外环线沉管隧道地震响应的三维数值模拟

为确保上海外环线沉管隧道的抗震安全,采用高性能计算机进行了沉管隧道地震响应的三维数值模拟研究,介绍了隧道的三维模型、计算参数,并对沉管隧道总体进行了地震响应分析。     

山岭隧道地震响应有限元分析

多次强烈地震表明:山体隧道在强震情况也会发生严重破坏。采用动力有限元方法,考虑地震波基岩入射,建立山体-隧道整体有限元模型,进行整体时程反应计算。研究结果表明:山体的存在对隧道有一定影响,隧道几何尺寸、衬砌厚度是影响应力集中的主要因素。     

公路隧道地震响应下的位移分析

对宝天高速公路段甘泉隧道进行了地震响应分析，通过动力有限元方法确定了公路隧道的残余变形量，将各个时刻重复通过计算所确定的残余位移累加得到了地震作用后公路隧道的永久变形量，通过分析永久变形量确定了公路隧道地震响应稳定性。     

小净距超大断面隧道开挖行为对地震响应影响的数值分析

以长乐龙门山隧道为原型,建立三维有限元计算模型,并采用黏弹性人工边界模拟动力边界,对比模拟开挖过程中产生的地应力场与直接地应力平衡产生的地应力场下的隧道地震响应。计算结果表明：在3条地震波的作用下,无论是否模拟开挖,都将在隧道拱腰附近产生应力集中现象,模拟开挖产生的应力集中现象更为明显。由于左线隧道先行开挖,故左线隧道开挖完成后在右线隧道开挖的影响下,隧道监测点应力更大,最大应力增幅达到11.44%;右线隧道除拱顶以及仰拱外应力均有增幅。隧道的位移及加速度响应受开挖的影响极小,因此进行模拟开挖得出的隧道地震响应是相对保守的。     

隧道地震响应简化分析与动力离心试验验证

 基于平面应变和拟静力假定,采用弹性理论方法,推导出动荷载作用下圆形隧道外围的土体弹簧系数以及土层剪切应力表达式,将其运用于响应位移法分析隧道的地震响应,对该方法做进一步简化与完善;进行隧道响应的动力离心机模型试验研究,将试验结果与改进后的简化分析结果对比,验证该方法的可行性与合理性;通过离心试验的应变测量,以最直观的方式对比隧道在静力和动力荷载作用下受力状态,研究结果表明,隧道和地基土的地震响应与地震强度和边界条件密切相关,隧道地震响应特征与静力状态存在明显差异。研究结果可为隧道抗震设计提供参考。     

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。     

铁路隧道地震动力响应数值分析

基于某铁路隧道工程实例,运用有限元软件对其横断面采用二维平面应变模型进行模拟,模型采用粘弹性动力人工边界,引入水平和竖直地震波加速度激振,以数值模拟的方法分析了地震工况下隧道的稳定性及动应力、位移、应变变化规律。     

隧道–土体–地表结构相互作用体系地震响应影响因素分析

为探讨地下结构近距离穿越地表结构时二者之间地震响应的相互影响规律,建立隧道–土体–地表框架结构相互作用体系计算模型,系统研究对该体系地震响应影响显著的参数,具体包括:隧道的直径和埋深、土体的分层特性、框架结构的高宽比及其与隧道圆心的间距、输入地震波特性等。计算分析表明:(1)隧道对体系自振特性影响并不显著,但地表框架结构则显著改变了体系的频率特征;(2)隧道对地表框架结构地震响应的影响主要与隧道的半径相关,较大的隧道半径可阻隔地震波的传播,从而起到一定的减震功能;(3)由于考虑的框架结构质量相对较轻,地表框架结构对隧道地震响应的影响不显著;(4)由于地震波频谱成分及结构自身频率的影响,不同地震波对体系地震响应的影响十分显著;(5)土的分层特性改变了土体的刚度,因而也影响了体系的地震响应。研究成果可为初步定性确定地下结构与临近地表结构地震响应的相互影响提供参考。     

双向地震作用下浅埋软土电力隧道的动力响应

为了研究浅埋软土地下电力隧道结构在双向地震作用下的行为反应,采用大型岩土软件FLAC3D对浅埋软土地下电力隧道进行了数值模拟。建立了双向地震作用下软土电力电缆隧道的三维计算模型,考虑地下水位为地表以下1 m,计算了在水平和竖直地震荷载作用下,埋地电力隧道的动力响应,并对典型截面的典型点的速度、加速度、位移进行了监测。计算结果表明,在上海人工地震波作用下,电力隧道结构水平残余位移62.7 mm,竖向残余位移7 mm,隧道结构产生的永久变形为63 mm,隧道结构顶部和底部之间的水平相对位移52.1 mm,竖向相对位移几乎为0。地表水平残余变形16.4 mm,竖向残余变形7 mm。结构剪应力大小随着动荷载的增大而增大,而主应力随动荷载的输入而减小。数值分析结果表明,在软土地基下电力隧道产生剪切破坏的可能性较大,拉伸破坏和共振的概率较小。     

盾构隧道半径及埋深对其地震响应的影响分析

针对目前出现的大半径盾构隧道,通过建立土-隧道的数值计算模型,分析了隧道半径及埋深对其地震响应的影响,研究表明：随着隧道半径的增大,隧道拱顶的竖向位移及弯矩均显著增加,且增加隧道埋深有助于提高其抗震能力。     

特大断面公路隧道地震动力响应分析

以西南地区某高速公路特大断面隧道地震设防为研究背景,通过有限元动力计算方法,考虑隧道施工过程形成的应力场作为动力分析的初始应力场,同时在动力分析中考虑静力和动力分析的人工边界转换处置,采用地下结构静-动力分析方法对隧道进行了地震动力响应分析。模型分析了特大断面公路隧道在地震动力作用下的衬砌加速度响应、第一主应力和第三主应力响应、静力到动力的塑性发展情况。分析结果表明,特大断面隧道的仰拱区域在地震振动中是薄弱部位,在施工中围岩压力释放充分有利于隧道抗震,二次衬砌作为安全储备在振动中发挥主要作用。研究结果可为工程实际提供一定的参考意义。     

非均匀地震作用下隧道位移反应分析

根据多点地震动合成方法,考虑地震波的随机性和行波效应,生成非均匀多点地震动加速度时程曲线,在此基础上,运用FLAC3D分析隧道在非均匀性地震荷载作用下的响应特征及其影响因素。引入非均匀影响系数η和最大最小位移比Φ描述地震作用下隧道位移反应规律。分析结果表明,隧道的位移反应和地震的空间非均匀性对隧道位移的影响随埋深、侧压系数增加而减小;随地震动振幅的增加而增加;随地震动卓越频率的增加而减小;随地震动持时的增加而增加。非均匀影响系数η和最大最小位移比Φ表现出和位移相同的变化趋势。     

用反应位移法进行综合管廊地震反应分析

目前,国内已建成相当数量的地下综合管廊,对其进行抗震设计已经越来越受到重视。因此,结合工程设计实例,运用反应位移法对地下综合管廊进行了地震反应分析,为今后类似工程设计提供参考。     

复杂环境条件下交叉隧道地震动力响应分析

在对地下结构动力响应现状分析的基础上,运用有限单元法和Newmark直接积分法,研究了不同峰值加速度条件下立体交叉隧道群的位移分布与变化规律,并对其动力响应规律进行了分析与比较.结果表明,随着地震波的增强,立体交叉隧道的变形依次经历弹性阶段、塑性阶段、失稳破坏三个阶段;隧道变形主要由竖向位移引起,在实际工程中,可以将竖向位移作为隧道安全的一个控制因素.同时,通过实例验证了隧道设计的合理性.     

大断面隧道结构在地震荷载作用下的动力响应分析

文章运用了弹塑性有限元原理分析了大断面公路隧道在地震荷载作用下的动力响应分析。并讨论了不同的阻尼比、场地条件和震中距对振动响应的影响。     

某小净距隧道地震时程响应分析

随着隧道及地下工程的迅速发展,小净距隧道成为应用越来越广的隧道结构形式。由于地震是危害巨大的自然灾害。所以研究小净距隧道的动力响应,具有重大的工程价值和社会意义。本文拟采用有限元分析。对某小净距隧道入口段的偏压部分进行动力响应分析。本文在对其进行动力响应分析时做了如下工作：分析了该小净距隧道衬砌结构在水平方向和竖直方向地震波的激励下不同的响应特性：对比了偏压段左洞和右洞不同的受力情况;对该小净距隧道安全性进行了评估。本文得到的结果具有一定工程实际指导价值。     

软土地层中越江盾构隧道的地震响应分析

在有效应力动力分析方法的基础上,采用等效线性化方法的动力计算模型,研究了在7度地震下隧道-土体体系的地震反应.计算中采用唐山地震波作为水平输入的地震波,得到隧道周围土层的反应加速度、动孔压比、动剪应力比等地震反应,并估算了地基土的震陷值,为工程的抗震措施提供必要的参考依据.     

基于ANSYS的隧道抗震边界条件研究

文章以地下结构地震为研究目标,综合运用结构动力学分析方法应用ANSYS有限元分析软件,进行地震响应计算、分析。同时,针对不同的边界条件,采用振动方法和波动方程进行实例计算,发现在地下结构抗震数值分析过程中,适宜采用粘一弹性人工边界来模拟地基的无限性。     

新疆某隔震结构的地震反应分析

本文通过对新疆某学校教学楼的时程分析,比较了其在不同地震波作用下的层间地震剪力。通过隔震与非隔震建筑的实例对比,指出了隔震结构在地震作用下的优势。并对隔震结构的设计要点进行了阐述,对于其他类似的隔震建筑设计有一定的借鉴意义。     

武汉长江隧道横断面地震响应分析

随着盾构法在隧道施工中越来越广泛的应用,其抗震性能的研究日益受到社会各界的关注.本文重点研究了武汉长江隧道工程盾构段横断面的地震响应规律.首先利用等效线性化方法对各典型地层构造处进行一维场地地震响应分析,以隧道所在土层的最大剪应变水平作为判断衬砌结构受力大小的依据,并选择危险控制断面.然后对该断面建立二维模型进行动力有限元计算,计算模型考虑了各类管片接头的影响及边界处能量的传输,能够有效地模拟土--结构系统的动力相互作用.计算表明在静力和地震共同作用下,隧道横断面的抗震性能满足要求.