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《飽和黃土隧道動力響應(yīng)及穩(wěn)定性變化機理研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文飽和黃土隧道動力響應(yīng)及穩(wěn)定性變化機理研究姓名：佘芳濤申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：巖土工程指導(dǎo)教師：邵生俊20080301摘要論文題目：飽和黃土隧道動力響應(yīng)及穩(wěn)定性變化機理分析學(xué)科：巖土工程作者：佘芳濤導(dǎo)師g邵生俊教授答辯日期：2008．3簽名：鐺遂簽名：叩牛隨著我國西部地區(qū)水利、交通、城市等基礎(chǔ)設(shè)旌建設(shè)發(fā)展，在黃土地區(qū)將有越來越多的軟弱土層淺埋洞室工程。如新近堆積軟弱黃土層中的西安地鐵隧道、南水北調(diào)中線穿黃河松散砂土層的輸水隧洞以及西北地區(qū)的公路隧道等。當(dāng)受到震動荷載作用時，這些飽和軟弱黃土非常敏感，其土骨架結(jié)
2、構(gòu)易遭到擾動而軟化，造成土的動孔隙水壓上升、有效應(yīng)力降低，促使土的變形發(fā)展，強度降低，甚至發(fā)生液化破壞。地下結(jié)構(gòu)在飽和液化土層中由于超靜孔隙水壓力的作用而上浮，從而對地下結(jié)構(gòu)造成嚴重的破壞，但目前國內(nèi)外對地震液化引起地下工程災(zāi)害的研究甚少。本文主要針對飽和黃土隧道動力響應(yīng)及穩(wěn)定性問題，基于開挖過程的數(shù)值模擬，對不同圍巖應(yīng)力場條件下的等效粘彈性動力反應(yīng)和動孔壓場求解以及上浮力作用下圍巖體彈塑性求解計算，分別對不同應(yīng)力釋放率、不同地震加速度、不同埋深、不同洞徑條件下隧道洞周孔壓差、孔壓場分布、液化區(qū)域范圍以及上浮位移變化進行研究。針對
3、不同時機支護的隧道成洞開挖模擬，采用具有初始應(yīng)力的圍巖條件下在隧道周邊上反向施加與初始應(yīng)力釋放相等的等效節(jié)點力模擬方法，進行了考慮襯砌自重荷載作用條件下地層中帶有孔洞的線彈性數(shù)值求解，分析了開挖過程的位移與應(yīng)力釋放率關(guān)系以及靜應(yīng)力場對動孔壓發(fā)展和分布的影響。針對飽和黃土圍巖可能存在液化導(dǎo)致洞室結(jié)構(gòu)上浮位移發(fā)展問題，提出了洞室圍巖靜應(yīng)力場確定、等效粘彈性動力響應(yīng)與動孔壓場分析、襯砌結(jié)構(gòu)上浮力作用下圍巖彈塑性變形求解的隧道動力上浮位移分析方法。分析表明，隨著應(yīng)力釋放率增大，洞頂位移逐漸增長，當(dāng)應(yīng)力釋放率大于某值后洞頂位移迅速增大，存在
4、一個臨界值(最大允許釋放率)；同一洞徑條件下，埋深越大，最大允許釋放率越大；同一埋深條件下，洞徑越大，最大允許釋放率越小。同一應(yīng)力釋放率條件下，隨著埋深增大，動孔壓差(洞底與洞頂之差)越大；隨著洞徑增大，動孔壓差也在增大。同一埋深、洞徑條件下，最大允許釋放率越大，洞底與洞頂?shù)目讐翰钤酱?；震動加速度越大，洞底與洞項的孔壓差越大。上述變化規(guī)律，針對飽和黃土隧道得到了定量分析，具有實際指導(dǎo)意義。基于土動力學(xué)地震等效荷載、動孔隙水壓力理論、隧道施工應(yīng)力釋放率估計以及洞頂西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文Ⅱ塌落拱范圍內(nèi)圍巖塑性變形，本文提出的上浮位移
5、數(shù)值模擬分析思想還可以進一步推廣形成一套簡化的、方便的、實用的隧道上浮位移計算方法。關(guān)鍵詞：黃土隧道、飽和黃土、動力響應(yīng)、上浮位移、計算方法ABSTRACTTitle：ANALYSISOFDYNAMICRESPONSEANDS1-ABILITYCHARACT-ERISTICMECHANISMOFSUBⅥ，AYTUNNELINGINSATURATEDLOESSMajor：GeotechnicalEngineeringAuthor：FangtaoSheAdvisor：Prof．ShengJunShaoAbstractSignatuWi
6、ththedevelopmentofourcountryinfrastl'UctUl試facilitiesinwesternareaincludesconservation,transportation，eityc沁nstructionandSOon,therearemoreandmoreshallowtunnelprojectsintheloessarea．Forexample，theXi’趾subwaytunnelinthefreshlypiledupweakloess，tuuneloftheYellowRiverCrossM
7、idlineEngineeringofSouth-to-NorthWaterDiversionProject，highwaytunnelsintheNorthwestChinaAreaandSOOil．Whenreceivesthevibrationloadfunction,thesesaturatedweakloessissensitivetovibrate，itssoilstructureencountertheperturbationtosoften,causestheloesstothehydraulicporepress
8、urerise，theeffc訊estresstoreduce，andurgesthesoiltothedistortionrise，theintensitytoreduce，evenhastheliquefieddestruction．Under
