地铁区间隧道震害特点、震害分析方法及减震措施的探讨

目前，我国地铁建设迅速发展，了解地铁区间隧道的抗震性能十分必要，本文将综合论述地铁区间的震害特点及减震措施。并简要阐述目前地铁区间隧道地震反应分析的方法，提出存在问题，以期更好地为地铁结构设计及抗震设防提供依据。     

条形药包端部效应的研究

针对条形药包硐室爆破端部爆破效果不佳问题,经过理论分析,提出了由应力和能量准则计算方法。并通过工程实践验证了其分析计算的正确性。     

跨走滑断层隧道地震破坏特征与抗减震措施研究EI北大核心CSCD

针对跨走滑断层隧道设置套管式可变形抗减震措施开展了振动台模型试验研究。通过分析围岩与隧道结构的地震加速度响应、地震动应变响应以及隧道结构的震后破坏形态,以无抗减震措施和无断层为对比例,对在直立与倾斜走滑断层处设置的套管式可变形抗减震措施进行了系统研究。结果表明:隧道结构不跨断层时的破坏多由静力所致;无论隧道结构是否跨断层,即使采用抗减震措施,拱脚和仰拱的破坏均十分严重,应根据破坏机理对二者进行重点抗震加固;在实际工程中选用套管式可变形抗减震措施,宜将外套管设置在断层活动性较强的一侧,且让两套管共同承担断层的剪切作用能较好的发挥抗减震作用;在隧道结构选线阶段应尽量避免穿越断层或其他不良地质地段,保证隧道结构所在围岩介质的连续性,使隧道结构自身具备良好的抗震性能,胜过采用抗减震措施。研究结果有利于隧道结构新型抗减震措施的开发,以及为跨走滑断层隧道结构的抗震设防提供参考。     

差异变形下地铁盾构隧道结构动力响应研究

地基沉降、临近施工扰动导致的工后差异变形广泛存在于我国已建地铁盾构区间隧道中,对服役期内隧道结构性能造成不利影响.基于赫兹非线弹性接触理论模拟轮轨接触关系,考虑车辆、轨道、隧道、围岩的空间结构特征和相互接触关系,建立了车-轨-隧-围岩一体化计算模型,计算了基坑开挖致使盾构隧道隆起变形后列车运行引起的结构动力响应.结果 ...     

剪切波作用下盾构隧道地震效应的拟静力分析方法研究

针对均质土层中圆形盾构隧道在水平剪切波作用下的地震响应分析问题,在获得隧道周边自由场剪切应力的基础上,利用弹性中心法和空洞复变函数,给出了深埋盾构隧道在土层结构界面滑移和不滑移情况下的解析分析公式;并建立相同条件的等效刚度数值分析模型和考虑接头效应的有接头分析模型进行对比。研究表明：等效刚度拟静力法与等效刚度数值法所获得的剪切地震波作用附加弯矩、附加轴力分布形态及其最大值发生位置都具有良好的一致性;在三种方法获得的附加弯矩和附加轴力当中,等效刚度拟静力法最大,等效刚度数值法次之,有接头数值法最小;土层结构界面滑移相对不滑移而言,附加轴力偏小、附加弯矩偏大;等效刚度拟静力法结果偏于安全,公式简便,考虑界面滑移时更加接近实际,故可推荐考虑滑移条件的等效刚度拟静力法作为深埋圆形盾构隧道的抗震设计方法,并与常时荷载静力分析结果叠加后进行配筋设计。     

强震区黏滑断层隧道刚柔相济抗减震技术模型试验研究

为研究强震区黏滑断层隧道刚柔相济抗减震技术,依托都汶高速龙溪隧道F8黏滑断层段,开展了静力断层黏滑错动试验和大型三方向六自由度强震震动试验,通过对试验数据的分析,主要研究了上下盘隧道结构的纵向应变、接触压力和内力。试验结果表明:施设减震缝后,沿纵向隧道结构纵向应变及接触压力增加倍数由剧烈变化变为较均匀变化;采用结构加强抵抗断层黏滑错动和强震震动对隧道结构的影响,效果有限;通过施设减震缝抵抗断层黏滑错动和强震震动的影响,效果明显,隧道结构纵向应变抗减震效果97%以上,接触压力抗减震效果86%以上,安全系数最小值增加5倍以上;强震区黏滑断层隧道采用刚柔相济抗减震措施进行设防,可大幅提高隧道结构的安全性,安全系数最小值增加8倍以上。研究成果可为强震区黏滑断层隧道抗减震设防设计提供参考。     

大断面越江盾构隧道管片拼装方式对结构内力的影响效应研究

大断面越江隧道管片拼装方式对结构内力的影响一直引人关注,由于拼装方式的不同将引起管片结构内力的分布与量值的变化。鉴于此,该文对圆形盾构隧道管片拼装效应的产生机理进行了理论分析,着重探讨了纵向相互作用力对管片环向内力的影响,随后以南京长江隧道为工程背景,对其管片在通缝与错缝拼装条件下结构环向内力分布及错缝拼装下目标管片内力沿圆周及幅宽方向的内力分布规律开展了原型试验研究。结果表明,由于环间的相互作用效应,使错缝结构局部区域弯矩呈现出加强的效果。在纵向螺栓作用区域,管片环向弯矩增幅、轴力降幅较大。沿管片幅宽方向,正弯矩呈“凹”型分布,负弯矩呈“凸”型分布,轴力呈“凸”型分布。该研究结果可为大断面水下盾构隧道的设计、施工和相关研究提供重要参考。     

花岗岩隧道地震响应机理及减震技术探析

利用FLAC3D软件对花岗岩隧道的地震响应机理及泡沫混凝土减震层的减震效果进行了分析。通过对比塑性区范围、围岩应力场分布、应变增量以及衬砌结构内力等指标,得出了一些有益的结论：泡沫混凝土减震层能有效降低围岩中的最大主应力,并改善岩体中的应力场分布,使最大主应力出现的部位远离隧道临空面;其次,减震层还大幅降低了衬砌结构的轴力。该结论可为花岗岩隧道抗震设计提供一定的参考。     

隧道衬砌结构减震层效能评定方法的振动台试验研究EI北大核心CSCD

通过大型振动台模型试验研究了减震层效能评定方法的准确性和减震层作用下衬砌结构与最不利的IV级和V级围岩在激振过程中的相互作用。研究结果表明:减震层效能评定方法可以较为准确地评估减震层在地震动力作用下对衬砌结构的作用效果,但随着激振加速度峰值的提高,试验值会与评估值产生偏差,因此对减震层效能评定方法引入地震动力损伤系数以提高其精确度;围岩级别相较于减震层的厚度对衬砌结构的地震响应更具有决定性作用;在中低烈度地震区,减震层对衬砌结构的保护效果较为明显,但减震层存在最优厚度,超过该厚度,衬砌结构遭遇地震时的震动更加强烈,在高烈度地震区,减震层的效果差异在不同围岩中逐渐不再明显;减震层的存在改变了衬砌结构的自振特性,让衬砌与围岩之间在地震动力作用下有一定的刚性位移裕度,减少了相对位移的幅值。     

穿越液化流滑区盾构隧道纵向非线性地震响应研究

为了明确场地液化流滑区越江跨海盾构隧道结构的抗震性能,以宽河谷微倾斜可液化场地在不同地震动强度下土层的位移时程作为输入地层震动状态,并基于广义反应位移法,建立了4.8 km精细化梁-弹簧盾构隧道模型,研究了场地液化流滑对盾构隧道纵向地震响应和相邻管环纵向张开量的影响。研究结果表明：场地的液化流滑将导致盾构隧道产生极大的环间纵向张开量、截面拉力和压力突变,充分说明了场地流滑对隧道结构地震安全的危害性;盾构隧道损害严重位置处均位于液化土层的滑动面;沿轴线的弯矩变化曲线与加速度放大系数曲线和河谷地形具有一致性,且曲线在液化区呈现出明显的突变现象。     

高压缩性混凝土材料在隧道穿越断层带的应用及减震效果研究

在大量的隧道建设中,特别是长大隧道,不可避免地会在活断层附近和高烈度地震区修建,地震中隧道穿越活动断层段结构破坏现象严重,衬砌结构的抗减震设计问题尤为突出。为了缓和断层位移对隧道的损伤,提出使用高压缩性混凝土作为吸收层的减震设计建议,通过数值模拟对比分析使用高压缩性混凝土作为吸收层的地震响应结果。结果表明,采用高压缩性混凝土作为吸收层具有充分屈服后吸收断层位移的变形特性和抑制列车荷载产生过大变形的初始刚度。通过改变高压缩性混凝土的球壳种类、充填率和砂浆配比等来改变其刚性。但W/C不应过高,否则会造成多壳砂浆的单轴抗压强度不能承受列车的荷载,有可能造成隧道的损伤。