纖維混凝土隧道襯砌與圍巖的地震動力相互作用研究

摘要 本項目主要采用振動臺試驗的方法，研究了纖維混凝土襯砌與圍巖的地震動力相互作用規(guī)律，提出纖維混凝土作隧道抗震型襯砌思路。本項目主要研究內(nèi)容包括： （1）通過纖維混凝土襯砌-圍巖相互作用的地震模擬振動臺試驗，研究纖維混凝土中纖維等對纖維混凝土襯砌的破壞特征的影響規(guī)律； 基于相似理論，采用 5 m ×5 m 三向地震模擬振動臺進(jìn)行模型試驗，通過輸入不同大小的地震波，研究纖維混凝土襯砌在地震動力作用下的破壞特征，并探討破壞機理。 試驗結(jié)果表明：素混凝土襯砌抗拉強度低、脆性大，裂縫基本呈直線型，斷口干凈整齊，裂縫擠壓處有明顯掉塊痕跡； 纖維混凝土具有限制裂縫發(fā)展和結(jié)構(gòu)變形的能力；在地震動力作用下，纖維通過黏結(jié)應(yīng)力能夠使混凝土吸收更多能量，降低幅值，反應(yīng)滯后，減輕了地震力對結(jié)構(gòu)的破壞；纖維混凝土襯砌裂縫多呈鋸齒形，擠壓松散的小碎塊通過纖維黏結(jié)在裂縫口。 （2）采用理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，建立了纖維混凝土損傷量化的模型，并基于通用程序研究了纖維混凝土加載速率相關(guān)動力損傷彈塑性本構(gòu)模型。 彈塑性損傷模型按照損傷和塑性之間的不同關(guān)系，將損傷和彈性耦合在一起。通過損傷加載函數(shù)屈服函數(shù)來控制耗散，使用單一的損傷和屈服面，使問題大為簡化。 采用加載速率相關(guān)動力損傷本構(gòu)模型可以有效地將動力與靜力損傷演化通過應(yīng)力、應(yīng)變的動力放大系數(shù)聯(lián)系起來。 （3）結(jié)合高烈度區(qū)隧道設(shè)計，進(jìn)行纖維混凝土隧道抗震型襯砌的設(shè)計。 本項目從理論及試驗上研究了纖維混凝土作為隧道抗震型襯砌的可行性，并進(jìn)行工程設(shè)計，本項目的研究成果可為高烈度地震區(qū)山嶺隧道的抗減震技術(shù)提供重要參考。 2100433B

本項目主要采用模型試驗與理論分析、數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，研究纖維混凝土襯砌與圍巖的地震動力相互作用規(guī)律，建立纖維混凝土作隧道抗震型襯砌的設(shè)計方法，主要內(nèi)容包括：.（1）通過纖維混凝土襯砌-圍巖相互作用的地震模擬振動臺試驗，研究纖維混凝土中纖維類型、纖維摻量等對纖維混凝土襯砌的破壞特征、塑性變形和耗能能力的影響規(guī)律；并優(yōu)化出不同圍巖條件下纖維混凝土的匹配參數(shù)。.（2）采用理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對模型試驗結(jié)果進(jìn)行補充和驗證；進(jìn)一步分析影響纖維混凝土襯砌抗震性能的其他因素，并研究纖維混凝土隧道襯砌的抗減震機理。.（3）結(jié)合高烈度區(qū)隧道設(shè)計，綜合考慮其他因素，形成纖維混凝土隧道抗震型襯砌的設(shè)計方法。使所設(shè)計出的纖維混凝土隧道襯砌既能維護(hù)隧道施工期間的穩(wěn)定，又能抵御地震的破壞，既能承載，又能保持隧道使用空間，滿足通風(fēng)、防水、防災(zāi)的要求。

圖書信息

樁：土-結(jié)構(gòu)動力相互作用研究\孔德森，ISBN：9787502460297，作者：

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本項目擬利用土與結(jié)構(gòu)的動力相互作用機理，通過人工改變地基基礎(chǔ)動力參數(shù)，達(dá)到有效隔震的目的。研究的主要內(nèi)容針對多高層建筑的天然地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)，探索基底土和基礎(chǔ)側(cè)周土在地震作用下與結(jié)構(gòu)的動力相互作用，通過設(shè)計恰當(dāng)?shù)娜斯さ鼗透粽饦稒C構(gòu)，改變體系的動力參數(shù)，從而達(dá)到使上部結(jié)構(gòu)大大減少減少地震影響的效果。本研究是在上一個基金資助項目地基－基礎(chǔ)－上部結(jié)構(gòu)動力相互作用研究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步深入探討土與結(jié)構(gòu)相

本書在研究隧道結(jié)構(gòu)在地震中的破壞機理的基礎(chǔ)上，采用數(shù)值方法計算隧道襯砌地震作用力，考慮隧道埋深、圍巖類別、襯砌結(jié)構(gòu)形式等多種因素，并將計算結(jié)果與解析方法進(jìn)行對比分析；通過綜合對比解析和數(shù)值計算結(jié)果對現(xiàn)有的計算方法進(jìn)行修正，得出易于應(yīng)用和較準(zhǔn)確的計算方法；參考模型試驗測試結(jié)果對提出的襯砌地震作用力計算方法進(jìn)行了驗證。本書總結(jié)的研究成果可為隧道及地下工程的抗減震技術(shù)研究和設(shè)計提供參考，對于隧道結(jié)構(gòu)的合理抗震設(shè)計有重要的理論意義和實際運用價值，對提高隧道及地下工程的抗震性，減輕地震災(zāi)害，保障安全暢通具有重要的意義。 2100433B