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6.8 隧道纵!向地震反应计算【的反应?位移:法
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6.8.1 !研究:发现隧道结构刚度较!大而密度小于地层】其,纵向变形《取决于隧道周围地层!的位移包括》沿隧道纵向》和横向?水平位移而隧—道衬砌结《构则通过弹簧与地层!相连或视为弹—性地基梁并随—地层位?。。移而产生相关变【形目:前隧道纵《向地震反《应计算方法有很【多种根据土层和隧】。道变:形情况大体上可以】分为共同变形法和相!对变形法两大类共】同变:形法认为《在地震?波,作用下隧道随周【围土层一并波动变形!。两,者,。间无相对位移;而】相对变形法认为【隧道的刚度对周围】土层的变形会产生一!定的影响两》者通过相《互作用使得隧—道的变?形与自由场土层变】形并不?完全一致历次震害表!明相对变形法能更】准确地计算隧—道纵向地震反—。应
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》 纵向》。反应位移法是一种】相对变形法该方法是!在求得结构周—围土层地震变形的情!况下采用变形传【递系:数来考虑结构的真】实变:形并由?此计:算结构的地震—反应
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:6.8.2 土】层地震动可以分解为!与隧道纵轴平行和】垂直的两个》分量其中与》隧道纵轴《平行:的分量可《使隧道?结构随周围土层产】。生平行于隧道—轴线的拉压变形隧】道将产?生拉压应力;与【隧道纵轴垂直的【。分量可?使隧道?结构随周《。围土层?。产生:垂直于隧道轴线【的,水平和竖直方—向的横向变形—隧道:将产:生,挠,曲应力因此评—估隧道纵向地震【反应时需计算沿隧道!纵向的拉压应力【和挠曲应力
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6》.8.3 地【基,土的:基床系数可根—据土的动《力,特性通过现》场试验?或采用计算方法确】定现行国家标准核】电,厂抗震设《计规:范GB 5026】7采:用,下,列公式确定》
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》 式中Kt、【K1横向《和轴向单位长度上】地基土的弹簧—刚,度,(MPa/m—);
】 ! ,G与地?震震动最大应变幅度!。相应的地基》土的剪切模量—(M:Pa:);
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】 β换】算系数其值可—取为1?/3:
【 基《床系数也可以采【。用有限?元计算方法如下根】据土层一维》地震反应分》析求出与《地震震动最大应变】幅,度相应的土层参【数对:土层建?立有限元模型—在模型的《结构部?位分别沿《隧道纵向和横向【施加均?布荷载q由静力【法算出结《构,位置的平《均变形δ(图—5,。)从而求得纵向基床!系数和横向基床【系数K=q/δ【。另外也可以在计算】模型结构《处施:。加,单位强制《位,移然后?根据反力求出基床系!数上述两《种计算方法》本质是相同的
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】图5 有限元法】计算基床《系数
! 当隧》道为矩形结构时周长!W为隧道横》截面上下《底边长与侧墙边长之!和;当隧道为圆形结!构时周长《W为:πD:其中:D为圆?形,结构直径
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6.8》.5 由于变形】缝与隧道结构在【强度、刚度等方面】存在差?异因:。此需:采用不同的》。模型:进,行模拟在施加横【向地震动位移时隧道!结,构将产生横》。向挠曲变形变—形缝由于采用了一】定的抗震措施因【。此可承?受一定的弯矩作【用可:将变形缝简》化为弯曲非线性弹簧!模型;同《样在施加纵向地【震动位移时隧道【结构将产生拉压变】形,变形缝一样能承【受一:定,的拉压荷载同时因】为其抗拉压能—力不:同因此?可将变形缝》简化为非对》称拉压非《线性弹簧模型—。
6.8!.6: :盾构:。施工:时一般在衬砌环【之间:的结构相对薄—弱因此可将》结构梁单《元取为一盾构环【的长:度,;而对于沉》管和:明挖施?工法结构连续性较】强可:按隧道自《然节段确定但—为了保证计算精度】梁单元长《度不应大于10m】同时应满足模—型,总长度不《小于土?层变形波长的—。要求:
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