Расчет тоннелей на сейсмические воздействия

• Автор: Май Дык Минь
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 124 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ЕЛАВА 1 ПОВРЕЖДЕНИЯ ТОННЕЛЕЙ ПРИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯХ
1.1 Общие замечания
1.2 Сейсмические волны
1.3 Анализ повреждений подземных сооружений при землетрясениях
1.4 Существующие методы оценки воздействия землетрясений на тоннели .„
1.5 Сейсмические условия во Вьетнаме и нормы проектирования сооружений на сейсмостойкость
ЕЛАВА 2 МЕТРОСТРОЕНИЕ В ХАНОЕ В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ. ИНЖЕНЕРНО-ЕЕОЛОЕИЧЕСКИЕ И СЕЙСМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
2.1 Введение
2.2 План городской транспортной системы в Ханое
2.3 Предполагаемые формы поперечных сечений тоннелей, которые будут использоваться при строительстве метро в Ханое
2.4 Инженерно-геологические условия и сейсмические условия в Ханое.
2.5 Выводы по главе
ЕЛАВА 3 АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО
СОСТОЯНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ СЕЧЕНИЙ ОБДЕЛОК ТОННЕЛЕЙ ПРИ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
3.1 Введение
3.2 Параметры, характеризующие движения грунта при землетрясениях..
3.3 Оценка поперечных деформаций тоннельных обделок при сейсмических воздействиях без учёта влияния тоннельной обделки на окружающий массив грунта
3.4 Расчёт поперечных деформаций тоннельных обделок с учётом взаимодействия с грунтом, когда деформации тоннельной обделки отличаются от деформаций свободного поля
3.5 Выводы по главе
ГЛАВА 4 АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО
СОСТОЯНИЯ ОБДЕЛОК ТОННЕЛЕЙ ПРИ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ НАПРАВЛЕННЫХ ВДОЛЬ ОСИ ТОННЕЛЕЙ
4.1 Введение
4.2 Метод, основанный на совпадении деформаций тоннеля с деформациями «свободного поля»
4.3 Метод расчёта балок на упругом основании с использованием интегрального преобразования Фурье и обобщенных функций
4.4 Метод расчёта, учитывающий разницу деформаций на контакте тоннельной обделки и массива грунта
4.5 Метод расчёта, учитывающий эффекты взаимодействия тоннеля с грунтом, характеризующимся двумя коэффициентами постели
4.6 Пример расчета тоннельных обделок на сейсмические воздействия, характерные для условий Ханоя
4.7 Расчёт сборных тоннельных обделок на сейсмические воздействия.
4.8 Выводы по главе
ГЛАВА 5 РАСЧЕТ ТОННЕЛЕЙ, ПЕРЕСЕКАЮЩИХ ЗОНЫ АКТИВНЫХ РАЗЛОМОВ
5.1 Введение
5.2 Расчёт конструкций тоннеля при подвижке в зоне разлома, перпендикулярного его оси
5.3 Способ, уменьшающий воздействия относительных перемещений основания на обделки тоннелей, пересекающих зоны активных разломов
5.4 Расчёт тоннеля при воздействии разлома, направленного вдоль его оси.
5.5 Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Землетрясения - это стихийные бедствия, которым подвержены многие районы земного шара [16]. Последствиями таких грозных как землетрясения стихийных бедствий являются разрушения зданий, плотин, мостов, подземных сооружений, часто сопровождающиеся пожарами. Во многих случаях разрушения приводят к большим человеческим жертвам. Поэтому при строительстве в районах с повышенной сейсмической активностью необходимо создавать сейсмостойкие сооружения.
Следует отметить, что изучать землетрясения нелегко, в связи с тем, что происходят они внезапно и продолжаются небольшой промежуток времени.
Анализ повреждений конструкций, вызванных землетрясениями, являются важной задачей современной науки, так как позволяет критически подойти к проектированию новых сооружений.
Подземные сооружения являются неотъемлемой частью инфраструктуры современных городов и используются в качестве транспортных сетей, подземных стоянок, хранилищ и т.п. Сооружения, построенные в районах, с повышенной сейсмической активностью должны выдерживать и сейсмические нагрузки.
В диссертации приводится краткая информация о разрушениях тоннелей, вызванных землетрясениями, описываются современные методы расчёта тоннелей на сейсмостойкость. Описываются инженерные подходы, используемые для количественной оценки сейсмического воздействия на подземные сооружения.
Актуальность проблемы. Подземные сооружения в меньшей мере подвержены разрушениям, по сравнению с наземными. Однако сильные землетрясения, произошедшие в последние годы, повредили, а иногда и разрушили и подземные сооружения. Вьетнам расположен в районе с повышенной сейсмической активностью. На территории страны в период с 1948 года произошло 26 разрушительных землетрясений, которые привели к тяжелым экономическим и социальным последствиям. В связи с этим во Вьетнаме вопросам сейсмостойкости сооружений уделяется большое внимание. В 1997 года

где К- - пиковая скорость движения частиц грунта, м/с;
С5е - эффективная скорость распространения волн сдвига, м/с.
Эффективные скорости вертикально распространяющихся волн сдвига С5е, соответствуют уровням деформаций сдвига, которые могут возникнуть в грунте на уровне заложения тоннеля при воздействии проектного землетрясения. Значение С5е может быть получено путем соответствующего уменьшения скорости волн сдвига С5, измеренных при деформациях. Для учета зависимости скорости волн сдвига от уровня деформаций используется результаты замеров распространения поперечных и продольных волн.
Для скальных пород отношение С& / С5 можно принять равным 1,0. Для жестких и очень жестких пород отношение С& / С8 может варьироваться от 0,6 до 0,9. Кроме того, должен быть определён специальный спектр максимальных реакций для строительной площадки с учётом полученного значения С3е. Для тоннелей, расположенных в мягких грунтах так же должен быть определён специальный спектр максимальных реакций для строительной площадки с учётом значения С8е.
3.3.3 Исходные данные для расчета тоннеля для условий Ханоя
Аналитические решения можно получить только для однородных сред, поэтому слоистые среды заменяются эквивалентными однородными. Средняя скорость волны сдвига в слоистой среде определяется по формуле, учитывающей общее время распространения сдвиговой волны в каждом слое [72]:
(3.2)
где: <7 - общая мощность слоев грунта;
Я, - мощность итого слоя;
С& - скорость волны сдвига итого слоя; п - общее число слоев грунта.