【博士】懸浮隧道動力響應分析【2008】

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內(nèi)容簡介

　　學科專業(yè)：防災減災工程及防護工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：大連理工大學　　學位年度： 2008年　　懸浮隧道概念的問世時間雖然短暫，然而由于它在跨越深水域時的明顯優(yōu)勢，懸浮隧道現(xiàn)已得到世人的廣泛關注。懸浮隧道一般由懸浮在水中的管體組成，由浮力保持在適當?shù)奈恢蒙?，通過合理的錨固系統(tǒng)如錨索或張力腿錨固在海床上。因此，相對傳統(tǒng)隧道而言，懸浮隧道在環(huán)境荷載作用下更容易產(chǎn)生振動?！　腋∷淼赖恼駝涌梢苑譃檎w振動和局部振動。整體振動是指只考慮管體的振動，不考慮錨索的橫向振動；局部振動是指單根錨索的振動。本文從懸浮隧道的整體振動和錨索的局部振動兩個方面出發(fā)，考慮到中國地震的多發(fā)性和錨索振動的關鍵性，對地震作用下懸浮隧道體系的整體動力響應以及參數(shù)激勵與強迫激勵作用下錨索的振動特性進行了研究分析，并對錨索的被動控制進行了初探。主要內(nèi)容如下：　　(1)介紹了懸浮隧道的概念、特點、發(fā)展歷程及結(jié)構(gòu)分析進展。無論怎樣的現(xiàn)場條件、施工方法和設計方案，必須解決結(jié)構(gòu)建模和分析方法問題。因此，本文從隧道管體結(jié)構(gòu)、隧道錨固體系、作用荷載、模型試驗等方面綜述了國內(nèi)外對懸浮隧道結(jié)構(gòu)分析方面的研究進展，提出了其發(fā)展方向和應專門研究的關鍵技術問題，以供我國進一步開展有關研究和制定相關標準和規(guī)范時參考?！　?2)懸浮隧道尚未有實際結(jié)構(gòu)物，模型試驗不失為研究其受力特性和動力響應的重要手段。為模擬懸浮隧道一水體相互作用的真實情況，利用大連理工大學海岸和近海工程國家重點實驗室的大型水下振動臺，首次進行了懸浮隧道地震響應的模型試驗。根據(jù)模型試驗的試驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，分析了懸浮隧道地震時的反應特點，以及懸浮隧道動力反應的影響因素?！　?3)在勢流理論的基礎上，對懸浮隧道進行了地震響應數(shù)值分析。為確保數(shù)值模型的正確性，首先建立了貼近懸浮隧道地震響應模型試驗的數(shù)值模型，將計算結(jié)果與試驗結(jié)果進行了對比；然后在驗證數(shù)值模型正確的基礎上，參考國內(nèi)外擬建懸浮隧道的設計參數(shù)，建立了懸浮隧道的數(shù)值模型，對懸浮隧道進行了模態(tài)分析和地震響應影響因素敏感性分析?！　?4)為研究參數(shù)激勵作用下錨索的動力響應，提出了懸浮隧道錨索一管體耦合非線性參數(shù)振動模型，建立了錨索～管體的耦合振動方程，通過伽遼金法和龍格一庫塔法分析了懸浮隧道錨索在參數(shù)激勵作用下出現(xiàn)大幅振動的可能性。鑒于錨索垂度效應的重要性，分別采用兩種不同的方式來考慮垂度一求解方便、規(guī)律性強的等效彈性模量法和體現(xiàn)錨索垂度效應的拋物線法?！　?

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