隧道纵向抗震分析的反应加速度方法
Response Acceleration Method for Tunnel Longitudinal Seismic Analysis
- 防灾减灾工程学报 2022年42卷第4期 页码：742-750
- 作者机构：
1.北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室,北京 100124
2.北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室,北京 100083
- 作者简介：
赵密(1980—)，男，教授，博导，博士。主要从事土结构相互作用研究。E-mail: zhaomi@bjut.edu.cn
黄景琦(1988—)，男，讲师，博士。主要从事岩体隧道等地下结构抗震性能研究。E-mail: huangjingqi11@163.com
- 基金信息：国家自然科学基金项目(41672289;51608015);中国教育部创新团队(IRT_17R03)
DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20201202003
中图分类号： TU452收稿：2020-12-02，
修回：2021-02-20，
纸质出版：2022-08-28
- 稿件说明：
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赵密,陈晓晖,黄景琦等.隧道纵向抗震分析的反应加速度方法[J].防灾减灾工程学报,2022,42(04):742-750.
ZHAO Mi,CHEN Xiaohui,HUANG Jingqi,et al.Response Acceleration Method for Tunnel Longitudinal Seismic Analysis[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(04):742-750.
赵密,陈晓晖,黄景琦等.隧道纵向抗震分析的反应加速度方法[J].防灾减灾工程学报,2022,42(04):742-750. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20201202003.
ZHAO Mi,CHEN Xiaohui,HUANG Jingqi,et al.Response Acceleration Method for Tunnel Longitudinal Seismic Analysis[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(04):742-750. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20201202003.
摘要
为研究隧道纵向地震响应，首先将隧道结构的动力问题简化为地震变形场作用下的土‑隧道拟静力相互作用问题，推导了土‑隧道拟静力相互作用模型的反应加速度方法。针对规范提供的纵向位移模式，给出相应反应加速度方法的等效惯性力公式及模型边界条件，最终建立基于规范位移模式的隧道纵向反应加速度方法。在与整体式反应位移方法对比验证的基础上，开展不同场地条件及不同隧道埋深下的隧道纵向响应规律研究。数值模拟结果表明：（1）当场地条件和埋深相同时，隧道弯矩随场地水平位移的增加而增加，而剪力、扭矩具有相反的变化规律；（2）场地条件对隧道纵向响应的影响较大，场地越软，隧道剪力越小，而弯矩和扭矩越大；（3）在50 m覆盖土层厚度内，随隧道埋深的增加，隧道剪力、弯矩逐渐减小，而扭矩基本保持不变。
Abstract
As one kind of long linear underground structure， the longitudinal response is a very important issue for seismic design of tunnels. In order to study the longitudinal seismic response of the tunnel， the dynamic problem of the tunnel structure under the action of the seismic deformation field is first simplified to pseudo-static interaction between soil and tunnel， and the response acceleration method of the pseudo-static interaction model of the soil-tunnel is derived. Then， based on the longitudinal displacement mode， the response acceleration method for longitudinal seismic analysis of tunnel is built， by offering formulas of the equivalent body forces and the boundary conditions. The developed method is employed to study the tunnel response with different ground conditions and buried depths. The result is compared with that of the integrated seismic displacement method. Through the analysis of the numerical results， some conclusions can be drawn： （1） When the site conditions and buried depth are the same， the bending moment of the tunnel increases with the increase of the horizontal displacement of the site， while the shear force and torque have opposite changes； （2） The ground condition has a significant effect on the tunnel internal forces. The softer the ground condition， the larger the bending moment and torsion the tunnel suffers， but the smaller the shear force of the tunnel； （3） With the tunnel depth increasing， the shear force and bending moment gradually decrease. However， the tunnel depth has a slight effect on the torsion.
关键词
Keywords
references
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