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考虑地震动行波效应的大型岩体地下洞室动力非线性反应分析
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:《岩石力学与工程学报》
  • 分类:TU45[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新123000, [2]大连理工大学土木水利学院,辽宁大连116085
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50679009)
中文摘要:

水电站地下厂房岩体洞室具有高边墙、大跨度和长轴线的特点。通过进行大量的数值模拟工作,研究这类长轴线(线长度为300-400m)大型岩体地下洞室在不同地震动幅值的一致激励和行波激励作用下的动力非线性响应。数值计算中,洞室岩体采用弹塑性损伤本构模型,同时考虑几何大变形非线性效应。对比分析一致与非一致2种地震动输入情况下该岩体洞室的动力响应。研究结果表明,对于具有同一频谱特性的地震动而言,地震动幅值对于地下洞室地震响应起决定性作用:当地震动幅值较小时(地震动幅值〈0.1g),地震动行波效应对地下洞室的地震反应影响不大;当地震动幅值较大时(地震动幅值〉0.2g),地震动行波效应会显著增加地下洞室的损伤破坏。因此,在进行类似的地下岩体洞室设计和地震动安全评价时,对于建在烈度较低区域的岩体地下洞室,可以不考虑地震动行波效应的影响,而对于建在烈度较高区域的岩体地下洞室,则应考虑地震动行波效应的影响。

英文摘要:

The main features for this kind of rock cavern in a hydraulic power station are high walls, large span and long axial-length, the axial length of this kind of underground rock cavern is mainly ranging from 300 to 400 m. In order to study the influence of wave passage effect on the dynamic non-linear response of underground rock cavern under uniform and wave-passage seismic excitation, separately, a great many 3D nonlinear finite element numerical simulations are conducted by considering three different amplitudes of seismic motions. The damaged plasticity model is adopted for the rock mass. Geometric nonlinearity is also considered in each simulation. For a given seismic motion with specified frequency-spectrum features, the results show that: (1) seismic response of the cavern mainly depends on the amplitude of the seismic motions: (2) As the amplitude of seismic motions is small(for example, the peak ground acceleration is less than 0.1 g). The wave passage effect has no negative impact on the underground cavern, and the wave passage effect can be ignored. (3) However, as the peak ground acceleration is greater than 0.2 g, the wave passage effect dramatically aggravates the failure of underground cavern, which indicates that the wave passage effect should be considered once the rock cavern is built in regions with highly seismic activity.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:75823