원거리 지층 진동과 비교하여 근단면 지층 진동은 상판 효과, 속도 펄스 등의 특징을 가지며, 지하 구조물 손상을 악화시킨다. 경사 전단 단층 동적 파열-터널 반응 전 과정을 효율적으로 모사할 수 있는 고속 다극 간접 경계요소-유한요소 혼합법(FMM-IBEM-FEM)을 제안하였다: 빠른 다극 간접 경계요소(FMM-IBEM)를 사용하여 단층 파열과 대규모 지층 진동을 모사하며, 높은 해석 정확도와 적은 계산 및 저장 용량의 장점을 활용한다; 유한요소(FEM)로 터널과 주변 근표층 영역을 정밀하게 모사하고, 점탄성 인공 경계를 부여하여 단층 변위로 인해 유발된 지진동을 경계 노드에 가해지는 등가 노드력으로 변환하여 FMM-IBEM 계산 영역과 FEM 계산 영역 간의 응력 및 변위를 전달한다. 제안된 방법을 기반으로 단층 거리와 단층 경사각이 근 경사 전단 단층 내장 터널의 지진 응답에 미치는 영향을 연구하였다. 결과는 다음과 같다: 지진 응답 수평 성분 작용 시 터널 라이닝 원주 응력의 최대값은 아치 어깨와 아치 밑부분에서 나타나고, 지진 응답 수직 성분 작용 시 원주 응력 최대값은 아치 허리와 아치 꼭대기에서 나타나며, 잔류 응력이 크게 존재한다. 단층 거리가 2000m일 때, 지진 응답 수평 성분 작용 시 터널 아치 밑부분 내부 원주 응력이 단층 거리가 0m일 때보다 54% 감소하였다; 90° 경사 단층에서 생성된 지진동이 터널에 가장 크게 영향을 미치나, 45° 미만 경사 단층 현장의 터널 동적 응답에도 특별한 주의가 필요하다.

내장 터널; 동적 응답; 경사 전단 단층; 경계 요소법; 유한 요소법