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1、第八届海峡雨岸隧道典地下工程季街典技街研封舍? ? 年!月台北地震保件下随道紧急停率带典正洞交又断面的勃力回庵分析梁波王志勇?高峰睐林课,#重度交通大李土木建茶李院教授铸肺?#中峨隧道勘察投针院,助工摘要隧道紧急停率带典正洞交又虚晰面属朴结株抗震薄弱部位,但目前朋朴追一结株薄弱壤筋的地震反愿分析退较少见到。岛真贵模掇隧道追一速接部位 的空简结排,本文以雾南保山至腾冲高烈度地震区某一隧道高工程背景,探用三维针算模型和粘弹性人工透界,通遇透射人工遭界的波勤输入方法引入三维勤力分析方程,鹿用%,按有限元的集合方 法,可建立整侗艘系的勤力平衡方程+附知!?; 枷!十【伽卜伊8!若不考虑其他勤荷载的影李
2、,谨考虑由朴基岩输入地震勤所引起的整侗地下结裤艘系的位移,刘勤力平衡方程简化高以下形式+ 取?; 取?、孤一; 取+8?式中,巨、; 、区!分别高品贫矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵,仁 !、仁 、 分别高加速度、速度和位移向量 # 高荷载列阵仁,高基岩地震勤加速度列阵。?#? #?角力方粗未解目前,勤 力平衡方程 的求解可在峙简域上直接 精分法逛行,也可以遇 )% )燮换或(;(%赞换在频域上退行,如视反瓜法、振型迭加法求解。在缘性系统中, 】、 .、 】均扁常数阵,振型迭加法是非常有效的,但该 法却不能用朴非3? 4一?第八届海峡雨岸隧道典地下工程李街典技街研封舍? ? 年! !月台北睐性系统。在
3、非腺性系统中一般用直接狡分法,直接精分法中有颧式法和隆式法。在隆式法中,有 有限元模型遭界保件的庭理明题土木工程中的结精一地基系统是一侗阴放系统,静力分析和勤力分析均涉及半燕限地基的模掇简题,因此合理投置人工透界成高解决土一结株相互作用等明题的朋键。目前庚泛鹿用的勤力人工遗界主要是基朴草侧 波勤概念的局部人工透界,比如粘性透界、粘弹性透界、透射透界等。其中粘性遭界概念清楚、简草方便,因而得到了庚泛庞用但粘性透界精度不高,且存在低频 失稳阴题 ; ?】。相比而言,粘弹性透界! ! ?,! ! #,? , ! .可以约束勤力朋题中的零频分量,能约颊比人工透界外半燕限介贫的弹性恢夜性能,具有 良好的
4、稳定性和较高的精度! ! ?川。本文探用, , 晶波! ! ? !等提出的粘弹性舞一勤力统一人工遭界。粘弹性人工透界所 颊比的是人工透界上 的愿力涤件,因此追是一桂速绩分怖的人工透界像件。常探用有限 元法或其他雄散方法将人工遭界所包团的针算区雄散化峙,人工透界面也将随之雄散化,此峙可以探用有限元法的形函数将速绩分怖的人工遭界物理元件化高辐珊的人工透界,可格高一致粘弹性 人工透界也可以简草地探用集中庭理方法,形成解辐的人工透界,格高集中粘弹性人工进界。圈一给 出了集中粘弹性人工透界,在透界庭结 黯的法向和雨佃切向分别施加弹费一阻尼器草元,即在遭界上每侗结贴引出侗弹簧阻尼 器草元,来考虑燕限介贫的
5、辐射阻尼和弹性恢夜性能。在:丫中,均匀介贫可以用 1,贵艘草元来颊比,弹妥一阻尼器草元可遵用 3 6 !1草元,弹簧一阻 尼草元的一端典遭界裹的贵艘草元通遇辐合结 黯贵现相 互作用,另一端则高固定支座。圈一粘弹性人工进界的有限元贵现8?地震波输入在有限 元软艘中的贵现3? 4一梁波等人地震搽件下隧道紧急停率带典正洞交又晰面的勤力回虑分析一般而言,波勤翰入方法是典人工遭界相阴的。目前解决波勤输入简题的一侗基本思路是将散射波勤简题林化高波源明题,即将输入波勤排化扁直接作用朴人工透界上的等效荷载。探用这一思路, %等【! 1 !封朴一维模型贵现了粘性 勤力人 工透界上 的波勤输入丫( 等! ! ,
6、!修正了%的方 法,使之能豹近似庭理倾料艘波的输入简题廖振鹅 !2】贫现了透射人工进界的波勤输入。刽晶波等! ! ?!】也探用这一思路基朴脱雄艘概念贵现了粘弹性勤力人工透界上波勤的有效翰入,这桂方法封粘弹性静一勤力统一人工遗界也是通用的。粘弹性人工透界和粘弹性人工透界草元模型中地震勤输入的贵砚,需要在人高切出的区域外侧草元表面施加随深度、介贾材料等燮化的虑力。在有限元棋型中,可以通遇在草元表面直接施加均布荷载来贵现。在:丫程式中,贵艘艘草元表面只能施加法 向的分怖荷载,不能直接施加切向庞力,因此波勤输人的虑力可借助表面草元 6,1来贫现“ 6,1是一桂三维表面效虑草元,可以方便贵现平面上各 桂
7、形式分怖荷载的施加。在 集 中粘弹性人工进界模型中, !,1草元可以直接建立在针算医域草元的外表面在一致粘弹性人工遭界草元模型中,将 6,1草元建立在透界和内部针算匾域的草元之简的 交界面上,通遇共用结 贴,将遭界草元、表面效瘫草元和内部针算区域草元三者礴整起来。三、计算棋型及计算妻数本文针算探用三维模型,紧急停率带舆正洞的交又成空简结裤模型见圈二隧道横晰面见圈三。针算参数探用表一的值。针算分析水华地震荷载作用。圈二紧急停奉带典正洞的交叉庭模 型圈3?4一1第八居海峡雨岸隧道典地下工程季街典技街研封舍? ? 年!月 台北圈三紧急停率带断面圈表一材料物理 力攀参数名名鹅鹅团岩岩二砌砌初视视弹弹性
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9、(%(+? 1!7? , 4#吉随旺、唐永建、触街林莽8 ? ?0 ,四川省 哭区公路震害调查综述#汉川大地震工程震害调查分析典研究谕文集,北京+料攀出版社,1 +, 一,2 4。1#高峰8 ? ,地下结裤助力分析若干简题研 究#西南交通大攀博士谕文。,#高峰8? ?1,阴育树#隧道地震反危 分析 中浅桂遭界殊件的比较#甘鑫科李攀报,!28!+!? 7!?2#服松宏、梁 波8? ?, ,考虑地震非平德性的隧道继向抗震可靠度分析,岩石力攀典工程李报,?18,0!0一0?。4#拣海海、徐迎伍8? ,)软土地居中盾裤隧道地震反危分析,勘察料擎技衡8 ! +!?7!1。0#张建民等8? !,土艘典结株
10、物勤力相互作用研究退展 .#岩土力攀典工程攀报,?,增!+,170 2,。#潘昌贵8! 2 ,隧道及地下结裤物杭震明题的研究概况 .#世界隧道,8 , + 47!2“!?#到晶波、吕彦柬8! 0 ,结裤一地基勤 力相互作用简题分析的一校直接方法,#土木工程攀报,!8+,一2 1?!#9% %:,(;#: %=)=%一(=)( = =+?,一1?!?#,成居地基非珠性波勤 简题人工遭界典波勤输入研究#岩石力攀典工程季权#?84+!2 一!4。!1#%3,%: #(;% ;(=; %() ) % () =(%3; ;#%# #:% ! 4,2 ,8,+!,一! 2!,#(,#(,#(%(,%=(;#=% %;%=以 ),近场 波勤周题的有限元解法+,地震工程典工程振勃#18? +,一,1。3?4一
