基于地层参数随机场模型的长隧道纵向地震响应分析

• 作者: 何爽 李帅 李攀 王新新 禹海涛 陈峰军
• 来源期刊: 隧道与地下工程灾害防治
• 学科: 交通运输
• 关键词: 隧道 随机场 纵向抗震 有限元模型 置信度分析
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 页码范围: 58-66
• 页数: 9页
• 分类号: U452.28

摘要

地震作用下隧道结构动力响应与地层介质特性密切相关,目前长隧道建设量大、面广,且长度可达数公里甚至数十公里,隧道沿线地层介质参数具有显著的空间变异性和相关性,但现有隧道纵向抗震设计中地层参数仅采用有限钻孔数据,尚未考虑钻孔之间地层的随机场特性。基于随机场理论建立描述地层参数空间变异性和相关性的随机场模型,采用协方差矩阵分解法生成地层参数随机场分布,并将其导入表征地层-结构动力相互作用的三维有限元简化模型中,从而开展考虑地层参数随机场影响的隧道纵向地震响应多工况模拟,重点研究不同地层水平相关距离、不同地层变异系数及不同地层均值变化对隧道结构动力响应的影响规律。结果表明:相关距离、变异系数及均值变化均会对结构地震响应产生显著影响,结构响应与水平相关距离及均值变化负相关,与变异系数变化正相关,且地层变异系数对结构响应的影响显著大于相关距离;与不考虑随机性的均值场相比,考虑随机场可使隧道结构弯矩响应幅值放大约80%,且在0.005的置信水平下均值场分析将导致结构设计偏于不安全。