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衬砌厚度对隧道抗震简化解析方法精度的影响
被引量：
5
1
作者
赵密
邵伟昂
+2 位作者
黄景琦
杜修力
王媛
《地震工程与工程振动》
CSCD
北大核心
2020年第6期47-60,共14页
简化解析方法因在隧道初步设计中可快速估算隧道结构的地震内力及变形而得到广泛应用,因此对简化解析方法的使用条件及精度进行评价具有重要的工程意义。本文以拟静力有限元方法的数值模拟结果为标准,对Wang、Park和Bobet等3种经典简化...
简化解析方法因在隧道初步设计中可快速估算隧道结构的地震内力及变形而得到广泛应用,因此对简化解析方法的使用条件及精度进行评价具有重要的工程意义。本文以拟静力有限元方法的数值模拟结果为标准,对Wang、Park和Bobet等3种经典简化解析方法在隧道不同衬砌厚度条件下的内力预测精度进行了对比验证,并探讨了简化解析方法的误差来源。结果表明:(1)在同一场地条件下,衬砌厚度越大,简化解析方法的内力预测误差越大;(2)经典简化解析方法基于梁模型或壳理论对沿衬砌厚度方向的环向应力进行求解,以及未考虑静水压力作用下产生的弯矩是简化解析方法产生误差的两个重要原因。
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关键词
圆形隧道
抗震设计
简化解析方法
拟
静力
有限元
数值验证
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职称材料
循环荷载作用下软土中吸力锚承载力拟静力有限元分析
被引量：
4
2
作者
王建华
李书兆
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第8期1403-1412,共10页
建议了一种利用软土不排水循环强度,评价静荷载与循环荷载共同作用下软土中吸力锚承载力的拟静力弹塑性有限元方法。该方法首先依据软土的不排水静强度,通过弹塑性有限元计算,确定平均系泊荷载作用下土体单元的八面体平均剪应力,再据此...
建议了一种利用软土不排水循环强度,评价静荷载与循环荷载共同作用下软土中吸力锚承载力的拟静力弹塑性有限元方法。该方法首先依据软土的不排水静强度,通过弹塑性有限元计算,确定平均系泊荷载作用下土体单元的八面体平均剪应力,再据此确定与一定循环破坏次数对应的土单元循环强度;然后,按土单元循环强度再次通过弹塑性有限元计算,确定锚系泊点沿系泊方向的荷载位移曲线;最终由荷载位移曲线、按位移破坏标准确定锚的循环承载力。这一方法的特点是考虑了平均系泊荷载对软土循环强度、进而对静荷载与循环荷载共同作用下锚承载力的影响。为说明这一方法的可行性,进行了不同锚径、不同长径比、不同平均荷载、不同摩擦系数、不同加载方向、不同破坏模式条件下的软土中吸力锚循环承载力模型试验。利用拟静力有限元方法对模型试验结果进行了预测,预测结果比试验结果偏小,平均偏小不超过10%。模型试验结果还表明,软土中锚的归一化循环承载力随循环破坏次数的变化只取决于归一化平均荷载,可以忽略加载方向、锚的直径、锚外壁摩擦系数对归一化循环承载力变化关系的影响。若归一化平均荷载为0.5,当循环破坏次数为1000时,对于竖向破坏的锚,循环承载力大约为静承载力的75%;对于水平破坏的锚,循环承载力大约为静承载力的80%,这与已有的离心模型试验结果基本一致。
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关键词
吸力锚
承载力
拟
静力
有限元
法
模型试验
循环承载力
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职称材料
通过活断层区地铁隧道损伤分析
被引量：
3
3
作者
赵颖
赵亚哥白
+1 位作者
郭恩栋
林晓东
《建筑科学与工程学报》
CAS
北大核心
2015年第6期82-91,共10页
为了深入研究通过活断层区地铁隧道的损伤破坏机理,发现其抗震薄弱部位,采用理论分析、数值模拟和统计回归等方法对逆断层位错作用下隧道衬砌结构的损伤发展变化情况进行了分析,并对减轻隧道震害的影响因素进行了研究。结果表明:建立的...
为了深入研究通过活断层区地铁隧道的损伤破坏机理,发现其抗震薄弱部位,采用理论分析、数值模拟和统计回归等方法对逆断层位错作用下隧道衬砌结构的损伤发展变化情况进行了分析,并对减轻隧道震害的影响因素进行了研究。结果表明:建立的地基土-隧道体系整体有限元模型能够很好地模拟逆断层的错动效果;在逆断层位错作用下,衬砌结构的拱顶部位损伤最为严重,结构的损伤程度随着位错量的增加而增大,损伤区域主要集中在活断层附近;在相同逆断层位错作用下,随着覆盖土层厚度的增加,衬砌结构的破坏程度有所减轻;给出的适用于北京地区的衬砌结构抗震薄弱部位估计公式为通过活断层区地铁隧道的抗震设计提供了参考依据;适当增加衬砌厚度可以减轻隧道结构的震害,埋置于较软土质中的隧道结构能够更好地抵抗逆断层位错作用。
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关键词
隧道工程
地铁隧道
活断层
拟
静力
有限元
法
损伤分析
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职称材料
饱和软黏土循环累积变形简化计算方法研究
被引量：
8
4
作者
贺林林
王元战
《水利学报》
EI
CSCD
北大核心
2015年第S1期183-187,共5页
本文依据循环荷载作用下软黏土循环累积变形随循环荷载作用次数的变化趋势与静力荷载作用下土体蠕变随时间的变化趋势相类似这一特点,将循环荷载作用次数看作时间度量单位,依据蠕变理论,建立了一种计算饱和软黏土循环累积变形的拟静力...
本文依据循环荷载作用下软黏土循环累积变形随循环荷载作用次数的变化趋势与静力荷载作用下土体蠕变随时间的变化趋势相类似这一特点,将循环荷载作用次数看作时间度量单位,依据蠕变理论,建立了一种计算饱和软黏土循环累积变形的拟静力弹塑性有限元简化计算方法。该方法的基本思路是:首先,针对已有室内三轴试验得到的土单元循环累积应变随循环次数的变化关系,采用幂函数形式对其进行拟合,并利用线性插值方法确定任意应力状态下土单元的循环累积应变势;进而,借助ABAQUS有限元软件的接口程序建立了饱和软黏土循环累积变形的简化计算模型;最后,通过有限元计算求得某一循环次数下土单元的循环累积应变。采用该方法对三轴试验结果进行预测,并与试验结果进行比较,结果显示二者基本重合,验证了该简化计算方法的可行性。进一步,将这一方法应用到某一桩基工程实例中,分析了桩基结构的循环累积变形,分析结果显示,在循环荷载水平较低的情况下,随着循环荷载作用次数的增加,结构变形值趋于稳定。在循环荷载水平较大的情况下,随着循环荷载作用次数的增加,结构循环累积变形加速增长,使结构趋于破坏。
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关键词
饱和软黏土
循环累积变形
拟
静力
弹塑性
有限元
方法
蠕变理论
简化计算方法
原文传递
题名
衬砌厚度对隧道抗震简化解析方法精度的影响
被引量：
5
1
作者
赵密
邵伟昂
黄景琦
杜修力
王媛
机构
北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室
北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室
出处
《地震工程与工程振动》
CSCD
北大核心
2020年第6期47-60,共14页
基金
国家自然科学基金项目(51608015)
北京市自然科学基金项目(JQ19029)
中央高校基本科研业务费专项资金项目(FRF-TP-17-074A1)。
文摘
简化解析方法因在隧道初步设计中可快速估算隧道结构的地震内力及变形而得到广泛应用,因此对简化解析方法的使用条件及精度进行评价具有重要的工程意义。本文以拟静力有限元方法的数值模拟结果为标准,对Wang、Park和Bobet等3种经典简化解析方法在隧道不同衬砌厚度条件下的内力预测精度进行了对比验证,并探讨了简化解析方法的误差来源。结果表明:(1)在同一场地条件下,衬砌厚度越大,简化解析方法的内力预测误差越大;(2)经典简化解析方法基于梁模型或壳理论对沿衬砌厚度方向的环向应力进行求解,以及未考虑静水压力作用下产生的弯矩是简化解析方法产生误差的两个重要原因。
关键词
圆形隧道
抗震设计
简化解析方法
拟
静力
有限元
数值验证
Keywords
circular tunnels
seismic design
simplified analytical solutions
quasi-static finite element method
numerical validation
分类号
TU452 [建筑科学—岩土工程]
下载PDF
职称材料
题名
循环荷载作用下软土中吸力锚承载力拟静力有限元分析
被引量：
4
2
作者
王建华
李书兆
机构
天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室
天津大学岩土工程研究所
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第8期1403-1412,共10页
基金
国家自然科学基金项目(51179120)
文摘
建议了一种利用软土不排水循环强度,评价静荷载与循环荷载共同作用下软土中吸力锚承载力的拟静力弹塑性有限元方法。该方法首先依据软土的不排水静强度,通过弹塑性有限元计算,确定平均系泊荷载作用下土体单元的八面体平均剪应力,再据此确定与一定循环破坏次数对应的土单元循环强度;然后,按土单元循环强度再次通过弹塑性有限元计算,确定锚系泊点沿系泊方向的荷载位移曲线;最终由荷载位移曲线、按位移破坏标准确定锚的循环承载力。这一方法的特点是考虑了平均系泊荷载对软土循环强度、进而对静荷载与循环荷载共同作用下锚承载力的影响。为说明这一方法的可行性,进行了不同锚径、不同长径比、不同平均荷载、不同摩擦系数、不同加载方向、不同破坏模式条件下的软土中吸力锚循环承载力模型试验。利用拟静力有限元方法对模型试验结果进行了预测,预测结果比试验结果偏小,平均偏小不超过10%。模型试验结果还表明,软土中锚的归一化循环承载力随循环破坏次数的变化只取决于归一化平均荷载,可以忽略加载方向、锚的直径、锚外壁摩擦系数对归一化循环承载力变化关系的影响。若归一化平均荷载为0.5,当循环破坏次数为1000时,对于竖向破坏的锚,循环承载力大约为静承载力的75%;对于水平破坏的锚,循环承载力大约为静承载力的80%,这与已有的离心模型试验结果基本一致。
关键词
吸力锚
承载力
拟
静力
有限元
法
模型试验
循环承载力
Keywords
suction anchor
bearing capacity
pseudo-static element method
model tests
cyclic bearing capacity
分类号
TU411 [建筑科学—岩土工程]
下载PDF
职称材料
题名
通过活断层区地铁隧道损伤分析
被引量：
3
3
作者
赵颖
赵亚哥白
郭恩栋
林晓东
机构
东北林业大学土木工程学院
中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室
哈尔滨学院工学院
出处
《建筑科学与工程学报》
CAS
北大核心
2015年第6期82-91,共10页
基金
中央高校基本科研业务费专项资金项目(DL13BB20)
"十二五"国家科技支撑计划项目(2012BAK15B02-01)
黑龙江省自然科学基金项目(E201401)
文摘
为了深入研究通过活断层区地铁隧道的损伤破坏机理,发现其抗震薄弱部位,采用理论分析、数值模拟和统计回归等方法对逆断层位错作用下隧道衬砌结构的损伤发展变化情况进行了分析,并对减轻隧道震害的影响因素进行了研究。结果表明:建立的地基土-隧道体系整体有限元模型能够很好地模拟逆断层的错动效果;在逆断层位错作用下,衬砌结构的拱顶部位损伤最为严重,结构的损伤程度随着位错量的增加而增大,损伤区域主要集中在活断层附近;在相同逆断层位错作用下,随着覆盖土层厚度的增加,衬砌结构的破坏程度有所减轻;给出的适用于北京地区的衬砌结构抗震薄弱部位估计公式为通过活断层区地铁隧道的抗震设计提供了参考依据;适当增加衬砌厚度可以减轻隧道结构的震害,埋置于较软土质中的隧道结构能够更好地抵抗逆断层位错作用。
关键词
隧道工程
地铁隧道
活断层
拟
静力
有限元
法
损伤分析
Keywords
tunnel engineering
metro tunnel
active fault
pseudo-static finite element method damage analysis
分类号
U451 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
下载PDF
职称材料
题名
饱和软黏土循环累积变形简化计算方法研究
被引量：
8
4
作者
贺林林
王元战
机构
重庆交通大学河海学院
天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津市港口与海岸工程重点实验室
出处
《水利学报》
EI
CSCD
北大核心
2015年第S1期183-187,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(51279128)
文摘
本文依据循环荷载作用下软黏土循环累积变形随循环荷载作用次数的变化趋势与静力荷载作用下土体蠕变随时间的变化趋势相类似这一特点,将循环荷载作用次数看作时间度量单位,依据蠕变理论,建立了一种计算饱和软黏土循环累积变形的拟静力弹塑性有限元简化计算方法。该方法的基本思路是:首先,针对已有室内三轴试验得到的土单元循环累积应变随循环次数的变化关系,采用幂函数形式对其进行拟合,并利用线性插值方法确定任意应力状态下土单元的循环累积应变势;进而,借助ABAQUS有限元软件的接口程序建立了饱和软黏土循环累积变形的简化计算模型;最后,通过有限元计算求得某一循环次数下土单元的循环累积应变。采用该方法对三轴试验结果进行预测,并与试验结果进行比较,结果显示二者基本重合,验证了该简化计算方法的可行性。进一步,将这一方法应用到某一桩基工程实例中,分析了桩基结构的循环累积变形,分析结果显示,在循环荷载水平较低的情况下,随着循环荷载作用次数的增加,结构变形值趋于稳定。在循环荷载水平较大的情况下,随着循环荷载作用次数的增加,结构循环累积变形加速增长,使结构趋于破坏。
关键词
饱和软黏土
循环累积变形
拟
静力
弹塑性
有限元
方法
蠕变理论
简化计算方法
Keywords
saturated soft clay
cyclic cumulative deformation
pseudo-static elastic-plastic finite element method
creep theory
simplified calculation method
分类号
TU442 [建筑科学—岩土工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
衬砌厚度对隧道抗震简化解析方法精度的影响
赵密
邵伟昂
黄景琦
杜修力
王媛
《地震工程与工程振动》
CSCD
北大核心
2020
5
下载PDF
职称材料
2
循环荷载作用下软土中吸力锚承载力拟静力有限元分析
王建华
李书兆
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013
4
下载PDF
职称材料
3
通过活断层区地铁隧道损伤分析
赵颖
赵亚哥白
郭恩栋
林晓东
《建筑科学与工程学报》
CAS
北大核心
2015
3
下载PDF
职称材料
4
饱和软黏土循环累积变形简化计算方法研究
贺林林
王元战
《水利学报》
EI
CSCD
北大核心
2015
8
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