跨地裂缝综合管廊地震响应规律及防治措施研究

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在综合管廊建设及使用的过程中,有很多的难题待解决,比如地裂缝的存在会使上下盘的土体存在垂直沉降差异,从而使管廊受力不均匀;另外,地震使得管廊及其内部的管道会受到损坏而影响其使用寿命。本文对跨地裂缝综合管廊的地震响应规律进行了研究,为地裂缝地区综合管廊的抗震研究提供了可靠的依据,进一步推动了此方面的研究发展进程。本文主要通过振动台实验以及模拟计算来进行研究,其中,通过实验研究了当地裂缝与综合管廊的交角分别为30°和60°时管廊的地震响应规律,通过ABAQUS软件模拟了当影响因素发生变化时,管廊各监测指标的响应差异,以及对抗震措施的验证。主要成果如下:(1)通过对比两组振动台实验结果可知:结构与地裂缝交角从30°变成60°时,加速度放大系数的最大值的位置仍在上盘,但加速度放大系数的变化范围增大,即加速度放大系数的最大值变大而最小值则变小;管廊与土体的接触压力随着交角变大而减小,而管廊底部的接触压力始终小于管廊侧墙上的接触压力;各应变值随着交角变大而减小,此外各应变值从上盘到下盘的变化规律相比交角为30°时较为一致。(2)运用ABAQUS软件,通过比较当地震波的种类、地震波的强度等级、管廊与地裂缝的交角等影响因素发生变化时各指标的响应差异可知:对管廊的地震响应规律影响最明显的是地震强度等级,当加速度峰值由0.1g变到0.3g时,应力峰值及水平加速度峰值增大幅度超过了100%;再次是管廊与地裂缝的交角,随着交角的增大,水平位移峰值及应力峰值呈减小趋势;影响程度最小的是地震波种类,施加EL波时各指标的地震响应最剧烈,其次是TAFT波,施加西安人工波时地震反应最小。(3)最后根据以上的成果提出了抗震措施,主要分为两大类:地裂缝作用较强时以及地裂缝作用较弱时。当地裂缝作用较强时的措施有:设置抗震缝、结构加强措施;地裂缝作用较弱时的措施有:设置减震层、地基处理,通过ABAQUS进行验证得知,设置抗震缝和进行地基处理这两种措施的抗震效果更明显。
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