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地震中隧道上方土体作用问题研究
  • ISSN号:1671-8879
  • 期刊名称:《长安大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:U451.2[建筑科学—桥梁与隧道工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]重庆交通大学山区桥梁与隧道工程国家重点实验室培育基地,重庆400074, [2]华北水利水电大学资源与环境学院,郑州河南450011
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51178490,51408222);山区桥梁与隧道工程国家重点实验培育基地开放基金项目(CQSLBF-Y12-2,CQSLBF~Y14-14)
中文摘要:

当前隧道相关规范中提供的计算隧道上方土体对衬砌地震作用力的方法,仍采用静压力拱的高度来确定衬砌上方土体的地震作用高度,其准确性有待确定。本文采用解析计算与有限元计算对比分析的方法,通过研究隧道上方竖向应力在地震前后沿深度的变化,来确定隧道上方土体的地震作用高度Hp,给出了考虑隧道跨度、围岩级别、隧道结构形状及埋深等因素的隧道上方土体对衬砌地震作用高度的计算公式,确定了衬砌上的作用力,明确了其作用方式,并验证了其适用性。研究结果表明:解析计算和有限元计算所得结果沿隧道衬砌的分布规律一致;隧道埋深较小时,隧道规范计算出的Hp偏大;埋深较大时,隧道规范计算出的Hp偏小,采用该方法确定隧道上方土体地震作用高度Hp是可行的;衬砌上的作用力以切向力形式分布在衬砌的上半拱。研究结果可为隧道抗震计算及设计提供参考。

英文摘要:

The current calculation method of seismic force provided for soil above the tunnel lining was not accurate enough, which still used hydrostatic pressure arch height to determine the earthquake height of soil above the lining. Combined finite element method with analytical calculation, this paper defined the earthquake height Hp of soil above the tunnel by researching the change of vertical stress above the tunnel along depth before and after earthquake, gave out the formula for Hp considering tunnel span, rock types, shape and depth of the tunnel and many other factors, determined the forces acting on the lining, cleared its mode of action, and verified its applicability. The results show that the distribution of analytical calculation results is same to that of the results gained from finite element method. The f/p calculated by tunnel specification is bigger when the tunnel depth is small; on the other hand, the He calculated by tunnel specification is smaller when the tunnel depth is big. The method used to define Hp is feasible. The action mode on lining is distributed over half-arch lining provide a reference for seismic calculation of tunnel. 2 tabs, 13 figs, 22 refs.

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期刊信息
  • 《长安大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:长安大学
  • 主编:马建
  • 地址:西安市南二环路中段
  • 邮编:710064
  • 邮箱:
  • 电话:029-82334383
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-8879
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1393/N
  • 邮发代号:52-137
  • 获奖情况:
  • 交通部一等奖,陕西省一等奖,教育部二等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,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)
  • 被引量:13589