强震下成层土盾构隧道地震响应及结构安全性分析

作者：沈万虎; 丁祖德^*; 资昊

来源：科技通报, 2022, 38(11): 9-19.

DOI：10.13774/j.cnki.kjtb.2022.11.003

• 成层土层
• 盾构隧道
• 地震响应
• 结构安全性

目前盾构隧道地震响应研究大多把隧道周围岩土体做简化处理，且强震作用下成层土盾构隧道动力响应分析的相关研究较少。以昆明轨道交通某区间盾构隧道为依托，建立了土层-结构动力相互作用的成层土盾构隧道地震响应计算模型。基于动力增量分析法，开展了考虑地震波类型及地震动强度因素下成层土盾构隧道地震响应分析。结果表明：随着地震动强度的增大，管片发生最大水平位移的部位由拱肩转变至拱顶。地震动强度越大，管片轴力和弯矩均呈对称分布，但对称轴会发生偏转，与水平轴线的夹角增大，峰值加速度从0.15g增至0.6g,夹角从37.5°增至45°。管片结构的轴力和弯矩最大值均位于拱脚，而剪力最大值则位于拱底。不同地震动强度下，拱肩和拱脚处的管片结构安全系数最小，说明隧道拱肩和拱脚是结构抗震薄弱部位。与单一均质土层相比，强震和成层土层会影响结构内力最大值的出现部位。地震波的频率及脉冲特性会对盾构隧道地震响应特征及结构安全性产生影响。

• 单位
  云南省电力设计院; 建筑工程学院; 昆明理工大学