EPS颗粒-黄土混合土减震层对黄土地区隧道衬砌结构的减震作用.pdf

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1、第３４卷第３期建筑科学与工程学报Vol．３４No．３２０１７年５月JournalofArchitectureandCivilEngineeringMay２０１７文章编号：１６７３‐２０４９（２０１７）０３‐０１０３‐０９EPS颗粒‐黄土混合土减震层对黄土地区隧道衬砌结构的减震作用１，２１１１１胡志平，魏雪妮，张鹏，王瑞，夏香波（１．长安大学建筑工程学院，陕西西安７１００６１；２．长安大学地下结构与工程研究所，陕西西安７１００６１）摘要：为了分析聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）颗粒‐黄土混合土减震层在不同条件下对隧道衬砌结构减震效果的影响，采用通用有限元软件ANSYS

2、建立了在隧道支护体系内设置减震层的数值模型，分析了EPS颗粒掺入比、减震层厚度及地震动强度对隧道衬砌结构动力响应规律的影响。结果表明：设置减震层可以减小传递至隧道衬砌结构的地震能量，从而使得隧道衬砌结构各关键点正应力、剪应力、最大主应力、位移及加速度峰值均有所减小，且一定范围内随着EPS颗粒掺入比的增大，减震效果逐渐明显；减震层的厚度控制在３０～５０cm区间内时减震效果最佳；减震层在强震作用下的减震效果更好，该混合土减震层更适合高烈度地震区的抗减震；所得结论可为今后在土体环境尤其是黄土地区开挖的隧道衬砌结构抗减震工程建设提供一定参考。关键词：EPS颗粒‐黄土混

3、合土；隧道衬砌结构；减震层；有限元分析；减震效果中图分类号：TU３１１文献标志码：ADampingEffectofShockAbsorptionLayerofEPSBead‐loessMixturetoTunnelLiningStructureinLoessArea１，２１１１１HUZhi‐ping，WEIXue‐ni，ZHANGPeng，WANGRui，XIAXiang‐bo（１．SchoolofCivilEngineering，Chang摧anUniversity，Xi摧an７１００６１，Shaanxi，China；２．InstituteofUndergr

4、oundStructureandEngineering，Chang摧anUniversity，Xi摧an７１００６１，Shaanxi，China）Abstract：Inordertostudythedampingeffectsofshockabsorptionlayerofexpandedpolystyrenesphere（EPS）bead‐loessmixturetotunnelliningstructureunderdifferentconditions，thenumericalmodelofdampinglayerinthetunnelsupportsy

5、stemwasestablishedusingfiniteelementsoftwareANSYS．TheinfluencesofmixingratioofEPSbeads，dampinglayerthicknessandseismicintensityonthedynamicresponsesoftunnelliningstructurewereanalyzed．Theresultsshowthattheseismicenergytransferredtotunnelliningstructurecanbereducedbysettingthedamping

6、layer，andthenormalstress，shearstress，maximumprincipalstress，displacementandaccelerationpeakvalueofthekeypointsoftunnelliningstructurearereduced．ThedampingeffectwillbemoreandmoreobviouswiththeincreaseoftheEPSbeadcontentwithinacertainrange．Whenthethicknessofdampinglayeriscontrolledint

7、herangeof３０‐５０cm，thedampingeffectisthebest．Thedampingeffectofdampinglayerisbetterundertheactionofstrongearthquake，andthemixedsoildampinglayerismoresuitableforseismicresistanceofhighintensityseismiczone．Theresearchconclusioncanprovidereferenceforthelater收稿日期：２０１６‐１２‐０１基金项目：陕西省自然科学基础研

8、究计划项目（２０１６JM４１０３）；中