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基于薄壁圆柱壳理论的盾构隧道抗震拟静力分析法
  • ISSN号:1000-4548
  • 期刊名称:岩土工程学报
  • 时间:2014.3
  • 页码:1371-1376
  • 分类:U452.2[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]西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,四川成都610031
  • 相关基金:教育部新世纪人才资助项目(NCET-11-0713);国家科技支撑计划课题(2013BAB10804);国家自然科学基金项目(51178400,U1134208).
  • 相关项目:水下盾构隧道列车脱轨撞击力学行为及防撞衬砌设计理论
中文摘要:

为简化盾构隧道抗震分析,在获得深埋盾构隧道周边自由场剪应变和剪应力的基础上,基于弹性薄壁圆柱壳理论,给出了求解深埋盾构隧道水平地震剪切波作用下的附加内力计算公式,并与同等条件等效刚度数值分析方法结果进行了对比。研究表明:滑移和不滑移条件下的拟静力计算结果与相应的数值分析结果具有良好的一致性,说明基于弹性薄壁圆柱壳理论获得的盾构隧道拟静力公式具有良好的合理性。研究还表明:水平地震剪切波作用下,可滑移条件下的附加弯矩和附加剪力分别大于不滑移条件下的附加弯矩和附加剪力,可滑移条件下的附加轴力小于不滑移条件下的附加轴力;附加弯矩和附加轴力呈现反对称分布特性,其最大值通常分布在45°和225°雷达对称轴或135°和315°雷达对称轴上,附加剪力最大值一般分布在0°和180°雷达对称轴上。研究结论对盾构隧道工程抗震设计具有一定的参考价值。

英文摘要:

To simplify the aseismic analysis of deeply-buried shield tunnels, a formula is proposed for solving the additional internal force in the tunnel linings of a deeply-buried shield tunnel under horizontal seismic shear waves based on the acquisition of the shear strain and shear stress of free-field around it and the utilization of the theory of elastic thin-walled cylindrical shell. Then, a model of numerical analysis of equivalent stiffness under the same condition is established for comparison. The research shows that the pseudo-static and numerical results have a good consistency under full slip and no slip conditions. The proposed pseudo-static formula for shield tunnels based on the theory of elastic thin-walled cylindrical shell is reasonable. Meanwhile, under the horizontal seismic shear waves, the additional bending moment and shear under full slip are larger than those under no slip, and the additional axial force under no slip is larger than that under full slip. The additional bending moment and axial force exhibit features of antisyrnmetric distribution, and their maximum values distribute on radar axis of 45° and 225° or 135° and 315°, and the maximum values of shear distribute on radar axis of 0°and 180°. The research results have certain reference value for the seismic design of shield tunnel engineering.

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期刊信息
  • 《岩土工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国水利学会 中国土木工程学会 中国力学学会 中国建筑学会 中国水力发电工程学会 中国振动工程学会
  • 主编:蔡正银
  • 地址:南京虎踞关34号
  • 邮编:210024
  • 邮箱:ge@nhri.cn
  • 电话:025-85829553 85829534
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4548
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1124/TU
  • 邮发代号:28-62
  • 获奖情况:
  • 中国科协二等奖,江苏省首届优秀期刊奖,连续三次被评为核心期刊
  • 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,美国剑桥科学文摘,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:54826