海底水工隧道的抗震安全性的研究.pdf

摘要 摘要 盾构隧道已被广泛地应用于我国众多的工程建设领域，诸如电厂进排水隧 道，城市地铁隧道等，然而以往的震害资料表明：隧道一旦在地震中遭受破坏， 其引起的损失将是很惨重的。我国是一个多地震国家，因此有必要对水工隧道 的抗震问题进行深入的研究。本文紧密结合课题“漕泾电厂取排水隧道地震液 化及防治对策研究”，通过室内动三轴液化试验和有限差分法动力分析两个途 径，研究了海底进排水隧道所处浅层砂质粉土层的液化可能性，并对隧道衬砌 结构的抗震内力响应进行了计算和分析。本文的主要研究内容包括： 1、通过室内土工试验获得工程场地⑤2号砂质粉土层的物理性指标和力学 性指标。试验内容主要包括：①动三轴试验。通过振动三轴液化试验研究应力、 应变和孔隙水压力这三种指标的变化规律，并推求饱和砂质粉土原状样在模拟 地震的动应力作用下的液化强度；②共振柱试验。通过共振柱试验测求动剪切 模量和阻尼比随剪应变变化的关系。上述试验结果可进一步用于计算和分析结 构地震响应和土层液化。 2、分别采用标贯击数法、Seed简化法和有限差分动力分析法判别场地±的 液化特性。引入了抗液化安全系数局的概念和地震过程中的Martin超孔隙水压 力的增长模式，沿管线轴向的不同位置选取了有代表性的四个可能液化的地层 断面进行有限差分动力分析，从抗液化安全系数局和超孔压比h两个指标判别 液化。并将三种方法的液化判别结果进行了对比和分析。 3、采用等效非线性有限差分动力时程分析法研究了地下管道的地震内力响 应特性。主要考虑静载和地震荷载共同作用条件下衬砌结构的轴力、剪力和弯 矩等内力的大小和变化情况，找出最大内力出现的位置，为结构的抗震设计提 供荷载参数，探索了圆形断面地下结构的地震响应内力分布和变化规律。 关键词：水工隧道，海底，液化，抗震分析，有限差分法 Abstract ABSTRACT been usedinVarietiesofinfrastructureconstruction Shieldtunnelshave widely is fieldsin recordsshowthatthelossconsiderable China．However,the pastdamage are occurinour oncetunnels destroyedduringearthquake．Earthquakesfrequently it’S tofurtheronseismic for tunnels． hydraulic country,hencenecessary study analysis Thisthesis relatestothe on and closely project——studyearthquakeliquefaction virtue treatmentof conduitof of policyhydraulic Caojingelectrisityplant．By cyclic triaxialtestandFDM occurrenceof of a