隧道对场地及地表结构地震响应影响分析

隧道的存在会导致场地土层以及地表结构的地震动力响应发生变化,为研究这种影响,建立了隧道-土体-地表结构相互作用体系的平面应变计算模型,同时考虑了隧道半径以及刚度变化的影响。根据模拟结果可得:由于隧道的存在,地表一定范围内的地震加速度发生显著变化;隧道半径的变化对地表加速度、地表结构地震响应的影响显著,半径越大的隧道对于地震波的阻隔作用越为明显。研究结果表明隧道对场地加速度及地表结构的影响不容忽视。     

冻土场地地震加速度反应谱研究

根据波动理论考虑土体的非线性,得到地震反应谱的解答,应用求解水平层状场地地震反应谱的等效线性化程序,数值求解不同负温、不同覆盖层厚度多年冻土场地的地震加速度反应谱,季节冻土场地冬夏季地震加速度反应谱。计算结果表明:负温对多年冻土场地加速度反应谱的影响显著,随着冻结温度的降低,加速度反应谱的加速度峰值逐渐降低,并且其峰值前移,场地卓越周期减小;随着冻土覆盖层厚度的增加,反应谱峰值先增大后减小;季节冻土场地夏季的地震反应高于冬季,但在短周期阶段也出现了反超的现象。     

城市浅埋隧道对地表沉降影响因素研究

城市中隧道开挖引起的地表沉降问题受到了越来越多的关注,特别是浅埋隧道引起的地表沉降问题尤为突出。文章利用有限元模拟的方法,对围岩的力学参数(弹性模量、泊松比)、洞室的几何尺寸、埋置深度等外界因素对地表沉降的影响规律进行了定性的分析,为实际工程提供参考。     

双线平行隧道地表沉降曲线形状预测分析

通过利用土木工程FLAC^3D软件，对浅埋暗挖双线平行隧道在不同的围岩、不同的间距与埋深比值L／H的情况下，地表沉降曲线的形状及形状预测方式进行了相关的研究，得出双线地表沉降槽形状受L／H影响较大的结论。     

浅埋隧道开挖对地表建筑物的影响

应用随机介质理论，分析了桐油山连拱隧道浅埋段开挖引起的沿隧道纵横向的地表移动与变形，推导了复杂隧道开挖横断面的简化计算公式。根据中导洞开挖后的地表量测数据反分析获得地表基本移动参数，采用比例法获取隧道正洞计算所需的地表移动参数，然后对隧道正洞开挖后的地表移动和变形分布进行了预测，并据此判断隧道开挖对地表住宅楼的影响。计算结果对指导隧道的施工有一定意义。     

浅埋地下结构反应位移法不同位置弹簧刚度系数的影响分析

地基弹簧刚度系数的确定是反应位移法中的关键因素之一。目前地基弹簧刚度系数求解方法不统一,而采用不同方法计算的弹簧刚度系数相差甚大。该研究结合一浅埋地下框架结构,通过改变结构不同位置、不同方向的弹簧刚度系数,分析了24种不同计算工况下结构的位移和内力响应。结果表明：结构的水平变形和中柱的内力受结构底板的切向弹簧影响更为明显,需在反应位移法分析模型中重点考虑;结构底板的法向弹簧和左右侧2两个方向的弹簧对底板和左右侧墙的受力有显著影响,相比较而言,结构顶板的切向和法向弹簧对结构的受力和变形影响不大。     

既有隧道对荷载引起地表沉降的影响

运用三维快速拉格朗日差分软件FLAC3D研究了当弹性半空间体内存在隧道时,布辛奈斯克解的适用性,通过布辛奈斯克公式计算得到了弹性半空间表面在均布矩形荷载作用下的地表沉降,与FLAC3D计算得到的结果进行对比,验证了运用FLAC3D对该问题进行研究的可行性,并指出在运用布辛奈斯克公式计算含有隧道的土体地表沉降时,应充分考虑隧道埋深及其支护刚度的影响。     

行波效应和地下结构对地表结构抗震设计的影响

本文以上海典型的双层地铁站上方的框架结构为例,讨论了行波效应和地下结构对地表建筑物抗震设计的影响.首先计算得到重力荷载作用下梁柱的内力值,然后考虑水平地震和竖向地震共同作用的情况,将不同地震波分量作用下梁柱的地震反应和静力反应进行组合,得到框架梁柱的抗震设计值.通过比较不同地震波输入模式下梁柱抗震设计值的差异,分析了行...     

地震基岩面的选取对深厚场地地表地震动参数的影响

地震基岩面的选取对场地设计地震动参数取值的合理性有重要影响。以苏州城区的钻孔剖面为研究对象,选取剪切波速介于400~800 m/s的9个土层顶面作为地震基岩面,采用等效线性方法考虑土的非线性特性,采用一维波传法分析地震基岩面的选取对地表地震动特性的影响。结果表明:1地表峰值加速度PGA随地震基岩面剪切波速的增大而增大,PGA的增大幅度随输入地震动强度的增大而减小;2地表加速度反应谱放大系数?谱谱值也随地震基岩面土层剪切波速的增大而增大,且?谱谱值随输入地震动强度的增大而减小;对于中强地震的近场地震动作用,基岩面深度对周期小于1.0 s的?谱谱值的影响较大;而对于特大地震的远场地震动作用,基岩面深度对周期小于4.0 s的?谱谱值均有较大影响;3远场地震动作用时的?谱谱值明显大于近场地震动作用的?谱谱值;4取剪切波速不小于700m/s的土层顶面为地震基岩面较为适宜。     

多年冻土场地路基地震加速度反应谱特性研究

多年冻土场地路基及与之相关土工构筑物的抗震己成为以往研究不足、而目前道路建设中又必须尽快解决的重要工程问题之一。以在建的青藏铁路工程的抗震设计与地震加固为应用背景，基于若干种较为典型的冻土场地路基工况，采用非水平场地土体(土工结构物)地震反应分析的二维动力有限元法，分别输入E1 Centro波及天津波，开展多年冻土场地路基地震加速度反应谱的研究工作。研究表明，在高频E1 Centro波和低频天津波输入下，无论冻土层存在与否，路基地震加速度反应谱均主要表现为高频脉冲型，反映了路基的地震冲击型破坏作用；当输入高频E1 Centro波时，在中、低频段，含冻土层路基的地震加速度反应谱较不含冻土层路基的地震加速度反应谱大；而在低频天津波输入下，冻土层存在与否，对路基地震加速度反应谱的影响较小。与不同的场地地形条件相比，输入地震波频率的不同，对冻土路基地震加速度反应的影响更大，尤其是当存在融沉盆时更加剧了路基的地震加速度反应。     

官地地下尾水岔洞开挖与衬砌稳定研究

水利工程中地下大跨度尾水岔洞往往在结合交叉处形成复杂的三维空间结构,该部位受力性质复杂,位移较大,应力集中,一般需对其进行精细的三维数值模拟,分析开挖与衬砌结构的稳定性。文章利用FLAC3D,计算分析了官地水电站尾水岔洞围岩在开挖情况下的变形、应力及屈服区,对不同应力释放荷载条件下的喷锚支护效果及机理进行了分析评价;在此基础上根据运行和检修工况下的荷载作用情况,计算分析了衬砌结构应力,以及围岩锚杆的受力状态。指出控制作用工况,提出了保持岔洞稳定的措施和对策。计算分析表明:围岩开挖变形量较大,顶拱最大下沉约23 mm,边墙应力释放明显,最大拉应力约3.8 MPa,衬砌最大拉应力在2.0-2.6 MPa之间,岔角处岩体塑性区局部贯通,设计喷锚支护措施处于正常承载状态,支护措施能够满足围岩稳定性要求。计算分析得出的结论已用于指导工程设计,同时也可供其他同类工程的设计和施工参考。     

沈阳五爱隧道施工诱发地表沉降数值模拟分析

浅埋暗挖隧道施工引起的地层损失所导致的地表沉降预测和控制,是隧道工程领域重要的研究课题之一.作者以沈阳五爱隧道工程为例,运用有限差分软件FLAC3D建立三维数值模型,对比分析数值计算值与实测值,以及隧道埋深对地表沉降量的影响.研究表明:数值模拟计算的地表沉降量和现场实测值基本吻合,验证了所选取的土体计算参数、本构模型和边界条件的正确性.隧道埋深对隧施工的地表沉降影响较大.同时,得到了一些对其他类似工程地表沉降预测及控制的有益结论.     

应用有限元响应面法分析地下结构可靠度

鉴于隧道与地下结构所具有的特殊性和重要性,对其开展可靠性研究是一项非常有意义的工作。在对地下结构等大型复杂非线性结构进行可靠性分析中,荷栽效应统计特征分析是一个比较复杂的问题。考虑围岩和衬砌的相互作用,采用弹塑性有限元响应面法分析隧道衬砌结构荷栽效应的统计特征,推导了变量相关条件下计算结构可靠指标的分位值法迭代计算公式,对隧道衬砌结构可靠度进行了分析。     

地铁盾构隧道下穿建筑基础诱发地层变形研究

城市繁华地区地铁盾构隧道施工常需从建筑基础下穿越,如何确保上部建筑与隧道结构安全是施工中的难题。基于沉降预测理论及FLAC3D进行了地铁施工诱发地层环境损伤评估与控制设计STEAD系统的开发,以广州地铁区间隧道下穿某7层框架结构建筑为例,采用数值模拟研究了地铁盾构隧道穿越建筑基础诱发地层变形的空间效应问题,考虑了不同工况下隧道施工引起地层沉降对该建筑物的影响,采用本研究建议,盾构隧道成功穿越该建筑物,实测证实了变形空间效应研究的科学性与有效性。     

北京地铁西四站暗挖段施工工法数值模拟研究

北京地铁西四车站暗挖段,地处闹市,地面交通繁忙,地质条件复杂,施工难度较大,因此在具体施工前对其施工工法和洞室稳定性进行细致研究是十分必要的。本文采用有限差分程序FLAC3D对施工方案中设计的管棚、注浆、喷层等支护措施和支护效果进行数值模拟分析,对具体工法做出了定量的评价,对后期工程的施工有很大的参考价值和一定的指导作用。     

软钢阻尼器对建筑楼层反应谱的影响

鉴于控制地震响应的软钢阻尼器可能显著改变结构系统的自振周期,结构抗震设计中有必要明确阻尼器对楼层非结构构件反应谱的影响。以已有的弹性结构楼层反应谱评估方法为基础,考虑主体结构与非结构构件周期比和主体结构黏滞阻尼比的影响,提出了黏滞阻尼减震结构的楼层反应谱预测公式。建立了非线性减震结构系统平均等价刚度和平均等价阻尼比的计算方法,基于等价线性系统提出了软钢阻尼器减震结构的楼层反应谱预测方法,并得到了楼层反应谱的性能曲线,用以描述阻尼器参数对非结构构件加速度响应的影响规律。研究结果表明:将等价线性化方法应用于软钢阻尼器减震结构能较好地进行非线性系统的楼层反应谱预测,修正的楼层反应谱预测公式可直接基于地震动弹性反应谱和减震结构等价参数估计楼层反应谱,可用于周期比为0.5～2、阻尼比为0.05～0.2的结构系统,该方法将为考虑非结构构件地震响应的减震结构优化设计提供有益参考。     

硬土场地地震动概率反应谱分析

结构抗震设计一直以统计平均值为设防水准,此方法简单但缺乏概率意义的评估值。本文基于硬土场地内309条新获得的地震动记录,建立周期、区间与概率值三者的三维概率分布图,发现概率值难以集中在区间值为1附近,说明以统计平均值为设防水准得出的地震作用概率水平并不相同,应采用统一的累积概率水准进行抗震设防。为此建立了三维累积概率分布图,得出了不同概率保证下的地震影响系数反应谱,并拟合出8度设防水准下不同概率保证的地震影响系数反应谱回归公式。     

深基坑开挖对临近建筑物的影响研究

连续介质快速拉格朗日差分法(Fast Lagrangian Analysis of Continua,简写FLAC)是近年来逐步成熟完善起来的一种数值分析方法.将FLAC软件应用到重庆市某深基坑数值分析中,探讨了基坑开挖在极限状态下的破坏模式,分析了开挖对邻近建筑物的影响,可为设计施工提供一定的参考.     

资源城市井露采动引起公路沉陷灾害机理研究

针对资源城市矿产开采规模的扩大和交通货物运输量的日益增长,使得井工、露天矿区基础运输设施建设以及与之紧邻的城市交通建设和开采引起的公路沉陷灾害的矛盾越来越突出。本文针对资源城市—山西溯州市平溯矿区井露联合开采新模式引起的矿区公路与地面建(构)筑物变形与破坏这一情况,利用模拟分析技术进行了开采对公路造成沉陷机理和演化规律的研究,并建议了相应的处治措施。     

数值方法确定海底隧道最小岩石覆盖厚度研究

目前国内正在修建或拟修建多条海底隧道,其中最小岩石覆盖厚度直接制约着海底隧道的安全和造价。本文根据国内外有关文献资料,探讨了利用数值方法确定海底隧道最小岩石覆盖厚度的方法,应用断裂损伤有限元和国际通用数值分析软件,根据隧道在同一剖面处不同底板线位置,隧道上方同一个点的位移收敛情况,建立了确定海底隧道最小覆盖厚度的位移收敛法。通过对国内2条海底隧道开展的研究,其中一条已开始施工,总结出了数值方法确定最小岩石覆盖厚度的思路和过程。为定量确定海底隧道最小岩石覆盖厚度建立了数值分析基础,最后应用数值方法确定某海底隧道最小岩石覆盖厚度。