《隧道縱向地震反應的三維數值仿真及行波效應研究》是依託清華大學，由李鵬擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：隧道縱向地震反應的三維數值仿真及行波效應研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：李鵬
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
目前，針對地下隧道橫斷面的地震反應分析及簡化設計方法已發展得較為完善，但對於非一致地震作用下隧道縱向的地震反應研究仍較少，有關理論和方法尚不完善，因而在抗震評估中難以有效判斷隧道縱向行波效應對地下結構安全性的影響。針對上述問題，本課題計畫通過梳理成層地基非一致地震反應的一維化時域算法和波動輸入理論，完善非一致地震反應場地的三維數值模擬技術，據此建立地基-地下隧道系統縱向動力反應數值模型。在此基礎上，分別針對由基岩向成層土地基斜入射的P波、SV波、SH波，以及地表附近形成的Rayleigh波條件下隧道縱向地震反應特性進行系統的數值分析，綜合討論產生隧道縱向最不利地震反應的影響因素，對已有隧道結構抗震簡化設計方法提出改進建議。結合具體沉管隧道結構進行縱向地震反應非線性精細化數值模擬，研究沉管隧道結構的整體地震反應機理，對其抗震性能做出評價，並對類似沉管隧道工程提供參考。
結題摘要
非一致地震作用下隧道縱向地震反應研究是進行隧道縱向行波效應對地下結構安全性影響的抗震評估的重要內容。針對上述問題，本課題系統梳理了隧道縱向非一致地震反應的數值計算方法。通過梳理了成層地基非一致地震反應的一維化時域算法和波動輸入理論，完善非一致地震反應場地的三維數值模擬技術，據此建立地基-地下隧道系統縱向動力反應數值模型。通過數值算例驗算了該方法的有效性。本項目同時考慮到飽和地基土兩相介質的特點基於u-U方程研發了用於動力問題的粘彈性傳輸邊界。運用上述方法分別針對由基岩向成層土地基斜入射的P波、SV波、SH波條件下隧道縱向地震反應特性進行系統的數值分析，綜合討論產生隧道縱向最不利地震反應的影響因素。本課題成果對進一步開展隧道縱向地震反應非線性精細化數值模擬，研究沉管隧道結構的整體地震反應機理等工程問題具有重要的參考意義。
