地震动下考虑各向异性土体-盾构隧道数值模拟

›› 2005, Vol. 26 ›› Issue (5): 710-716.

地震动下考虑各向异性土体-盾构隧道数值模拟

祝彦知^1,2，冯紫良¹，方志¹

1. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；2. 中原工学院土木建筑系，郑州 450007

收稿日期:2003-12-04 出版日期:2005-05-10 发布日期:2013-12-17
作者简介:祝彦知，男，1965年生，副教授，博士，在站博士后,主要从事地下结构方面的研究工作
基金资助:
上海市重点学科（结构工程）基金资助项目。

Numerical simulation of shield tunnel dynamic response to earth motions taking account of anisotropy of layered soil

ZHU Yan-zhi^1,2, FENG Zi-liang¹, FANG Zhi¹

1.Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2. Department of Civil Engineering and Architecture, Zhongyuan Istitute of Technology, Zhengzhou 450007, China

Received:2003-12-04 Online:2005-05-10 Published:2013-12-17

摘要/Abstract

摘要： 针对层状土体-盾构隧道地震反应分析，引入了横观各向同性弹塑性模型，建立了横观各向同性介质的双渐近-多向透射边界条件。针对盾构隧道抗震设计的特点，基于横观各向同性弹塑性模型，研制了考虑层状土体各向异性和施工开挖效应，适合于地下结构动力计算的弹塑性动力有限元程序。在程序中对不同的材料采用了不同的本构关系和单元形式，并采用了关联流动法则和多种屈服准则，可同时进行横观各向同性土体与地下结构的平面应力、平面应变和轴对称问题的静动力有限元分析。最后，利用所研制的程序对上海地铁二号线石门一路站附近区间隧道在不同超越概率地震波输入下的地震反应进行了计算。结果表明，在层状土体-地铁盾构隧道的抗震分析中考虑土体各向异性的影响是必要的，所提出的计算模型是合理易行的。

关键词: 盾构隧道, 横观各向同性, 双渐近-多向透射边界, 动力分析

Abstract: The anisotropic elastoplastic model of layered soil is established to solve seismic response analysis of shield tunnel systems in layered soil. The doubly asymptotic multi-directional transmitting boundary for transversely isotropic medium is formed. Based on anisotropic elastoplastic model of layered soil, the dynamic finite element program of layered, transversely isotropic soil-structure dynamic interaction is developed according to the characteristics of aseismic design for shield tunnel. To simulate shield tunnel with finite element, various stress-strain models and element models are adopted in the program. The seismic response analysis of the district tunnel of Metro Line No.2 in Shanghai is carried out using the developed finite element program. The calculation results show that the dynamic finite element model of layered, transversely isotropic soil-structure is feasible and applicable. And the results show that it is necessary to take account of anisotropy of layered soil effect in the seismic analysis of shield tunnel system in layered soil.

Key words: shield tunnel, transversely isotropic, doubly asymptotic multi-directional transmitting boundary, dynamic analysis

中图分类号:

TU 435

祝彦知，冯紫良，方志，. 地震动下考虑各向异性土体-盾构隧道数值模拟[J]. , 2005, 26(5): 710-716.

ZHU Yan-zhi , FENG Zi-liang , FANG Zhi，. Numerical simulation of shield tunnel dynamic response to earth motions taking account of anisotropy of layered soil[J]. , 2005, 26(5): 710-716.

参考文献

相关文章 15

[1]	黄大维, 周顺华, 冯青松, 罗锟, 雷晓燕, 许有俊, . 地表均布超载作用下盾构隧道上覆土层竖向土压力转移分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2213-2220.
[2]	莫振泽, 王梦恕, 李海波, 钱勇进, 罗跟东, 王辉, . 粉砂地层中浓泥土压盾构泥膜效应引起的孔压变化规律试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2257-2263.
[3]	巴振宁, 周旭, 梁建文, . 横观各向同性凸起地形对平面qP-qSV波的散射[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 379-387.
[4]	王少杰，吕爱钟，张晓莉. 横观各向同性岩体中马蹄形隧洞的位移反分析方法[J]. , 2018, 39(S1): 495-504.
[5]	姚爱军，张剑涛，郭海峰，郭彦非. 地铁盾构隧道上方基坑开挖卸荷-加载影响研究[J]. , 2018, 39(7): 2318-2326.
[6]	王小雯，张建民，李焯芬, . 波浪作用下饱和砂质海床土体与管线相互作用规律研究[J]. , 2018, 39(7): 2499-2508.
[7]	陆建飞，周慧明，刘洋. 横观各向同性层状饱和土动力问题的反射、透射矩阵方法[J]. , 2018, 39(6): 2219-2226.
[8]	韩泽军，林皋，周小文，杨林青. 横观各向同性层状地基动应力响应的求解与分析[J]. , 2018, 39(6): 2287-2294.
[9]	钟宇，陈健，陈国良，吴佳明, . 基于建筑信息模型技术的盾构隧道结构信息模型建模方法[J]. , 2018, 39(5): 1867-1876.
[10]	艾智勇，张逸帆，王路君, . 层状横观各向同性地基平面应变问题的扩展精细积分解[J]. , 2018, 39(5): 1885-1890.
[11]	杨文波，陈子全，徐朝阳，晏启祥，何川，韦凯, . 盾构隧道与周围土体在列车振动荷载作用下的动力响应特性[J]. , 2018, 39(2): 537-545.
[12]	康成, 梅国雄, 梁荣柱, 吴文兵, 方宇翔, 柯宅邦, . 地表临时堆载诱发下既有盾构隧道纵向变形分析[J]. 岩土力学, 2018, 39(12): 4605-4616.
[13]	李长俊，陈卫忠，杨建平，刘金泉, . 运营期水下盾构隧道管片接缝张开度变化规律[J]. , 2018, 39(10): 3783-3793.
[14]	魏纲，林雄，金睿，丁智，. 双线盾构施工时邻近地下管线安全性判别[J]. , 2018, 39(1): 181-190.
[15]	姜燕，杨光华，陈富强，徐传堡，张玉成, . 湛江湾高水头跨海盾构隧道管片结构典型断面受力计算与监测反馈分析[J]. , 2018, 39(1): 275-286.

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