區(qū)間隧道穿越可液化土層的地震響應分析.pdf

1、隨著我國經濟的飛速發(fā)展，地鐵建設已進入大規(guī)模發(fā)展的黃金階段。我國處于環(huán)太平洋地震帶上，地震活動頻繁而強烈，根據現行地震烈度區(qū)劃圖，我國大部分城市為地震設防區(qū)，地鐵抗震設計問題日益凸顯出來。 區(qū)間隧道占地鐵工程投資總額比例較大，區(qū)間隧道設計的合理與否，將對整個工程造價產生很大的影響。目前對區(qū)間隧道跨越可液化土層的抗震問題還缺乏研究，雖然很多隧道在跨越可液化土層時不得不采取特殊的設計方案和工程措施，但還缺乏相應的理論依據。因此深入研

2、究區(qū)間隧道的震害機理，研究能使區(qū)間隧道在地震時功能損傷最小的設計方法，有著很重要的現實意義。 本文采用有限差分法，對區(qū)間隧道穿越可液化土層的地震響應進行了大量計算，加深了對該領域的認識，得到了一些具有實際應用價值的重要結論，論文主要包括以下幾個部分： 首先，簡要介紹了目前我國地鐵建設的現狀以及對區(qū)間隧道抗震的認識，接著介紹了地震、砂土液化、區(qū)間隧道震害特點和研究現狀等問題。 其次，簡要介紹了本文所使用的有限差分數

3、值模擬軟件FLAC 2D，并對數值模型所涉及的各種因素做了介紹。 再次，詳細說明了模型的物理條件和建模過程，并就液化性狀對計算結果的影響進行了分析，得到了在進行區(qū)間隧道穿越可液化土層的地震響應分析時需要考慮土體液化問題的結論。 接著，對區(qū)間隧道在可液化土層中地震響應的影響因素進行了分析，主要研究了襯砌混凝土標號、密度、厚度以及隧道埋深對分析結果的影響，得出了一些重要的結論： (1)在地鐵區(qū)間隧道工程中提高襯砌結構

4、的混凝土標號，有助于防止因內力過大而造成的結構破壞，使結構內力得到控制。 (2)襯砌混凝土標號的變化對結構位移的影響不是很大，傳統的單純依靠提高混凝土標號來減少隧道變形的觀點是不可取的。 (3)隨著襯砌密度的增大，結構內力響應明顯增大，襯砌的位移隨之增大，周圍土體的超靜孔隙水壓提高。因此襯砌材料密度越小越好，如果要提高隧道的抗震性能，應該選用一些輕質襯砌材料。 (4)襯砌厚度增加到一定程度后，混凝土強度的利用率逐

5、漸降低，在工程中綜合各種因素確定出襯砌的最佳厚度有著重要的實際意義。 (5)在可液化土層中增加隧道埋深可以減少區(qū)間隧道由于土體液化所導致的結構上浮。因此增大隧道埋深將有助于提高其抗震穩(wěn)定性，在相同水平地震力的作用下，淺埋地鐵結構更加危險。 最后，本文還針對杭州地鐵的工程實際，結合杭州地鐵1號線富春路站的地質資料，對富春路站與秋濤站間的區(qū)間隧道穿越飽和砂質粉土層的地震反應進行了數值模擬和結果分析，提出了若干具有重要工程應用