首页> 中文学位 >断层蠕滑错动作用下隧道衬砌损伤开裂研究及柔性连接抗错断措施
【6h】

断层蠕滑错动作用下隧道衬砌损伤开裂研究及柔性连接抗错断措施

代理获取

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 断层蠕滑错动对隧道结构的影响

1.2.2 衬砌混凝土非线性开裂行为以及损伤本构关系

1.3 研究内容

第2章 混凝土裂缝扩展及塑性损伤理论

2.1 扩展有限元基本原理

2.1.1 位移模式的构造

2.1.2 控制方程

2.1.3 虚功原理与支配方程

2.1.4 单元剖分及数值积分方案

2.1.5 水平集法对于裂缝的描述

2.1.6 基于扩展有限元法裂缝的ABAQUS实现

2.2 混凝土损伤理论

2.2.1 损伤概念及假设

2.2.2 本文采用的损伤模型

2.2.3 ABAQUS混凝土损伤塑性模型

2.3 本章小结

第3章 断层蠕滑错动位移下无节段分割隧道衬砌开裂力学行为分析

3.1 计算模型

3.2 蠕滑错动距离对于无节段分割隧道衬砌结构的影响

3.2.1 最大主应力分析

3.2.2 最小主应力分析

3.2.3 位移分析

3.2.4 开裂分析

3.3 断层倾角对于无节段分割隧道衬砌结构的影响

3.3.1 最大主应力分析

3.3.2 最小主应力分析

3.3.3 位移分析

3.3.4 开裂分析

3.4 本章小结

第4章 断层蠕滑错动位移下柔性连接隧道衬砌开裂力学行为分析

4.1 柔性连接结构隧道衬砌模型

4.2 节段长度为2m的柔性连接隧道衬砌开裂分析

4.2.1 裂缝扩展

4.2.2 裂缝开度

4.3 节段长度为5m的柔性连接隧道衬砌开裂分析

4.3.1 裂缝扩展

4.3.2 裂缝开度

4.4 节段长度为7m的柔性连接隧道衬砌开裂分析

4.4.1 裂缝扩展

4.4.2 裂缝开度

4.5 柔性连接隧道与无节段分割隧道衬砌的开裂对比

4.5.1 最大轴向应力分析

4.5.2 最大剪应力分析

4.5.3 最大主应力分析

4.5.4 裂缝对比分析

4.6 本章小结

第5章 断层蠕滑错动位移下柔性连接隧道衬砌与无节段分割隧道衬砌损伤分析

5.1 节段长度为2m的柔性连接隧道衬砌损伤分析

5.2 节段长度为5m的柔性连接隧道衬砌损伤分析

5.3 节段长度为7m的柔性连接隧道衬砌损伤分析

5.4 无节段分割隧道衬砌损伤分析

5.5 柔性连接隧道与无节段分割隧道衬砌的损伤对比

5.5.1 拉致损伤对比分析

5.5.2 压致损伤对比分析

5.6 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目

展开▼

摘要

断层作为一种地质构造在我国西部地区广泛分布,近年来,随着西部山区地区隧道工程的大量建设,因此断层问题经常在工程建设中遇到,断层蠕滑错动产生的永久变形很容易对隧道结构产生损害,使隧道结构产生开裂,甚至破坏隧道结构。鉴于此,本文在前人研究的基础上,以存在穿越断层情况较多的高黎贡山山区隧道作为背景,基于非线性有限元计算理论,建立了围岩-断层破碎带-隧道的断层蠕滑错动三维有限元分析模型,分别在不同断层错动距离,不同断层倾角等不同的断层错动条件下,应用扩展有限元原理,以研究衬砌的开裂力学行为。同时,确定一种倾角与一定错动距离的条件,建立了同等条件不同长度的衬砌节段之间设置柔性连接的隧道结构,分析采用这种措施对于隧道结构衬砌结构的损伤以及开裂的影响,评价该抗错断措施的效果。基于上述分析,本文研究结论如下:
  (1)断层错动距离,断层倾角对穿越其中的隧道衬砌结构会产生较大影响。其中包括衬砌纵向不同部位、同一截面不同位置处的应力、位移、开裂程度、裂缝长度、裂缝开度等。
  (2)柔型连接对于穿越断层隧道的抗错断能力具有明显的提高。在一定长度内,减小隧道节段长度,增加柔性连接数量,能有效的改善衬砌上应力的分布与幅值,较大程度的吸收隧道的位移变形,有效降低隧道衬砌局部的位错及开裂能量的积累,从而极大程度的减少裂缝的长度以及裂缝开度,甚至使得裂缝局部化,分散化。
  (3)柔型连接能显著地降低断层蠕滑错动对于隧道的损伤。隧道衬砌中柔性连接的设置,可以减少损伤面积、损伤程度,且设置的柔性连接结构数量越多,即衬砌节段长度越短,损伤越趋于局部化、分散化,使得衬砌结构上不易形成整片损伤程度较大的贯通损伤,降低了形成结构局部薄弱部位,甚至产生裂缝的可能。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号