En comparación con los movimientos sísmicos de campo lejano, los movimientos sísmicos cercanos a la falla presentan características como efecto de placa superior y pulsos de velocidad, lo que agravará los daños en las estructuras subterráneas. Se propone un método híbrido rápido multipolar indirecto de elementos de frontera — método de elementos finitos (FMM-IBEM-FEM) para simular de manera eficiente todo el proceso de ruptura dinámica de fallas de deslizamiento oblicuo y la respuesta del túnel: se utiliza el método rápido multipolar indirecto de elementos de frontera (FMM-IBEM) para modelar la ruptura de la falla y el movimiento sísmico a gran escala, aprovechando su alta precisión y bajo consumo de memoria computacional; se utiliza el método de elementos finitos (FEM) para simular con precisión el túnel y el área superficial cercana, aplicando límites artificiales viscoelásticos para convertir el movimiento sísmico causado por el deslizamiento de la falla en fuerzas nodales equivalentes aplicadas a los nodos de frontera, logrando la transferencia de esfuerzos y desplazamientos entre los dominios de cálculo FMM-IBEM y FEM. Basándose en el método propuesto, se estudió el efecto de la distancia a la falla y el ángulo de inclinación de la falla en la respuesta sísmica de túneles revestidos cerca de fallas de deslizamiento oblicuo. Los resultados muestran que bajo la acción del componente horizontal de la respuesta sísmica, la tensión circunferencial máxima en el túnel revestido aparece en los hombros y pies del arco, mientras que bajo la componente vertical, la tensión circunferencial máxima aparece en la cintura y la clave del arco, y existe una gran tensión residual. Cuando la distancia a la falla es de 2000 m, la tensión circunferencial máxima en la pared interior del pie del arco bajo la acción del componente horizontal disminuye en un 54 % en comparación con el caso de distancia cero; el movimiento sísmico producido por una falla con un ángulo de inclinación de 90° tiene el efecto más significativo en el túnel revestido, pero se debe prestar especial atención a la respuesta dinámica del túnel en áreas con ángulo de falla de deslizamiento oblicuo menor de 45°.
关键词
túnel revestido; respuesta dinámica; falla de deslizamiento oblicuo; método de elementos frontera; método de elementos finitos