断层区隧道洞口段轴向地震响应及抗震缝效果研究分析.docVIP

断层区隧道抗震缝效果研究 文栋良 （1.重庆交通大学，重庆，40074；2.新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830006） 摘 要：针对嘎隆拉隧道洞口段考虑断层影响计算了衬砌设置抗震缝和不设置抗震缝两种工况，：抗震缝的设置会使衬砌应力从洞口开始沿隧道轴向很快趋于稳定，并会减小衬砌30%的峰值主应力，但会同时增加衬砌30%的峰值剪应力；抗震缝的设置会使衬砌节段内的峰值应力变得较为均匀，且比不设置抗震缝应力减小，但会使衬砌的破坏主要集中在抗震缝处，并有可能导致结构稳定性问题故抗震缝的设置数量不宜过多，设置间距不宜过短。 关 键 词：有限元；断层；隧道；抗震缝；峰值应力 中图分类号：TU 443 文献标识码：A Longitudinal Seismic ResponseTunnel entrance in fault zone WEN-Dongliang WU-Chugang Abstract: consider the effect of fault, two cases which is the lining of Galongla tunnel entrance with aseismatic joint and without aseismatic joint is calculated, the result shows: fault mainly increases the shear stress the tunnel lining in fault zones; aseismatic joint will stabilize the Longitudinal stress of lining quickly from tunnel entrance, will decrease the peak responded main stress of lining by 30%, but will increase the peak responded shear stress by 30% at the same time; aseismatic joint will also average the peak responded stress of inner part of lining between the joint, and the peak responded stress is smaller than which of lining without aseismatic joint, but it will lead to stress concentrate of lining near the aseismatic joint, which means aseismatic joint should not be used too frequently and the distance between two aseismatic joint should not be too short. Key words: finite element; fault; tunnel; aseismatic joint; peak stress. 1 前言 地震引起隧道破坏的两个方面的因素为地基失效和结构振动。对于者应尽可能回避地基较差的地方，如不能回避可采取加固等方法予以改善。隧道抗减震设计主要是针对者。结构振动控制主要分为主动控制和被动控制，由于地震力过大，主动控制较难，现有的减震措施属于被动控制范畴[1] [] [3] [4]。目前隧道结构被动控制思想主要为采取可产生大变形而不影响结构功能的软垫层等吸能机制，用的措施较少，主要为减震层和抗震缝，需要对此做概念设计。本文针对隧道抗震缝。 西藏扎（扎木）——墨（墨脱）公路嘎隆拉隧道位于喜马拉雅山东南麓，受欧亚板块和印度洋板块挤压作用，隧址区活动断裂带发育，地震频发且烈度高，根据地震安全性评价报告，工程场地基本烈度为Ⅷ度，设计基本地震加速度峰值在4.0m/ s2附近。隧道洞口段围岩级别为Ⅴ级，围岩上层主要为崩坡积物和冰碛物，由块石土和碎石夹块石土构成；下层为绢云母片岩夹有石片岩，岩石片理、裂隙发育。隧道穿越的岗日嘎布山脉海拔4300余米，除8～10月份外其余大部分时间为冰雪覆盖，附近地区地形地貌十分险要，隧道进洞口附近有北西向嘉黎断裂带嘎隆寺断裂和隧道西侧300m以外的扎木—马尼翁断裂北段，地质条件极为复杂，常有冰川发育和原始森林覆盖。 3.1几何尺寸 计算模型截取嘎隆拉隧道进口段纵向里程桩号范围为VK48+235～VK48+335（共计100m）作为数值模拟原型，隧道最大埋深48m，仰拱下取28m，