公路隧道与横通道交叉结构抗震性能研究

以我国西南高烈度地震区勒不果喇吉隧道为研究背景,采用改进的Newmark隐式积分方法和无限元静-动力统一人工边界,对主隧道与横通道组成的空间交叉结构进行了抗震性能研究.结果表明,横通道开挖后,主隧道与横通道交叉形成的空间结构处出现应力集中现象,在地震过程中,各部位安全系数呈交替变化状态,拱顶部位容易出现拉应力,是抗震的薄弱部位,需要采取加固措施,以确保地震作用下主隧道与横通道交叉结构的安全.研究结论对公路隧道横通道抗震设计、施工,有一定参考价值.     

地震动力作用下土-地铁隧道模型分析

针对地铁建设中典型的马蹄形断面隧道建立比例尺为1:20的分析模型,并采用数值分析方法研究马蹄形隧道处于单一土层及工程所处区域典型的成层土体中时的动力响应。分析结果表明,在单一土层中由于土体的约束作用,结构产生的位移以整体沉降为主,在成层土体中除产生一定的整体变形外还伴随一定的扭转变形。在两种地层情况下马蹄形地铁隧道在地震动力作用下的动力加速度响应、竖向位移均在拱顶处产生最大值,其中在单一土层中的加速度响应最大值为结构中部加速度的2.29倍。结构在顶部和侧板处所产生的动应力响应值也较大。研究表明,地震动力荷载作用下顶板、侧板均为受力较大部位,在设计和施工中应予以充分重视。     

隐伏断层错动对盾构隧道影响的模型试验研究

为了探究隐伏断层错动下盾构隧道结构受力特点及地层破坏模式,基于盾构隧道纵向等效连续化模型,开展隐伏断层错动对盾构隧道影响的模型试验. 研究隧道结构纵向受力特征、环缝接头张开量与断层错动的关系,采用数值模拟手段验证模型试验结果的合理性. 试验及数值计算结果表明,隐伏断层错动下隧道结构纵向受力变化明显,断层错动对隧道结构纵向受力的影响范围小于60 m. 在断层顶部投影面附近的盾构管片环缝存在明显的张拉变形,在正断层错动下盾构环缝接头更容易产生张拉大变形. 正断层错动工况下的隧道结构纵向呈偏心受拉状态,逆断层错动工况下的隧道结构纵向呈偏心受压状态. 在正断层错动下地层发生明显的剪切变形,呈现倒三角形剪切变形扩展规律,地表产生横向贯穿裂缝,逆断层错动下的地层剪切变形相对较弱.     

深埋交叉隧道动态施工力学行为研究

分离式独立双洞之间的横通道开挖,再一次引起主隧道围岩和支护结构的应力释放与重分配,引起交叉段附近岩体与支护结构力学行为发生变化。结合高地应力区深埋隧道工程,通过3D弹塑性有限元数值仿真模拟,分析横通道不同施工方案和动态施工过程对主隧道围岩与初期支护结构力学行为的影响。分析结果显示,横通道的开挖对围岩应力和位移影响较大,对交叉侧主隧道侧壁初期支护应力及交叉对侧主隧道侧初期支护3σ和XY平面的剪应力影响较大。为深埋隧道交叉段监控量测系统的设计、施工方案优化及安全控制提供了依据。     

盾构隧道基底软硬过渡地段列车振动响应分析

论述了隧道衬砌结构-围岩系统动力分析的理论和数值计算方法,采用激振力函数模拟高速列车竖向振动荷载,考虑隧道基底地层纵向软硬不均,建立了广深港客运专线狮子洋盾构隧道列车振动响应三维有限差分计算模型,研究了高速列车振动荷载作用下软硬不均过渡地段隧道衬砌结构振动响应规律,并通过引入长期列车振动荷载作用下地基土累积变形计算模型,预测了软硬不均地层条件下不同地段隧道基底的长期差异沉降.计算结果对评价软硬不均地层盾构隧道衬砌结构的动力稳定性和控制隧道基底不均匀沉降具有一定的指导意义.     

软土地区地铁车站与隧道接头结构的地震响应分析

利用ANSYS有限元分析软件,研究天津软土地区地铁车站与隧道接头结构的地震响应。以和平路地铁站为例建立了三维计算模型,对其进行动力时程分析,找出接头部位的应力集中关键点,从而分析了隧道与车站之间的相互作用影响。研究表明:水平方向和竖直方向地震波都会改变车站与隧道接头结构的主应力大小;在接头截面上,水平方向变形主要由水平地震作用控制,竖直方向变形主要由竖直地震作用控制,地震导致的竖向变形大于横向变形。     

110kV输电钢管杆的动力性能分析

利用ANSYS软件对110kV直线型输电钢管杆进行模态分析、谱分析和瞬态分析,得到其振动特性、地震作用响应和脉动风振响应,并分析了横担对主杆动力响应的影响。结果表明,钢管杆的变形随着高度而增大,应力水平较低,抗震抗风性能良好;钢管杆具有较大的柔度和强度富余,位移是其设计的控制因素;主杆和横担的联接处局部应力过大,需通过构造措施予以加强;对横担的截面、质量和位置进行合理优化布置可以减小主杆的动力响应。     

重载列车运行与地震力耦合作用下 交叉隧道动力响应分析

在地震频发区域修建的交叉隧道,重载列车运行时若遇地震力作用,其隧道结构的动力响应备受关注.论文建立了正交交叉隧道的三维有限差分模型,用激振函数模拟重载列车竖向振动荷载,并输入地震波,以研究重载列车运行与地震力耦合作用下隧道结构的动力响应规律.结果表明:在重载列车振动荷载作用下,上跨隧道振动加速度由大到小依次为隧底、拱脚、拱顶和拱腰,下穿隧道振动加速度由大到小依次为拱顶、拱腰、拱脚和隧底;在重载列车运行与地震力耦合作用下,上跨隧道振动加速度由大到小依次为隧底、拱顶、拱脚和拱腰,下穿隧道振动加速度由大到小依次为拱顶、拱腰、拱脚和隧底;重载列车运行与地震力耦合作用下相比仅受重载列车运行条件作用时,交叉隧道结构动力响应相对更为显著.     

千岛湖南浦大桥地震响应研究

以千岛湖南浦大桥为例,研究了钢管混凝土拱桥在地震作用下的动力响应.应用有限元软件MIDAS/Civil建立了有限元模型,采用动态时程分析方法,计算了纵向、横向和竖向地震作用下结构的位移和内力,并考虑了改变地震波输入角度对结构的影响.计算分析表明：该桥梁体系偏柔,需要加强横向刚度,不能忽略竖向地震作用对结构的影响,且需考虑地震波的最不利输入方向,其分析结果可供此类桥的设计与施工参考.     

可液化场地下不同因素对地下结构动力响应的影响

目前,我国在地下结构抗震分析与液化破坏研究中尚存在诸多问题,需要深入研究地下结构的动力响应分析的影响因素:对不同结构截面形式、水平-竖向波共同作用、不同地震波输入.在地震作用下处于可液化场地的拱形结构和矩形结构的受力形式和最不利受力位置;模型分别在竖向波以及横向波单独和共同作用下,孔压比幅值也不相同;不同地震波对结构的受力形式影响不大,却对结构加速度影响十分巨大.这些问题的研究分析对可液化场地下结构在地震作用下的动力响应规律与液化破坏形式具有重要的工程应用价值和意义.