›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (10): 3115-3121.

• 数值分析 • 上一篇    下一篇

软土隧道横向抗震分析的简化响应位移法

黄茂松1, 2,刘鸿哲1, 2,曹 杰3   

  1. 1.同济大学 地下建筑与工程系,上海 200092;2.同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 200092; 3. 中国民航机场建设集团公司 机场工程科研基地,北京 100621
  • 收稿日期:2011-06-21 出版日期:2012-10-10 发布日期:2012-10-19
  • 作者简介:黄茂松,男,1965年生,教授,博士生导师,主要从事岩土工程方面的教学与研究工作
  • 基金资助:

    国家科技支撑计划课题(No. 2011BAG07B01)

Simplified response displacement method for transverse aseismic analysis of soft soil tunnel

HUANG Mao-song1, 2, LIU Hong-zhe1, 2, CAO Jie3   

  1. 1. Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2. Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200092, China; 3. Airport Engineering Civil Aviation R&D Base, China Airport Construction Group Corporation of CAAC , Beijing 100621, China
  • Received:2011-06-21 Online:2012-10-10 Published:2012-10-19

摘要: 响应位移法能够反映软土隧道在地震荷载作用下的动力反应特性,是一种简便实用的隧道抗震设计简化分析方法。以方形截面隧道为例,采用地层-结构整体动力有限元方法,验证了响应位移法的准确性与合理性;为了简化响应位移法的计算过程,基于平面应变假定,采用弹性理论的复变函数方法推导了土弹簧刚度的解析表达式,并与有限元解进行了对比分析。将土弹簧刚度的解析表达式应用到响应位移法的计算中,同时采用地层剪应力及自由场地震反应位移的简化计算模式,将简化后的响应位移法和整体动力有限元法进行了对比分析,验证了简化方法的可行性。

关键词: 响应位移法, 复变函数, 抗震设计, 整体动力有限元法, 土弹簧刚度

Abstract: Response displacement method is a kind of simple and practical analysis method for aseismic design of soft soil tunnel, for the method can reflect dynamic reaction behavior of soft soil tunnel under aseismic load. Taking square section tunnel for example, the accuracy of the method has been verified by comparing its predictions with results from a soil-structure whole dynamic finite element method. Based on plane strain assumption, the analytical expression for soil spring stiffness has been deduced from the function of complex variable method in elastic theory for the purpose of simplifying the calculation process of response displacement method. The analytical solution for soil spring stiffness has been verified by comparing its predictions with results from finite element method. The analytical expression for soil spring stiffness has been applied to response displacement method. Meanwhile, simplified calculation models for shear stress and seismic response displacement of free soil field have been adopted. The whole dynamic finite element method has been used to validate the accuracy of simplified response displacement method for transverse secion aseismic analysis of soft soil tunnel

Key words: response displacement method, complex variable method, aseismic design, whole dynamic finite element method, soil spring stiffness

中图分类号: 

  • U 45
[1] 张治国, 李胜楠, 张成平, 王志伟, . 考虑地下水位升降影响的盾构施工诱发地层 变形和衬砌响应分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 281-296.
[2] 杨公标, 张成平, 闵 博, 蔡 义, . 浅埋含空洞地层圆形隧道开挖引起的位移 复变函数弹性解[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 25-36.
[3] 付 晓,冀文有,张建经,曹礼聪,范 刚,. 锚索框架梁加固平面滑动型边坡地震动力响应[J]. , 2018, 39(5): 1709-1719.
[4] 曾癸森,吕爱钟. 考虑构造应力作用下浅埋圆形隧洞的解析解[J]. , 2017, 38(S1): 79-86.
[5] 付 晓,张建经,周立荣,. 多级框架锚索和抗滑桩联合作用下边坡抗震性能的振动台试验研究[J]. , 2017, 38(2): 462-470.
[6] 饶军应 ,傅鹤林 ,谢 涛 ,王小敏 ,尹 泉 ,李文博,. 内压对管状双椭圆洞室围岩应力影响的解析解[J]. , 2016, 37(1): 76-86.
[7] 曲宏略,张建经. 桩板式抗滑挡墙地震响应的振动台试验研究[J]. , 2013, 34(3): 743-750.
[8] 蔚立元 ,陈晓鹏 ,韩立军 ,王迎超 . 基于复变函数方法的水下隧道围岩弹性分析[J]. , 2012, 33(S2): 345-351.
[9] 王笃波 ,刘汉龙 ,于 陶 . 基于变形的土石坝地震风险分析[J]. , 2012, 33(5): 1479-1484.
[10] 李 超,杨文武,张 旭,容肇鸿. 关于抗震设计场地反应分析客观性的一些探讨[J]. , 2012, 33(11): 3385-3392.
[11] 徐佳成,陈祖煜,孙 平,王玉杰. 地震工况下坝坡的抗滑安全系数取值标准研究[J]. , 2011, 32(S1): 483-0487.
[12] 王志良,申林方,姚 激,高成杰. 浅埋隧道围岩应力场的计算复变函数求解法[J]. , 2010, 31(S1): 86-90.
[13] 叶海林,郑颖人,黄润秋,杜修力,李安洪,许江波. 强度折减动力分析法在滑坡抗滑桩抗震设计中的应用研究[J]. , 2010, 31(S1): 317-323.
[14] 朱彦鹏,董建华. 土钉支护边坡动力模型的建立及地震响应分析[J]. , 2010, 31(4): 1013-1022.
[15] 吴世余,余金煌. 不透水地基上堤坝上游坡的附加渗径[J]. , 2009, 30(10): 3151-3153.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 魏 丽,柴寿喜,蔡宏洲,王晓燕,李 敏,石 茜. 麦秸秆加筋材料抗拉性能的实验研究[J]. , 2010, 31(1): 128 -132 .
[2] 荆志东,刘俊新. 红层泥岩半刚性基床结构动态变形试验研究[J]. , 2010, 31(7): 2116 -2121 .
[3] 汪 洋,唐雄俊,谭显坤,王元汉. 云岭隧道底鼓机理分析[J]. , 2010, 31(8): 2530 -2534 .
[4] 雷金波,陈从新. 基于双曲线模型的带帽刚性桩复合地基荷载传递机制研究[J]. , 2010, 31(11): 3385 -3391 .
[5] 王登科,刘 建,尹光志,韦立德. 突出危险煤渗透性变化的影响因素探讨[J]. , 2010, 31(11): 3469 -3474 .
[6] 胡 琦,凌道盛,陈云敏. 基于Melan解的水平基床系数分析方法及工程运用[J]. , 2009, 30(1): 33 -39 .
[7] 王 军,曹 平,李江腾,刘业科. 降雨入渗对流变介质隧道边坡稳定性的分析[J]. , 2009, 30(7): 2158 -2162 .
[8] 唐世斌,唐春安,李连崇,张永彬. 湿度扩散诱发的隧洞时效变形数值模拟研究[J]. , 2011, 32(S1): 697 -0703 .
[9] 席人双,陈从新,肖国锋,黄平路. 结构面对程潮铁矿东区地表及岩体移动变形的影响研究[J]. , 2011, 32(S2): 532 -538 .
[10] 何思明 ,张晓曦 ,王东坡 . 分层地基中抗拔桩破裂面的确定方法与极限抗拔承载力计算方法研究[J]. , 2012, 33(5): 1433 -1437 .