軟土地區(qū)曲線隧道震害機(jī)理試驗與高效數(shù)值模擬研究

軟土及曲線段都是隧道抗震的不利因素。本項目擬對軟土地區(qū)曲線隧道的震害機(jī)理開展系統(tǒng)研究，通過振動臺模型試驗，研究軟土地區(qū)曲線隧道的地震響應(yīng)規(guī)律、破壞過程及破壞模式；采用理論分析與數(shù)值仿真相結(jié)合的方法，建立地震動非一致激勵下軟土地基-曲線隧道整體系統(tǒng)三維數(shù)值模型及高效計算方法，探求曲線隧道的地震響應(yīng)及地震波入射特征、隧道曲線特征、軟土物理參數(shù)對其地震響應(yīng)的影響規(guī)律，并以振動臺模型試驗結(jié)果驗證；最終揭示軟土地區(qū)曲線隧道的震害機(jī)理。本項目的開展將為軟土地區(qū)曲線隧道的抗震設(shè)計提供理論依據(jù)，對促進(jìn)生命線工程抗震研究有重要的理論意義。 2100433B

本書依托交通運輸部西部交通建設(shè)科技項目"汶川地震公路震害評估、機(jī)理分析及設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)評價"，介紹汶川地震公路橋梁和隧道典型震害的機(jī)理。本書分為兩篇，共計13章和8個附錄。**篇為第1章至第7章，介紹公路橋梁震害分析及其對策，主要包括：橋梁震害概述，地震地質(zhì)災(zāi)害對橋梁的影響分析及對策，簡支梁橋、連續(xù)梁橋、拱橋和連續(xù)剛構(gòu)橋的震害機(jī)理分析及抗震設(shè)計對策；第二篇為第8章至第13章，介紹公路隧道震害分析及其對策，主要包括：隧道洞口段、斷層破碎帶段和普通段隧道結(jié)構(gòu)震害機(jī)理分析，公路隧道抗震設(shè)防對策等。附錄中詳細(xì)給出了研究中的試驗方法、試驗過程、試驗結(jié)果，對于采用數(shù)值模擬分析的部分詳細(xì)給出了計算模型的建立方法和計算結(jié)果，供讀者參考。本書可供橋梁與隧道建設(shè)人員學(xué)習(xí)使用，也可為相關(guān)專業(yè)研究者和關(guān)注者提供借鑒。

《隧道工程動力響應(yīng)特性與汶川地震隧道震害分析及啟示》是一篇文獻(xiàn)，作者為錢七虎、何川、晏啟祥。

【作者】錢七虎；何川；晏啟祥；

【機(jī)構(gòu)】中國人民解放軍理工大學(xué)；西南交通大學(xué)；

【摘要】<正>我國地處歐亞地震帶和環(huán)太平洋地震帶之間,地震活動頻繁,是世界上最大的大陸淺源強震活動區(qū),震害具有分布廣、強度高、危害大等特點。從"5·12"汶川大地震及世界范圍的工程結(jié)構(gòu)物震害情況看,通常情況下隧道工程震害較房屋、橋梁等地面建筑輕微,隧道工程相對具有較強的抗震性能。但另一方面,在強震條件下,隧道工程震害依然較突出,如"5·12"汶川大地震、臺灣集集地震、日本關(guān)東大地震、阪神大地震等強震都造成 2100433B

迄今為止，對斜交梁橋震害機(jī)理的認(rèn)識仍存在爭議，對其地震反應(yīng)規(guī)律的認(rèn)識也明顯不足，且缺乏行之有效的抗震設(shè)計方法。本項目以l兩跨連續(xù)斜交梁橋為對象，制作j九個全橋試驗?zāi)Ｐ?，通過開展考慮斜交角、軸壓比、長細(xì)比、及配箍率等參數(shù)影響的系列模擬地震振動臺試驗，研究斜交梁橋震害產(chǎn)生的原因；結(jié)合振動臺模型試驗、數(shù)值模擬分析和理論分析，探討斜交梁橋的地震反應(yīng)規(guī)律，提出基于主梁側(cè)移率的斜交梁橋概率需求計算模型。 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在不考慮碰撞的前提下，斜度增加了橋梁結(jié)構(gòu)縱橫向地震反應(yīng)的耦聯(lián)性，這種耦聯(lián)性的提高，使得上部結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)更為明顯，是上部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)碰撞或落梁震害的根源所在；綜合考慮長細(xì)比、軸壓比和斜交角三個因素，正交分析的極差分析結(jié)果顯示，當(dāng)斜度在一定范圍內(nèi)時，橋墩長細(xì)比對斜交橋動力性能的影響最為顯著；與直線梁橋相比，斜交角與長細(xì)比是結(jié)構(gòu)震害產(chǎn)生的主要影響因素。 在數(shù)值模擬方面，采用材料實際強度建立的斜交梁橋梁格模型（多梁法）較適宜模擬結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)及梁體扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。 地震反應(yīng)規(guī)律的分析結(jié)果顯示，當(dāng)任意交互作用的兩個因素固定時，斜度越小、長細(xì)比越大、軸壓比越小，橋墩墩頂?shù)奈灰祈憫?yīng)就越大；當(dāng)?shù)卣饎友亟Y(jié)構(gòu)縱向輸入時，由于板式橡膠支座的隔震作用，橋面板的位移小于橋墩墩頂位移。 在基于概率和性能的抗震設(shè)計框架基礎(chǔ)上，綜合考慮不同場地條件下地震動強度與地震記錄的完整性、斜交梁橋結(jié)構(gòu)的特殊性以及其地震反應(yīng)的主要特點，建立了三類場地條件下基于主梁結(jié)構(gòu)縱橫向側(cè)移率的概率地震需求模型。該需求模型以斜交角、跨徑及地面峰值加速度為主要參數(shù)，該模型的提出簡化了斜交梁橋地震反應(yīng)的需求的計算過程，為結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的快速評估奠定基礎(chǔ)。 2100433B