学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

杜家山隧道千枚岩围岩的动力效应分析

作　者: 赵卫
导　师: 韦猛
学　校: 成都理工大学
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 地震 动力效应 千枚岩围岩 隧道 数值模拟
分类号: U451.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 45次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


近年来，随着我国经济建设的迅猛发展，国内高速公路建设日新月异。在“5.12”汶川大地震以后，随着灾后重建的深入，大量穿越强震区的隧道列入了建设计划，对公路隧道的施工技术提出了更高的要求。公路隧道施工过程中，洞室周围岩体发生应力重分布作用，当这种重分布应力超过围岩的强度极限时，将造成围岩的失稳破坏。在地震作用下，这种应力作用对围岩稳定性影响更加显著。本文对杜家山隧道千枚岩围岩及衬砌结构地震动力效应进行了数值分析和研究。通过选择适当的边界条件，模拟施工过程中常见余震的地震波，建立合理的计算模型，运用有限单元法分析隧道围岩及衬砌结构的地震效应，讨论其动力响应规律及对工程的影响。对比分析了隧道裸洞围岩、初支及二衬结构在输入水平地震波作用下，富水千枚岩和天然千枚岩两种围岩条件下隧道衬砌结构的地震效应。本文主要做了以下几方面的研究，得到杜家山隧道千枚岩围岩及衬砌结构地震响应的一些结论:1、调查了本文研究区隧道围岩岩体区域地质资料；阐述千枚岩岩体的岩性以及在室内的其物理力学试验，并得到相关参数；阐述结构动力学理论基础、有限元理论基础；2、建立了隧道的地震动力分析模型，通过模拟杜家山隧道的裸洞模型地震效应，得出隧道千枚岩围岩在地震作用下的响应规律。再运用有限元软件ANSYS中的动力时程分析方法，分析隧道衬砌的地震响应特性，并对影响千枚岩隧道衬砌的受力与变形的因素(主要是含水率)作了相应的计算与归纳；3、通过对比千枚岩围岩在富水与天然状态下的动力分析，得出富水千枚岩受地震影响比较大；4、地下结构的埋深对其动力响应的影响也是很大。在一定范围内，地下结构的埋深越大，其抗震安全性能越好；5、在地下结构的地震响应分析中，隧道衬砌结构左右两侧壁的上、下部易出现应力集中，变形也较大。从整个结构来看，衬砌结构侧壁上下处及其端部最容易发生破坏，因此在设计和施工过程中，应对上述部位予以重视。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-17
  1.1 引言  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-15
    1.2.1 隧道围岩稳定性分析方法研究现状  11-12
    1.2.2 隧道围岩动力响应研究现状  12-14
    1.2.3 隧道千枚岩围岩研究现状  14-15
  1.3 问题的提出  15
  1.4 本文的主要研究内容  15
  1.5 本章小结  15-17
第二章 隧道围岩动力效应分析理论  17-24
  2.1 动力有限元分析理论基础  17-21
    2.1.1 有限元法概述  17-18
    2.1.2 动力有限元法的分析原理  18-21
  2.2 ANSYS 有限元软件的分析原理  21-23
  2.3 本章小结  23-24
第三章 杜家山隧道工程地质条件  24-36
  3.1 地理位置及工程概况  24-25
  3.2 研究区工程地质条件  25-28
    3.2.1 地形地貌  25
    3.2.2 地层岩性  25-26
    3.2.3 地质构造  26
    3.2.4 水文地质  26-27
    3.2.5 不良地质及地震  27-28
  3.3 杜家山隧道洞身千枚岩围岩地质特征  28-30
    3.3.1 隧道构造特征  28
    3.3.2 隧道千枚岩围岩分级  28-30
    3.3.3 隧道 Fd2 断裂带围岩地质特征  30
  3.4 研究区千枚岩的岩石力学试验  30-34
    3.4.1 岩石的质量指标  30-31
    3.4.2 岩石的水理性质  31-32
    3.4.3 岩石的力学性质  32-33
    3.4.4 试验结论  33-34
  3.5 本章小结  34-36
第四章 地震动力效应数值模型基础理论  36-42
  4.1 概述  36
  4.2 阻尼的处理  36-37
  4.3 地震波的选择与处理  37-39
    4.3.1 选择地震波基本原则  38
    4.3.2 地震波的分类  38-39
    4.3.3 地震波选择  39
  4.4 计算模型地基范围的确定  39-40
  4.5 边界条件  40-41
  4.6 本章小结  41-42
第五章 杜家山隧道围岩动力效应分析  42-60
  5.1 概述  42
  5.2 工程背景  42-43
  5.3 隧道洞身千枚岩围岩数值模拟  43-59
    5.3.1 裸洞动力模型的建立  44-50
    5.3.2 初支动力模型的建立  50-54
    5.3.3 二衬动力模型的建立  54-59
  5.4 计算模型分析总结  59-60
结论与建议  60-62
  结论  60-61
  建议  61-62
参考文献  62-65
致谢  65-66
攻读学位期间取得学术成果  66

相似论文

  1. LNG系统中工作压力设定依据与换热器正交试验设计,TQ051.5
  2. 高强度钢板冲压件回弹的研究,TG386
  3. 筒形件可控径向加压充液拉深数值模拟与实验研究,TG386
  4. 硬质合金与钢连接工艺及机理研究,TG454
  5. 具有非对称端壁的涡轮叶栅气膜冷却数值研究,V231.3
  6. 复杂形体的高速气动对流及耦合换热研究,V215.4
  7. 轨道交通引起周围环境竖向振动的振源特性分析,U211.3
  8. 考虑碰撞和限位作用的三跨悬臂梁桥地震反应分析,U442.55
  9. 循环流化床内颗粒聚团的传热特性研究,TK124
  10. 生物质直接再燃的数值模拟,TK16
  11. 670t/h四角切圆锅炉炉内煤粉燃烧过程的数值模拟,TK224.11
  12. 1000MW超超临界褐煤锅炉炉内燃烧过程的数值模拟,TK224.11
  13. 喷动床内气固两相流动特性的研究,TK173
  14. 周向浓淡旋流燃烧器空气动力场的试验研究及数值模拟,TK223.23
  15. 中心回燃式燃烧室燃烧特性研究,TK223.21
  16. 迷宫式汽封和薄叶式汽封的数值模拟与对比分析,TK263.2
  17. 三峡库区水环境中营养盐磷分布规律的数值研究,X832
  18. 阀外置式小排量抽油泵的设计及性能仿真分析,TE933.3
  19. 渗流对尾矿坝稳定性影响的分析,TV649
  20. 低渗透油藏水力压裂研究,P618.13
  21. 果园风送式喷雾机流场数值模拟及试验研究,S491

中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 隧道工程 > 隧道结构理论 > 隧道围岩理论
© 2012 www.xueweilunwen.com