水下隧道地基地震变形特征与结构地震响应分析

作     者：郭崇峙 

作者单位：北京交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李伟华

授予年度：2013年

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：水下隧道 地震 解析解 有限元法 

摘      要：摘要：目前水下隧道在全球各地兴建,但其抗震研究却比较少,实际工程中还存在不少问题有待解决,而且水下隧道一旦在地震中破坏后果将不堪设想,因此对于水下隧道抗震方面的研究显得非常重要。根据地下结构地震响应的特点,应首先对水下地基土层进行评估,然后研究埋置于其中的隧道结构的地震响应。根据以上特点,本文首先给出了基岩层-饱和土层-上覆水层体系的解析解答,研究了水下地基土层地震变形特点,然后利用有限元方法对基岩-饱和土层-隧道结构-上覆水层体系进行了数值计算。 本文主要工作包括： (1)以Biot流体饱和多孔介质理论为基础,分别给出了深水地层场地在P波和SV波入射情况下的解析解,并结合算例分析了水层厚度、埋深、入射角度、频率和饱和土体渗透系数对场地地震响应的影响。 (2)采用自编有限元程序,输入真实地震波,对基岩-地基土层-隧道结构-上覆水层体系进行了数值计算,研究了水下隧道关键位置在不同水深和饱和土参数下的位移和力的响应,研究了水下隧道地震作用下的薄弱位置,对实际工程有一定的参考价值。