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P波作用下饱和土中深埋圆形复合式衬砌隧道动应力响应研究
摘要
基于地震波荷载条件下的深埋隧道土体动应力响应研究，本文以P波作用下饱和土中的深埋圆形复合式衬砌隧道为研究对象，采用数值模拟的方法对其动应力响应进行分析和探究。
首先，本文分析了隧道结构特点、地下水分布以及地震波载荷的作用条件。其次，通过建立二维有限元模型，采用ABAQUS软件进行数值分析，分析了隧道深度、衬砌厚度、围岩弹性模量等参数对土体动应力响应的影响。最后，通过分析得出了隧道周边土体的竖向应变云图、水平位移云图以及应力分布云图，并对结果进行了合理的解释和比较。
结果表明，当隧道深度逐渐增大时，土体的动应力响应呈现线性增长趋势；随着衬砌厚度的增加，土体的应力集中程度逐渐降低；围岩弹性模量的变化对土体的动应力响应也产生了较为明显的影响。
通过本文的研究，可以为类似的隧道工程提供参考和指导，也为土工领域中隧道土体动力学研究提供了一定的理论支持。
关键词：土体动应力响应，P波，饱和土，隧道结构特点，围岩弹性模量
Abstract
Basedontheresearchondynamicstressresponseofdeepburiedtunnelsoilunderseismicwaveloadconditions,thispapertakesthedeepburiedcircularcompositeliningtunnelwithsaturatedsoilunderP-waveastheresearchobject,andadoptsnumericalsimulationmethodtoanalyzeandexploreitsdynamicstressresponse.
Firstly,thispaperanalyzesthestructuralcharacteristicsofthetunnel,thedistributionofgroundwaterandtheconditionsoftheseismicwaveload.Secondly,byestablishingatwo-dimensionalfiniteelementmodelandusingABAQUSsoftwarefornumericalanalysis,thepaperanalyzestheinfluencesoftunneldepth,liningthicknessandelasticmodulusofsurroundingrockonthedynamicstressresponseofsoil.Finally,byanalyzingtheverticalstraincloudmap,horizontaldisplacementcloudmapandstressdistributioncloudmapofthesurroundingsoilofthetunnel,theresultsarereasonablyexplainedandcompared.
Theresultsshowthatasthedepthofthetunnelgraduallyincreases,thedynamicstressresponseofsoilshowsalinearincreasingtrend;withtheincreaseofliningthickness,thestressconcentrationdegreeofsoilgraduallydecreases;thevariationofelasticmodulusofsurroundingrockalsohasasignificantimpactonthedynamicstressresponseofsoil.
Theresearchinthispapercanprovidereferenceandguidanceforsimilartunnelengineering,andalsoprovidesometheoreticalsupportfortheresearchoftunnelsoildynamicsinthefieldofgeotechnicalengineering.
Keywords:Dynamicstressresponseofsoil,P-wave,saturatedsoil,structuralcharacteristicsoftunnel,elasticmodulusofsurroundingrock.
1.引言
地下隧道是城市现代化建设的重要组成部分，而隧道工程设计和建设过程中常面临土体的固结沉降、隧道结构的破坏、地层断层的影响等诸多问题，而地震则更是对隧道工程造成严重威胁的环境因素之一。因此，如何正确预测和研究隧道所受地震波荷载下土体