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盾构区间隧道直径变形率抗震性能限值研究

盾构区间隧道直径变形率抗震性能限值研究

作者：蔡宝占河南大学

学位级别：硕士

我国城市轨道交通结构建设已经进入高潮,但是由于轨道交通结构的功能性限制以及城市活动断层普查工作的滞后性,使得越来越多的盾构区间隧道不能有效避开或者远离地震断层,这样盾构区间隧道就会受到强震的影响。地铁在城市交通领域扮演... 详细信息

我国城市轨道交通结构建设已经进入高潮,但是由于轨道交通结构的功能性限制以及城市活动断层普查工作的滞后性,使得越来越多的盾构区间隧道不能有效避开或者远离地震断层,这样盾构区间隧道就会受到强震的影响。地铁在城市交通领域扮演着生命线工程的角色,每天都运送大量乘客穿梭在城市当中,如果出现因地震停运情况,将不可避免的造成严重的社会负面影响。此外,地铁盾构区间隧道造价昂贵,且一但发生破坏,除了破坏隐蔽和修复困难外将带来更为严重的直接和间接损失。因此,确保盾构区间隧道抗震安全性有着重要的经济和社会意义。本文通过盾构区间隧道管片环相似模型试验,研究了直径变形率抗震性能指标的限值。主要研究内容如下:(1)对盾构区间隧道的震害记录进行归纳总结,得出了盾构区间隧道震害的主要类型及其震害的特点;对工程结构的抗震性能指标体系及性能指标的研究现状总结分析,并选取直径变形率作为盾构区间隧道抗震性能指标。(2)盾构隧道管片环结构模型试验试验采用几何相似比1:20和容重相似比1:1为基础相似比,进行盾构隧道管片环相似模型试验,控制各物理力学参数的相似性。根据试验结果,分析了管片环在地震荷载作用下,结构变形、内力和破坏形态受埋深及拼装方式的影响规律。(3)依据试验数据分析了管片结构的埋深、拼装方式的变化对直径变形率的影响。对管片环的内力-加载步、位移-加载步变化曲线进行分析,探明了盾构隧道管片环弹塑性分界点、临界失稳点,并给出了弹塑性分界点、临界失稳对应直径变形率限值建议值。

关键词：城市轨道交通盾构区间隧道模型试验直径变形率

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复合地层地铁隧道结构抗震安全评价分析

隧道建设（中英文） 2023年第S2期43卷 273-280页

作者：田管凤余新盟东莞理工学院生态环境与建筑工程学院广东东莞523808

为适应地铁工程抗震防灾的要求,对隧道结构进行抗震安全评价分析。首先,基于隧道抗震性能受地质环境、隧道结构、地震力等多因素影响的特点,通过划分地层组段表征复合地层围岩;其次,采用有限元时程分析法计算衬砌的横向弯矩、剪力、轴... 详细信息

为适应地铁工程抗震防灾的要求,对隧道结构进行抗震安全评价分析。首先,基于隧道抗震性能受地质环境、隧道结构、地震力等多因素影响的特点,通过划分地层组段表征复合地层围岩;其次,采用有限元时程分析法计算衬砌的横向弯矩、剪力、轴力以及直径变形率等4项力学性能参数;再次,依据衬砌材料的强度和变形要求,确定以上参数相应的安全因子并将其作为抗震安全单项评价指标;最后,将进一步分析评价指标的抗震敏感值作为权重,得到综合评价系数,从而建立复合地层地铁隧道结构抗震的定量安全评价方法。通过工程应用分析发现:1)相对于衬砌弯矩和轴力,直径变形率和剪力对地震动水平的敏感度更高;2)地层组段的整体刚度越低、地层分布越均匀,则越有利于提高隧道抗震安全性。

关键词：复合地层隧道结构抗震安全评价抗震敏感值综合评价系数直径变形率

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地震作用下盾构隧道变形性能试验研究

世界地震工程 2019年第4期35卷 125-132页

作者：董正方张继康蔡宝占尹俊红河南大学岩土与轨道交通工程研究所河南开封475004 河南大学循环与功能建材实验室河南开封475004

地震作用下,盾构隧道的抗震变形性能限值是个重要指标。采用盾构区间隧道为原型,设计1/20的相似模型,考虑管片接头以及土体-结构相互作用,采用隧道结构加载试验系统,对盾构管片结构在不同的拼装方式和埋深下的变形行为进行了研究,测得... 详细信息

地震作用下,盾构隧道的抗震变形性能限值是个重要指标。采用盾构区间隧道为原型,设计1/20的相似模型,考虑管片接头以及土体-结构相互作用,采用隧道结构加载试验系统,对盾构管片结构在不同的拼装方式和埋深下的变形行为进行了研究,测得了管片环的内力和位移。通过对6组试验结果进行分析对比,得出结论:埋深和拼装方式对盾构隧道结构变形有影响,对通缝结构的影响大于错缝结构;弹塑性分界点直径变形率限值,对通缝结构为0.56‰~1.00‰,对错缝结构为0.42‰~1.09‰;临界失稳点直径变形率限值,对通缝结构为16.87‰~21.44‰,对错缝结构为15.22‰~19.52‰。

关键词：隧道工程直径变形率模型试验盾构隧道拼装方式

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城市轨道交通地下结构抗震性能指标体系研究

地震工程与工程振动 2014年第S1期34卷 699-705页

作者：董正方王君杰姚毅超苏俊省河南大学土木建筑学院河南开封475004 同济大学桥梁工程系上海200092 中铁二院华东勘察设计有限责任公司浙江杭州310004

为了能够合理地评价城市轨道交通地下结构在地震下的损伤程度,给出了其抗震性能指标体系,包括构件的强度指标和结构的整体变形指标。构件的强度指标分为两个等级,并给出了其限值。结构的整体变形指标区分矩形截面和圆形截面,分别用层间... 详细信息

为了能够合理地评价城市轨道交通地下结构在地震下的损伤程度,给出了其抗震性能指标体系,包括构件的强度指标和结构的整体变形指标。构件的强度指标分为两个等级,并给出了其限值。结构的整体变形指标区分矩形截面和圆形截面,分别用层间位移角和最大直径变形率表示。通过分析地面建筑和地下建筑的异同,并统计了国内46组钢管混凝土框架和145组型钢混凝土框架的层间位移角的试验数据,得出了城市轨道交通矩形地下结构的层间位移角的不同性能下的限值。利用盾构隧道衬砌直径变形和内力的关系,通过变形协调推得直径变形率的计算公式;又通过动力增量法,分不同的场地和不同的地震波,计算得出典型盾构隧道的直径变形率,综合考虑后得出地震作用下盾构隧道直径变形率限值。

关键词：城市轨道交通结构性能指标直径变形率层间位移角地下结构