强震区仰坡角度对跨断层隧道结构动力响应影响研究

作     者：申玉生 陈孔福 李小彤 曾志华 王耀达 雷龙 SHEN Yusheng;CHEN Kongfu;LI Xiaotong;ZENG Zhihua;WANG Yaoda;LEI Long

作者机构：西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031 中交第二公路工程局有限公司工程设计研究院陕西西安710076 中国石油天然气管道工程有限公司河北廊坊065000 

基　　金：国家自然科学基金项目(51778540) 

出 版 物：《地震工程与工程振动》 (Earthquake Engineering and Engineering Dynamics)

年 卷 期：2022年第42卷第6期

页      码：192-201页

摘      要：随着西部大量复杂地质环境条件下隧道工程建设,由此在洞口段也经常出现断层破碎带,强震作用下隧道易遭受严重破坏,尤其断层与仰坡的倾向关系尤为重要。文中依托中亚某线管道隧道工程(PGA为0.6 g),通过数值模拟对与仰坡倾向相反的断层段隧道衬砌的动力响应开展研究,分析了不同仰坡坡角对跨断层隧道洞口段动力响应的影响。研究表明:地震作用时,随着仰坡坡角由30°增大到75°,隧道共轭45°相对位移峰值与分布范围与之正相关;震后隧道衬砌存在更严重的残余变形;拱腰与拱顶最小主应力值与应力集中范围也随之增大。沿轴向同一位置拱顶的最小主应力放大系数随着仰坡坡角的增加而增大,尤其仰坡坡角由60°增至75°时断层处放大系数增大30%,放大系数突变范围增大60%。经研究发现:隧道穿越与仰坡反倾向的断层破碎带时,仰坡坡角应尽量避免大于60°,抗震设防范围为洞口与断层面之间以及断层面向洞身延伸4倍隧道跨径。同时隧道共轭45°角方向是结构抗震薄弱部位,需要加强抗震设计。文中研究成果对超强震区穿越与仰坡倾向相反断层的隧道洞口段结构抗减震设计具有一定的参考价值。

主 题 词：管道隧道 动力响应 断层 仰坡坡角 主应力放大系数 设防长度 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.13197/j.eeed.2022.0621

馆 藏 号：203116315...