【博士】跨斷層隧道結構非線性地震損傷反應分析【2009】

內容簡介

　　學科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：西南交通大學　　學位年度： 2009年　　本文對隧道的抗震分析理論及其工程應用進行了較為系統(tǒng)的研究，建立了圍巖．隧道相互作用問題的靜．動力聯(lián)合分析模型，分析了高烈度地震區(qū)跨斷層隧道的非線性地震損傷反應特性，進而開展了強震作用下跨斷層隧道災變機理與控制的地震模擬振動臺試驗?！　≌撐膹你氪ǖ卣鹗占纳綆X隧道震害資料出發(fā)，結合計算機仿真和地震模擬振動臺試驗研究手段，主要在以下五方面展開工作：　　(1)深入調查分析汶川地震中都汶公路受損隧道的震害情況及其地質構造；并對酒家埡隧道、紫坪鋪隧道、龍洞子隧道和龍溪隧道等跨斷層隧道進行震害評估；最后給出啟示?！　?2)為了突破傳統(tǒng)動力人工邊界不能兼顧靜力效應的局限，基于現(xiàn)有的無限元理論，提出無限元靜．動力統(tǒng)一人工邊界，結合ABAQUS有限元分析軟件編制相應輔助程序?！　?3)為考慮動載作用下巖石、混凝土材料的動態(tài)特性(應變率的強化效應和損傷的弱化效應)，根據(jù)李慶斌率相關動力損傷本構模型，基于ABAQUS有限元分析軟件編寫相應子程序。利用建立的無限元靜．動力統(tǒng)一人工邊界和李慶斌率相關動力損傷本構模型子程序，對跨斷層隧道進行非線性地震損傷分析，研究強震作用下隧道的損傷分布及發(fā)展情況。并且借用希爾頓•黃變換（HHT）的波譜分析技術，對輸入地震波進行能量分析?！　?4)提出利用損傷指標和能量指標進行隧道抗震安全評價。包括利用損傷發(fā)展反映隧道抗震薄弱部位的損傷累積和漸進破壞過程。并在借鑒柔性比概念的基礎上，引入抗震層概念，通過有無抗震層的隧道抗震安全評價，考察抗震層的減震效果。最后將抗震層應用于實際工程?！　?5)開展跨斷層隧道振動臺模型試驗，研究跨斷層隧道的動力反應規(guī)律；了解跨斷層隧道襯砌開裂過程及破壞形態(tài)；探討跨斷層隧道設置抗震層的減震效果，最后對比分析了模型試驗與損傷計算結果?！　?

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