隧道衬砌地震作用力问题研究_交通运输

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｜前言｜

当前，世界各国的铁路、公路隧道建设如火如荼，我国的隧道建设更是发展迅猛，到2012年年底，我国铁路营业里程达到9.8万km，居世界第二位；根据中长期铁路网规划，...

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第1章　绪　论

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1.1　引言

当前，世界各国的铁路、公路隧道建设如火如荼，我国的隧道建设更是发展迅猛，到2012年年底，全国铁路营业里程达到9.8万km，居世界第二位，根据中长期铁路网规划，...

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1.2　国内外研究现状

地震作用下隧道结构承受的地震作用力计算是一个非常复杂的问题，它不仅与地震波的特性和隧道自身的结构形式（隧道跨度、截面形状、衬砌类型、支护方式等）有关，而且还与围...

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1.2.1　解析方法用于研究隧道衬砌地震作用力的发展现状

地球上的岩体是经过无数次地质构造作用形成的，其矿物成分、内部构造和相互作用十分复杂，很难用数学参数详尽地描述，地震波本身是一种随机振动的组合波，其在岩土体这样一...

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1.2.2　经验（规范）方法用于研究隧道衬砌地震作用力的发展现状

经验（规范）方法（这里指地震系数法）是指依据已有的相关统计经验和数据，在静力荷载的基础上乘以地震响应系数，仍然按照静力方法进行求解。经验（规范）方法在本质上是静...

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1.2.3　数值方法用于研究隧道衬砌地震作用力的发展现状

与解析法和试验法相比，数值方法有其独有的特性，在求解大型、复杂物理性质和边界问题的随意性方面具有解析法和试验法具有不可比拟的优势，更适于解决工程实际问题。使用...

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1.2.4　试验方法用于研究隧道衬砌地震作用力的发展现状

试验方法可以有效地研究隧道结构在地震中的响应情况。隧道地震模型试验可以通过人工控制地震波的输入方法和隧道模型边界条件，通过主动改变试验条件来模拟各种因素对隧道结...

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1.2.5　当前存在的问题

当前，采用单一手段尚不能够对隧道结构动力反应进行全面而真实的解释和模拟，通常情况是首先通过原型观测和模型试验来部分地或定性地再现实际现象、解释物理机制、推断变化...

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1.3　本书的研究内容、方法及技术路线

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1.3.1　研究内容与方法

1.解决的问题如前所述，当前用于求解隧道衬砌地震作用力的方法中存在众多问题，本书拟解决其中的如下问题：（1）地震作用下隧道上方土体对衬砌的作用方式和计算方法...

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1.3.2　技术路线

本书采用如图1-6所示的技术路线流程进行。图1-6　研究流程图...

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第2章　地震作用下深、浅埋隧道围岩破坏形式研究

自有记录以来，地球上地震频发，并且有多次地震造成了严重的破坏，一方面对隧道等地下结构造成了不同程度的损害，另一方面也为人们深入研究隧道震害机理提供了大量必要和宝...

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2.1　地震中隧道的主要破坏形式

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2.1.1　地震中隧道衬砌的破坏形式分类

通过对大量隧道震害的调查，可以发现隧道衬砌破坏的主要形式如下［51］。 1.衬砌的剪切移位当隧道建在断层破碎带上时，地震发生后破碎带上的围岩发生破坏，隧道衬砌...

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2.1.2　地震中隧道衬砌破坏的影响因素

隧道结构在地震中的破坏是一个复杂的问题。首先，地震波本身就是一个随机震动过程，具有很多不确定性；其次，地层围岩是一种不能确切描述的弹塑性聚合物，不同围岩对隧道的...

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2.2　隧道在地震中破坏形式研究

进行隧道的受力计算首先要搞清楚隧道结构在地震中的破坏形式，只有搞清楚隧道结构在地震中的破坏原因和发展趋势等原理才能从中找出符合实际的计算方法，从而反映出隧道破坏...

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2.2.1　隧道围岩破坏的研究现状

进行隧道围岩破坏机理与破坏形态研究常用的方法有现场观察、室内模型试验和数值模拟试验等。一般是依据现场观察与室内模型试验获得定性的概念，提出关于破坏机理的假设，然...

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2.2.2　隧道结构分析的强度折减法在地震动力计算分析中的应用

在使用数值方法研究隧道结构的破坏情况时，强度折减法是一种常用的方法，近年来，在边坡、隧道与地下结构等岩土工程的稳定性分析中得到了广泛的应用，取得了不错的效果。 ...

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2.2.3　隧道在地震中破坏形式的对比分析

为了分析研究隧道在地震中的破坏形式，本节基于上节所述的动力强度折减法针对围岩级别、隧道形状、隧道埋深和隧道宽度等不同条件进行了对比分析。计算中采用了如图2-7...

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2.3　本章小结

本节通过数值计算分析了隧道结构在地震作用下的破坏形式，得出如下结论：（1）浅埋隧道的发展过程，顶部形成V形的塑性区，顶部塌落，隧道破坏。（2）深埋隧道从四周...

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第3章　地震作用下上方土体对隧道衬砌作用范围研究

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3.1　隧道顶部围岩压力计算

隧道衬砌结构上作用着周围围岩的作用力，这些力称为围岩压力，包括松散压力、形变压力、膨胀压力、冲击压力和地震压力等。这些作用力中地震力的求解方法在当前规范中还不够...

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3.1.1　压力拱理论在隧道围岩压力计算中的应用

1.压力拱理论在隧道围岩压力计算中的研究现状压力拱的研究起源于人类对自然现象的观察和认知，随后根据自然现象进行了理论分析研究，并将理论研究成果应用到具体工程实...

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3.1.2　隧道地震数值计算中的压力拱现象

在隧道开挖施工前，岩土体在重力场作用下形成一个平衡状态（第1平衡状态），这时的应力一般是直线型分布，开挖隧道后在隧道周围应力发生了弯转，形成围绕隧道结构的压力拱...

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3.2　使用应力路径分析法确定地震中隧道上方压力拱的变化

应力矢量图直观形象地显示了隧道周围压力拱的存在和变化，但是要精确地确定压力拱的内外边界和高度需要通过应力路径法来实现。本书所讲的应力路径法与力学中应力路径的概念...

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3.2.1　地震前后隧道上方围岩应力路径对比分析

隧道周围压力拱形成的尺寸大小与隧道的结构形状、隧道跨度和围岩级别等因素有关，本节针对这几个影响因素逐一进行对比分析（本节计算中采用的计算参数与2.2.3相同）。...

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3.2.2　隧道上方围岩应力路径的影响因素

以下针对围岩级别、跨度、结构形状和埋深等影响因素，使用应力路径法对地震作用下隧道结构上方压力拱的高度进行对比分析。 1.不同围岩级别以下计算结果均是针对马蹄形...

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3.3　由隧道上方竖向应力的变化趋势来确定压力拱的计算高度

从力的传递角度来讲，压力拱的形成必然会改变竖向应力从地面向下逐渐增大的变化趋势，受此启发，可以通过研究隧道上方竖向应力沿深度的变化来确定隧道上方压力拱的计算高度...

《隧道衬砌地震作用力问题研究》简介

｜前言｜

目录

第1章　绪　论

1.1　引言

1.2　国内外研究现状

1.2.1　解析方法用于研究隧道衬砌地震作用力的发展现状

1.2.2　经验（规范）方法用于研究隧道衬砌地震作用力的发展现状

1.2.3　数值方法用于研究隧道衬砌地震作用力的发展现状

1.2.4　试验方法用于研究隧道衬砌地震作用力的发展现状

1.2.5　当前存在的问题

1.3　本书的研究内容、方法及技术路线

1.3.1　研究内容与方法

1.3.2　技术路线

第2章　地震作用下深、浅埋隧道围岩破坏形式研究

2.1　地震中隧道的主要破坏形式

2.1.1　地震中隧道衬砌的破坏形式分类

2.1.2　地震中隧道衬砌破坏的影响因素

2.2　隧道在地震中破坏形式研究

2.2.1　隧道围岩破坏的研究现状

2.2.2　隧道结构分析的强度折减法在地震动力计算分析中的应用

2.2.3　隧道在地震中破坏形式的对比分析

2.3　本章小结

第3章　地震作用下上方土体对隧道衬砌作用范围研究

3.1　隧道顶部围岩压力计算

3.1.1　压力拱理论在隧道围岩压力计算中的应用

3.1.2　隧道地震数值计算中的压力拱现象

3.2　使用应力路径分析法确定地震中隧道上方压力拱的变化

3.2.1　地震前后隧道上方围岩应力路径对比分析

3.2.2　隧道上方围岩应力路径的影响因素

3.3　由隧道上方竖向应力的变化趋势来确定压力拱的计算高度

《隧道衬砌地震作用力问题研究》简介

｜前言｜

目录

第1章 绪 论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.2.1 解析方法用于研究隧道衬砌地震作用力的发展现状

1.2.2 经验（规范）方法用于研究隧道衬砌地震作用力的发展现状

1.2.3 数值方法用于研究隧道衬砌地震作用力的发展现状

1.2.4 试验方法用于研究隧道衬砌地震作用力的发展现状

1.2.5 当前存在的问题

1.3 本书的研究内容、方法及技术路线

1.3.1 研究内容与方法

1.3.2 技术路线

第2章 地震作用下深、浅埋隧道围岩破坏形式研究

2.1 地震中隧道的主要破坏形式

2.1.1 地震中隧道衬砌的破坏形式分类

2.1.2 地震中隧道衬砌破坏的影响因素

2.2 隧道在地震中破坏形式研究

2.2.1 隧道围岩破坏的研究现状

2.2.2 隧道结构分析的强度折减法在地震动力计算分析中的应用

2.2.3 隧道在地震中破坏形式的对比分析

2.3 本章小结

第3章 地震作用下上方土体对隧道衬砌作用范围研究

3.1 隧道顶部围岩压力计算

3.1.1 压力拱理论在隧道围岩压力计算中的应用

3.1.2 隧道地震数值计算中的压力拱现象

3.2 使用应力路径分析法确定地震中隧道上方压力拱的变化

3.2.1 地震前后隧道上方围岩应力路径对比分析

3.2.2 隧道上方围岩应力路径的影响因素

3.3 由隧道上方竖向应力的变化趋势来确定压力拱的计算高度

第1章　绪　论

1.1　引言

1.2　国内外研究现状

1.2.1　解析方法用于研究隧道衬砌地震作用力的发展现状

1.2.2　经验（规范）方法用于研究隧道衬砌地震作用力的发展现状

1.2.3　数值方法用于研究隧道衬砌地震作用力的发展现状

1.2.4　试验方法用于研究隧道衬砌地震作用力的发展现状

1.2.5　当前存在的问题

1.3　本书的研究内容、方法及技术路线

1.3.1　研究内容与方法

1.3.2　技术路线

第2章　地震作用下深、浅埋隧道围岩破坏形式研究

2.1　地震中隧道的主要破坏形式

2.1.1　地震中隧道衬砌的破坏形式分类

2.1.2　地震中隧道衬砌破坏的影响因素

2.2　隧道在地震中破坏形式研究

2.2.1　隧道围岩破坏的研究现状

2.2.2　隧道结构分析的强度折减法在地震动力计算分析中的应用

2.2.3　隧道在地震中破坏形式的对比分析

2.3　本章小结

第3章　地震作用下上方土体对隧道衬砌作用范围研究

3.1　隧道顶部围岩压力计算

3.1.1　压力拱理论在隧道围岩压力计算中的应用

3.1.2　隧道地震数值计算中的压力拱现象

3.2　使用应力路径分析法确定地震中隧道上方压力拱的变化

3.2.1　地震前后隧道上方围岩应力路径对比分析

3.2.2　隧道上方围岩应力路径的影响因素

3.3　由隧道上方竖向应力的变化趋势来确定压力拱的计算高度