盾构隧道纵向地震响应分析
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摘 要:为了探讨盾构隧道的纵向地震响应特性,采用地层-隧道整体三维有限元模型,对武汉长江越江盾构隧道的地震响应进行了分析,主要研究了合理的盾构隧道力学模型、隧道与地层之间的相互作用以及隧道的振动特性.通过隧道与地层的整体分析,得到了盾构隧道位移和应力的分布及其随时间的变化曲线.计算结果表明:压缩波引起的纵向拉、压应力和剪切波引起的扭曲变形是隧道抗震设计的关键。
关键词:盾构隧道;三维有限元法;地震响应分析
目前常采用反应位移法和时程响应法进行隧道纵向抗震设计.反应位移法认为地震时地下结构对地层的反应具有追随性,结构的加速度和位移都随地层的响应而反应,结构产生的附加地震应力和应变是由于地层位移差产生的.该方法概念明确,计算简便,在均匀地层中得到较好应用[1,2].用时程响应法计算地下结构的地震响应时,将结构和土层作为一个整体,考虑结构与土层的相互作用,建立整个系统的运动微分方程,通过直接输入地震加速度时程曲线,求得各时刻结构的加速度、速度、位移和应力.此方法能较好地反映动力响应的全过程,并且能比较直观地估计结构的变形和识别结构的薄弱环节,在沉管隧道....
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