【摘 要】
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历次震害表明,地质条件较差,受力不均匀的偏压隧道洞口段震害更加严重,隧道洞口段的抗震设防问题成为修建的关键。本文基于浅埋偏压隧道特性,通过资料调研、振动台模型试验和数值模拟研究了浅埋偏压隧道洞口段的地震响应特性。主要内容包括:(1)通过对隧道洞口段的震害特征的分析统计,得出隧道洞口段的震害主要为以下三种:洞口边仰坡的崩塌、滑坡,隧道洞门结构的损坏以及洞口段衬砌结构的破坏;并对影响震害程度的因素进行
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历次震害表明,地质条件较差,受力不均匀的偏压隧道洞口段震害更加严重,隧道洞口段的抗震设防问题成为修建的关键。本文基于浅埋偏压隧道特性,通过资料调研、振动台模型试验和数值模拟研究了浅埋偏压隧道洞口段的地震响应特性。主要内容包括:(1)通过对隧道洞口段的震害特征的分析统计,得出隧道洞口段的震害主要为以下三种:洞口边仰坡的崩塌、滑坡,隧道洞门结构的损坏以及洞口段衬砌结构的破坏;并对影响震害程度的因素进行了分析。(2)进行浅埋偏压隧道的振动台模型试验,考虑隧道洞口仰坡效应偏压作用,在单向激振下,采取不同地震波峰值进行输入,对监测点加速度时程、应变时程进行分析。研究发现:边坡坡面加速度峰值随高程的增加而不断增加,围岩内部加速度随高程变化类似,相同高程点处,坡面的加速度峰值大于围岩内部加速度峰值;在输入加速度为0.05g~0.3g时,各监测点加速度峰值有明显放大效应;隧道拱肩外的围岩加速度峰值表现出临空侧大于靠山侧的特征;由于洞口段60°仰坡的存在,洞口段拱肩外围岩的加速度放大效应明显大于洞身偏压段。衬砌弯矩受正负方向循环荷载作用,轴力承受拉压循环荷载,弯矩和轴力均表现为拱脚处大于拱肩处。(3)利用有限元软件建立了无偏压、不同偏压角度(20°、30°、40°)条件下数值计算模型,以振动台模型试验结果为校核,分析浅埋偏压隧道地震作用下的内力、加速度、位移响应规律。得出了:偏压会增大衬砌外围岩的加速度峰值,洞口段仰坡段加速度峰值比偏压段更大,临空侧监测点加速度放大系数大于靠山侧,拱肩处偏压效应比拱脚处更为明显;偏压角度越大,加速度放大效果越明显,隧道的偏压会增大位移,且偏压段拱肩和拱脚的增加值更为明显。衬砌内力在地震作用下,拱肩处的偏压效应明显,偏压段右拱脚处的内力较大,为抗震设防的关键部位。
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