矩形隧道结构的地震动力破坏研究

• 作者: 魏晓刚 刘会丽 杨柳川 王占阳 李广慧 刘书贤 法靖宇
• 学科: 地球科学
• 关键词: 矩形隧道结构 地震作用 有限元数值模拟 力学模型
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 生命线工程系统抗震防灾专栏
• 页码范围: 405-415
• 页数: 10页
• 分类号: P315.9
• 语种: 中文
• DOI: 10.20015/j.cnki.ISSN1000–0666.2022.0039

摘要

为深入研究地震作用下矩形隧道结构的动力响应变化规律，得到隧道结构的失稳破坏机制，通过建立土一隧道结构协同作用的整体力学模型，采用大型室内振动台实验与有限元数值计算对比分析的方法，重点探讨了地震作用下土-隧道结构整体力学模型的加速度时程、频谱特性、位移及土压力等方面的力学响应。研究发现：振动台实验与数值模拟计算的结果变化规律基本吻合，隧道结构整体表现为4个角受力最大；随着台面输入地震波峰值加速度的增大，土压力也逐渐增大，且隧道结构中部受土压力的影响最大；隧道结构的底板以及拱腰部位产生的位移最大，容易引起隧道结构的动力失稳，可对隧道结构受力薄弱处加强加固和采取抗震措施，提高隧道结构的稳定性与安全性。