Simulation efficace à large bande de la réponse dynamique du tunnel revêtu sous rupture dynamique d'une faille à glissement oblique

LIU Jiaqiao ,  

LIU Zhongxian ,  

MENG Sibo ,  

摘要

Par rapport aux mouvements sismiques de champ lointain, les mouvements sismiques en proche faille présentent des caractéristiques telles que l'effet du compartiment supérieur et les impulsions de vitesse, ce qui aggrave les dommages aux structures souterraines. Une méthode hybride rapide combinant le méthode des éléments de frontière indirecte rapide multipolaire et la méthode des éléments finis (FMM-IBEM-FEM) est proposée pour simuler efficacement le processus complet de rupture dynamique d'une faille à glissement oblique et la réponse d'un tunnel: la méthode des éléments de frontière indirecte rapide multipolaire (FMM-IBEM) est utilisée pour modéliser la rupture de la faille et le mouvement sismique à grande échelle, tirant parti de sa haute précision de résolution et de sa faible exigence en mémoire de calcul; la méthode des éléments finis (FEM) est utilisée pour modéliser finement le tunnel et la région proche de la surface environnante, en appliquant une frontière artificielle viscoélastique pour convertir le mouvement sismique induit par le déplacement du failles en forces nodales équivalentes sur les nœuds frontaliers, réalisant ainsi le transfert des contraintes et déplacements entre les domaines de calcul FMM-IBEM et FEM. Basé sur cette méthode, l'influence de la distance à la faille et de l'angle d'inclinaison de la faille sur la réponse sismique du tunnel revêtu à proximité d'une faille à glissement oblique a été étudiée. Les résultats montrent que sous l'action de la composante horizontale de la réponse sismique, le pic de contrainte circonférentielle dans le tunnel revêtu apparaît aux épaules et aux pieds de l'arc, tandis que sous la composante verticale de la réponse sismique, le pic de contrainte circonférentielle apparaît à la taille et à la clé de l'arc, avec une contrainte résiduelle importante. Lorsque la distance à la faille est de 2000 m, le pic de contrainte circonférentielle sur la paroi interne du pied de l'arc sous la composante horizontale diminue de 54 % par rapport au cas où la distance est nulle; le mouvement sismique produit par une faille inclinée à 90° a l'effet le plus significatif sur le tunnel revêtu, mais une attention particulière doit être portée à la réponse dynamique du tunnel dans les régions de faille à glissement oblique avec un angle inférieur à 45°.

关键词

tunnel revêtu; réponse dynamique; faille à glissement oblique; méthode des éléments de frontière; méthode des éléments finis

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