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多孔隧洞的相互作用研究

作　者: 孙文召
导　师: 周晶; 李昕
学　校: 大连理工大学
专　业: 水工结构工程
关键词: 输水隧洞 粘弹边界 相互作用 有限元方法
分类号: TV672.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 85次
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内容摘要


输水隧洞是水利枢纽的重要组成部分,随着大型水利水电工程的建设,深埋长引水隧洞得到了越来越广泛的应用。地下隧洞一般埋深较深,施工困难,运行时处于高压水作用下,其受力状态复杂；地震动具有随机性和不确定性,隧洞在地震动作用下受力状态更为复杂；多孔隧洞间也可能存在着相互作用。学者们对隧洞群开挖施工时隧洞间相互作用进行了分析和研究,但对于地震动作用下,隧洞间相互作用的研究较少,因此对多孔隧洞在运行状态及地震动作用下的受力状态及隧洞间相互作用进行研究具有重要的工程意义。本文的研究内容可概述为以下几个方面：(1)静荷载作用下多孔隧洞的相互作用分析。基于西藏旁多引水隧洞的基本资料,利用有限元软件ABAQUS建立了旁多四孔隧洞的有限元模型,从隧洞间距、隧洞埋深、围岩等级等三个方面分析了多孔隧洞在内水压力作用下隧洞间的相互作用。(2)粘弹边界及地震动输入方法研究。基于粘弹边界的基本理论,完成了ABAQUS环境下粘弹边界的施加,对等效荷载法输入地震动进行了验证。(3)动力荷载作用下多孔隧洞的相互作用分析。基于ABAQUS软件建立了旁多四孔隧洞的有限元模型,采用粘弹性边界条件从隧洞间距、隧洞埋深、围岩等级等三个方面分析了多孔隧洞在地震动荷载作用下隧洞间的相互作用。(4)旁多引水隧洞动力反应分析。利用有限元软件ABAQUS建立了引水隧洞有限元模型,基于粘弹性边界条件及等效荷载法输入地震动方式对隧洞二维有限元模型进行了动力分析,并对隧洞主管及岔管环向截面进行了配筋计算；基于简单边界及在边界节点输入地震动加速度时程的方式对隧洞三维有限元模型进行了动力分析,并对隧洞主管及岔管轴向截面进行了配筋计算。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-16
  1.1 引言  8-9
  1.2 地下结构抗震方法综述  9-10
  1.3 地下结构动力分析方法介绍  10-11
  1.4 地下输水隧洞研究现状  11-12
  1.5 动力分析人工边界类型概述  12-14
  1.6 本文的主要研究内容  14-16
2 静荷载作用下多孔隧洞的相互作用分析  16-34
  2.1 岩体初始应力场分析方法概述  16
  2.2 岩体强度准则综述  16-18
  2.3 相互作用影响因素分析  18-33
    2.3.1 多孔隧洞有限元模型及基本参数  18-19
    2.3.2 隧洞间距影响分析  19-24
    2.3.3 隧洞埋深影响分析  24-28
    2.3.4 围岩等级影响分析  28-33
  2.4 本章小结  33-34
3 粘弹边界及地震动输入方法研究  34-43
  3.1 粘弹边界基本理论  34
  3.2 粘弹边界的施加  34
  3.3 基于粘弹性边界的地震动输入方法研究  34-42
    3.3.1 粘弹性边界地震动输入方法  34-35
    3.3.2 等效荷载法输入地震动  35-36
    3.3.3 等效荷载法输入地震动的精度验证  36-42
  3.4 本章小结  42-43
4 动力荷载作用下多孔隧洞的相互作用分析  43-61
  4.1 时程分析基本理论  43-44
  4.2 相互作用影响因素分析  44-60
    4.2.1 多孔隧洞有限元模型及基本参数  44-46
    4.2.2 隧洞间距影响分析  46-51
    4.2.3 隧洞埋深影响分析  51-55
    4.2.4 围岩等级影响分析  55-60
  4.3 本章小结  60-61
5 旁多引水隧洞动力反应分析  61-71
  5.1 旁多引水隧洞基本资料  61-62
    5.1.1 建筑物级别  61
    5.1.2 地质资料  61
    5.1.3 特征水位  61
    5.1.4 地震力  61-62
  5.2 二维动力反应分析  62-64
    5.2.1 有限元模型及参数  62
    5.2.2 动力分析结果及引水隧洞环向配筋  62-64
  5.3 三维动力反应分析  64-70
    5.3.1 旁多引水隧洞三维有限元模型  64-65
    5.3.2 多孔隧洞动力特性分析  65-69
    5.3.3 动力分析结果及引水隧洞轴向配筋  69-70
  5.4 本章小结  70-71
6 结论与展望  71-74
  6.1 结论  71-73
  6.2 研究工作展望  73-74
参考文献  74-76
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  76-77
致谢  77-78

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中图分类: > 工业技术 > 水利工程 > 水利枢纽、水工建筑物 > 取水、引水工程 > 输水建筑物 > 水工隧洞
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