隧道的两种减震措施研究(2)

爆破基础理论

第24卷 第2期 高 峰等. 隧道的两种减震措施研究 223· 1 引 言

与地面结构一样，隧道等地下结构也可以通过 一定的措施减轻地震灾害。目前，主要通过两种途径进行减震。第1种途径是通过改变隧道的性能来减轻隧道衬砌的内力。主要方法有：采用轻骨料混凝土减小衬砌质量；采用钢钎维混凝土增加衬砌的强度；采用聚合物混凝土或粘贴大阻尼材料增加衬砌的阻尼；采用管片式拼装衬砌、锚喷网支护或钢钎维混凝土、增加衬砌厚度或采用钢筋混凝土等措施调整衬砌的刚度。第2种途径是在隧道衬砌和地层之间设置减震层，使地层的变形难以传递到隧道上，从而使隧道的地震反应减小。主要方法有：在隧道衬砌和围岩之间设置减震器或减震材料、管片衬砌接头部位设置减震装置[1

，2]

等。

本文计算了不同地震动作用下不同的围岩材料对隧道地震反应的影响，并通过改变隧道衬砌一定范围内围岩材料的参数，计算了隧道的地震反应，由此看出通过改变围岩的力学指标可以减小隧道衬砌内力，从而达到减震的目的。

2 计算方法

2.1 Newmark隐式积分预估–修正算法

采用Newmark隐式积分预估–修正算法求解运动平衡方程[3

，4]

。有限元体系在t=t+Δt时刻的

运动平衡方程为

M u

t+Δt+P t+Δt=Ft+Δt (1) t+Δt+t+Δt (线性体系)P= Cut+Δt (2)

Cu eTe

t+Δt+∑Bt+Δtσt+ΔtdV (非线性)

e式中：为体系的总质量矩阵，为体系的总阻尼矩阵，为体系的总刚度矩阵，u t+Δt为体系的节点加速度向量，u t+Δt为体系的节点速度向量，ut+Δt为 体系的节点位移向量，T

t+Δt为外荷载向量，Bet+Δt

为单元应变矩阵，σe

t+Δt为单元应力向量。

Newmark方法采用下列假设为

u

t+Δt=u t+[(1 δ)u t+δu t+Δt]Δt (3) ut+Δt=ut+u

tΔt+[(0.5 γ)u t+γu t+Δt]Δt2

(4) 式中：δ，γ 为积分常数。

搜索“diyifanwen.net”或“第一范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，第一范文网，提供最新教学研究隧道的两种减震措施研究(2)全文阅读和word下载服务。