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近年来随着我国基础设施建设的快速发展,隧道等地下结构大量兴建。由于我国处于地震多发地带,如何保证隧道在地震力作用下能够正常使用显得至关重要。本文针对Ⅳ1级围岩下公路隧道,运用有限差分法,在时域范围内研究其抗震性。本文首先介绍国内外隧道震害实例以及隧道抗震的研究现状,阐述了地下结构动力分析的理论基础,利用数值模拟的方法,探讨公路隧道结构的地震动力反应,通过模拟不同工况的隧道得到影响其抗震性的因素。全文最主要的研究工作从以下几个方面出发:1.了解国内外的研究现状,确定隧道抗震破坏的几种主要形式,围绕土—结构动力相互作用进行理论分析以及有限差分软件FLAC3D进行动力计算的理论研究。2.针对土—结构动力相互作用的时域数值分析法,需要对输入的地震波信号进行处理。首先要了解地震波信号的频谱组成,出于计算时间和数值计算结果的稳定性考虑,应用OriginPro软件对地震波进行处理,将其高频段部分滤掉,最后,由于记录到的地震波中常常存在误差“噪音”,应用SeismoSignal软件进行基线漂移校正,消去误差影响。3.建立典型隧道断面的动力反应分析模型,通过静力计算得到稳定后的位移场和应力场。在运用FLAC3D进行动力时程分析,得到隧道衬砌的动力反应特性(包括受力响应和位移响应),并与静力计算结果进行对比分析,找到隧道衬砌抗震的薄弱部位。4.对不同工况(不同隧道埋深、不同衬砌厚度)下隧道进行动力计算,分析了衬砌结构在地震力作用下受力和位移响应,得到其在动力荷载作用下的工作状态。5.基于平底注浆来取消设置仰拱的优化措施,对平底隧道进行抗震动力计算,得到平底隧道衬砌的动力响应特征,分析动力作用下取消仰拱设置的可行性。在文章的最后,对本文所做的工作以及得到的主要结果进行了总结,并指出了本文研究中存在的不足和未来的研究方向。