沉管隧道地震响应简化计算研究

发布时间：2022-10-09 16:28

　　随着我国经济正在突飞猛进的发展,在这个过程中也伴随着现代交通建设的发展,许多大型沉管隧道工程已经建成或正在建设规划中,如琼州跨海工程、港珠澳沉管隧道等。在修建这些工程的地区,必定会存在一些高烈度地震区,则对其抗震性能的研究必须受到重视。目前,在沉管隧道结构抗震研究中,计算时采用三维实体模型可以较为接近实际情况,但采用该模型需要使用有限元软件实现,人工建模工作量较大,而且其计算过程以及结果数据处理均较为复杂。快速简便地建立大型沉管隧道模型以及有针对性高效地提取和处理大量结果数据是十分有必要的。本文依托某大型水下沉管隧道工程,结合沉管隧道抗震相关理论,基于ABAQUS有限元软件内嵌的Python脚本语言和前处理接口进行了ABAQUS二次开发,参数化建立了沉管隧道整体有限元模型,并考虑了动水压力的影响,研究了地震动非一致激励、不同地震输入方向对沉管隧道结构动力反应的影响。本文主要工作为:（1）归纳、总结沉管隧道抗震计算常见的分析模型和分析方法,对不同分析模型和分析方法优缺点、适用条件进行对比。（2）对ABAQUS有限元软件前后处理进行二次开发,根据某沉管隧道实际情况,首先使用Matlab对A... 

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 沉管隧道及其发展现状
        1.1.1 沉管隧道简介
        1.1.2 沉管隧道发展现状
        1.1.3 沉管隧道发展趋势
    1.2 隧道地震灾害及其作用机理
        1.2.1 隧道地震灾害简述及实例
        1.2.2 隧道震害机理分析
        1.2.3 沉管隧道抗震的必要性
    1.3 本文主要的研究内容
        1.3.1 本文的研究意义
        1.3.2 本文主要研究内容
第二章 沉管隧道抗震相关理论
    2.1 引言
    2.2 沉管隧道分析方法
        2.2.1 拟静力法
        2.2.2 反应位移法
        2.2.3 动力时程法
        2.2.4 弹簧-质点系法
        2.2.5 沉管隧道分析方法适用条件
    2.3 沉管隧道分析模型
        2.3.1 等效刚度模型
        2.3.2 梁-弹簧模型
        2.3.3 分析模型特点对比
    2.4 本章小结
第三章 ABAQUS二次开发建模基本原理
    3.1 引言
    3.2 基于Matlab的沉管隧道有限元模型的建立
        3.2.1 ABAQUS二次开发原理与方法
        3.2.2 节点的建立
        3.2.3 梁单元的建立
        3.2.4 接头单元的建立
        3.2.5 地基弹簧单元的建立
        3.2.6 应用举例
    3.3 基于Python的ABAQUS后处理二次开发
        3.3.1 ABAQUS与Python
        3.3.2 ABAQUS数据结构
        3.3.3 数据提取Python程序设计
        3.3.4 应用举例
    3.4 本章小结
第四章 基于梁-弹簧模型的沉管隧道地震响应分析
    4.1 引言
    4.2 工程概况
        4.2.1 沉管隧道概况
        4.2.2 工程地质条件
        4.2.3 抗震设防类别
        4.2.4 其他作用
    4.3 模型基本计算参数
        4.3.1 隧道整体模型
        4.3.2 接头弹簧参数
        4.3.3 地基弹簧参数
        4.3.4 人工岛、陆域回填的处理
        4.3.5 动水压力的简化
        4.3.6 地震波输入
    4.4 土体三维有限元分析
        4.4.1 土体模型建立
        4.4.2 土体计算参数
        4.4.3 土体位移时程
    4.5 梁-弹簧模型地震响应分析
        4.5.1 动水压力对隧道地震响应的影响分析
        4.5.2 地震动非一致性对隧道地震响应的影响分析
        4.5.3 不同地震输入方向对隧道地震响应影响分析
    4.6 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 不足与展望
参考文献



本文编号：3688972