均质地层长隧道纵向地震响应解析解

• 作者: 刘涛 王祺 禹海涛
• 来源期刊: 隧道与地下工程灾害防治
• 学科: 交通运输
• 关键词: 地下结构 地震响应 抗震设计 解析解 地层-结构相对刚度比
• 年，卷（期）: sdydxgczhfz_2020,（1）
• 页码范围: 34-41
• 页数: 8页
• 分类号: U452.28

摘要

以均质地层长隧道结构为对象,将长隧道简化为作用在均匀地层中的弹性地基梁,采用法向和切向地基弹簧模拟地层与结构相互作用,建立相应的微分控制方程,推导出均质地层长隧道纵向地震响应的解析表达式。通过对隧道结构内力响应解析解的分析,提出面向长隧道纵向抗震设计所需最大内力响应解(弯矩、剪力、轴力)的计算方法,可用于快速计算均质地层长隧道纵向最不利地震响应。将解析解与有限元模拟结果进行对比分析,结果表明解析解与数值解基本一致,验证了本研究解析解的正确性。该解析解可以直观地给出各关键参数之间的解析关系,通过参数敏感性分析,得出了地震波不同入射角度、入射波长和地层-结构相对刚度比等关键因素对隧道纵向地震响应的影响规律。分析表明:随着地震波入射波长变长,隧道弯矩响应先增大后减小,而剪力和轴力响应均减小;随着地震波入射角从0°增加到90°,隧道剪力响应变小,弯矩和轴力响应先增大后减小;随着地层-结构相对刚度比变大,隧道内力响应均出现一定程度降低,且弯矩、轴力响应呈现明显降低趋势,但隧道位移响应随相对刚度比变大,隧道沿纵向出现较大的变形,结构设计应该综合考虑内力和变形两方面因素。在此基础上提出了长隧道纵向地震响应解析的合理设计计算方法,可为今后隧道纵向抗震设计提供指导。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	禹海涛	同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室	51	246	7.0	14.0
2	王祺	同济大学地下建筑与工程系	4	0	0.0	0.0
3	刘涛		7	16	3.0	3.0