huì)遇到要穿越江河湖海的情況，這個(gè)時(shí)候～般的選擇是橋梁方案或者水下隧道方案，相比較而言，橋梁的建設(shè)會(huì)對(duì)兩岸周邊的環(huán)境產(chǎn)生影響，建設(shè)以及運(yùn)營(yíng)受天氣因素影響較大，隧道的抗震性和安全性比橋梁要好，另外考慮造價(jià)以及產(chǎn)生的社會(huì)效益等因素，綜合分析對(duì)比，得出結(jié)論：采用水下隧道的穿越方式較橋梁有比較大的優(yōu)勢(shì)。并且，隨著沉管隧道、盾構(gòu)隧道等設(shè)計(jì)施工技術(shù)的飛速發(fā)展，水下隧道的建設(shè)技術(shù)也在不斷完善中+，漸漸的顯現(xiàn)出了它的重要作用。目前，全世界已建成的水下隧道超過(guò)百座，

6、最早的水下隧道建設(shè)記錄是1982擬在英吉利海峽修建的海底隧道，但由于次年戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)而未能將計(jì)劃付諸于實(shí)際，20世紀(jì)40年代日本在關(guān)門(mén)海峽修建的海峽隧道是世界上最早的海峽隧道；日本于1988年在津輕海峽建成了迄今為止世界上最長(zhǎng)的海峽隧道——青函隧道，它也與英法兩國(guó)共同建設(shè)的英吉利海峽隧道并舉成為上世紀(jì)最偉大的海底隧道工程。另外還有同本建設(shè)的東京灣海底隧道，丹麥建設(shè)的斯多貝爾特大海峽隧道，挪威建設(shè)的18座海底隧道等。我國(guó)至今也修建了十幾座水下隧道，在南京、上海、武漢均已建成穿越長(zhǎng)江的公路隧道，另外在最近的幾十年里

7、，我國(guó)還將考慮建設(shè)連接廣東和海南兩省的瓊州海峽的跨海工程，連接大連與煙臺(tái)的渤海灣跨海隧道，連接港珠澳的伶仃洋跨海工程、連接福建和臺(tái)灣的臺(tái)灣海峽跨海工程，并已經(jīng)在廈門(mén)翔安、青島膠州灣等地建成了海底隧道。目前處在我國(guó)大型跨?？缃淼澜ㄔO(shè)的高峰期，但近幾年全球各地卻頻發(fā)高強(qiáng)度地震，如今年4月20日我國(guó)四川雅安發(fā)生的7級(jí)地震、2010年2月智利發(fā)生的8．8級(jí)地震、2010年1月海地發(fā)生的7．3級(jí)地震等，長(zhǎng)期以來(lái)，人們普遍認(rèn)為地下結(jié)構(gòu)有較好的抗震性能，要優(yōu)于地上結(jié)構(gòu)，但在這些地震中地下結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)了不同程度的破壞，并且

8、震害資料表明：隧道～旦在地震中遭受破壞，其損失將是慘重的。1995年的日本阪神大地震，不僅使地下給排水管道、天然氣管道等城市生命線工程遭到嚴(yán)重破壞，地鐵區(qū)間隧道等大型地下結(jié)構(gòu)也遭到了破壞；2011生r3月同本本州島海域發(fā)生的9．0級(jí)強(qiáng)震造成了東京地鐵一度停運(yùn)；2008年汶川大地震中，建設(shè)緒論1．2．2模型試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮囼?yàn)是地下結(jié)構(gòu)抗震研究中～種重要途徑，分為人工震源試驗(yàn)和振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。由于激振力較小，人工震源試驗(yàn)無(wú)法反