【摘要】：研究目的:由于隧道襯砌背后空洞的存在對(duì)隧道抗震影響很大,本文以高烈度地震區(qū)的敦煌-格爾木鐵路闊克薩隧道為研究背景,研究隧道襯砌背后空洞位置、空洞大小、圍巖級(jí)別和隧道埋深等因素對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的地震動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律及影響機(jī)制,并提出合理的加固方案,確保地震作用下隧道運(yùn)營(yíng)安全。研究結(jié)論:(1)空洞的存在降低了襯砌結(jié)構(gòu)的變形性能和抗震特性;(2)對(duì)空洞隧道拱頂最大主應(yīng)力影響最敏感的因素是圍巖級(jí)別,其后依次為空洞環(huán)向大小、空洞位置、空洞徑向大小和空洞軸向大小,而隧道埋深則是最不敏感的因素;(3)回填注漿加固方案可降低隧道襯砌的拉應(yīng)力,改善襯砌的內(nèi)力和應(yīng)力分布,回填注漿+套拱加固方案要比回填注漿+錨桿方案作用效果好,回填注漿+錨桿+套拱組合加固方案抗震效果最佳;(4)本研究成果對(duì)隧道襯砌背后存在空洞時(shí)在地震作用下的空洞影響機(jī)制和加固方案選取具有一定的指導(dǎo)意義。
【圖文】：

第９期邐朱正國(guó)耿亞帥武杰等：地震作用下隧道襯砌背后空洞影響機(jī)制研究邐８１逡逑個(gè)很小的阻尼比即可滿足要求。模型為彈塑性模型，邐由圖２、表２和計(jì)算結(jié)果可知，在地震荷載作用逡逑阻尼比�。埃埃埃�。邐下，隧道襯砌背后空洞徑向大小不同的情況下，隨著空逡逑中心頻率的確定：因模型較簡(jiǎn)單，故采用自振頻率邐洞徑向尺寸的增大，襯砌拱頂處最大主應(yīng)力有由壓應(yīng)逡逑作為瑞利阻尼的中心頻率，通過(guò)對(duì)模型自振計(jì)算得到邐力向拉應(yīng)力轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)；襯砌背后空洞徑向大小由逡逑中心頻率為２．邋５。邐0邋ｍ增大到３邋ｍ時(shí)，左拱肩、右拱肩、左拱腳、右拱腳和逡逑２．３．２地震波的處理與加載方法邐拱頂最大主應(yīng)力增幅分別為１１８．３５％、１２２．４５％、逡逑采用瑞利阻尼來(lái)表征巖土體在地震波傳播過(guò)程中邐６７．邋５９％、５６．邋９８％和１８４．邋２１％，拱腰部位最大主應(yīng)力逡逑的阻尼作用。根據(jù)１邋：邋４００萬(wàn)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃邐變化不大；在空洞徑向尺寸小于２邋ｍ時(shí)，最大主應(yīng)力增逡逑圖》（ＧＢ邋１８３０６—２０１５），結(jié)合沿線工程地質(zhì)條件和工邐速最大，當(dāng)空洞徑向尺寸大于２邋ｍ時(shí)，空洞最大主應(yīng)力逡逑程設(shè)置情況，，經(jīng)綜合分析確定了隧道區(qū)內(nèi)地震動(dòng)峰值邐增速趨于平緩。逡逑加速度為0．２０ｇ，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為０．４0邋Ｓ。邐空洞的存在改變了支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，且隨著逡逑地震波使用的Ｐ波是地震波埃而森特羅波（Ｅｌ邋Ｃｅｎ－邐空洞徑向尺寸的增大，最大主應(yīng)力由壓應(yīng)力向拉應(yīng)力逡逑ｔｒｏ），計(jì)算時(shí)設(shè)該地震波每隔０．邋０２邋ｓ從模型底部橫向邐轉(zhuǎn)化越明顯，對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)受力越不利，其中拱頂和拱肩逡逑Ｚ方向和豎向Ｚ方向同時(shí)輸人。邐部位為薄弱部位。在地震荷載的作用下，支護(hù)拱頂部逡逑２．４空洞徑向

第９期邐朱正國(guó)耿亞帥武杰等：地震作用下隧道襯砌背后空洞影響機(jī)制研究邐８３＿逡逑Ｉ－４「邐０＊２「邐時(shí)間／Ｓ逡逑１２邐Ｉ邐０邋１５邋０邐５邐１０邐１５邐２０逡逑0．0邐＇邐＊—邐＞逡逑－０．２邋ｔ邋５邐１０邐１５邋２0邐＂0－２逡逑時(shí)間／ｓ逡逑圖３方案一最大主應(yīng)力時(shí)程曲線邐圖４方案五最大主應(yīng)力時(shí)程曲線逡逑表５五種加固方案各監(jiān)測(cè)點(diǎn)最大主應(yīng)力邐（單位：ＭＰａ）逡逑加固方案逡逑位置邐邐邐邐邐邐邐邐邐逡逑邐方案一邋方案二邐減幅／％邐方案三邐減幅／％邐方案四邐減幅／％邐方案五邐減幅／％逡逑左拱腳邐２．５２邐１．４８邐４１．３９邐１．３４邐４６．８７邐１．３６邐４６．０４邐０．９１邐６３．９３逡逑左拱腰邐０．９１邐０．８４邐７．７１邐０．７５邐１７．６３邐０．７２邐２０．８８邐０．４３邐５２．７５逡逑左拱肩邐３．２５邐１．５８邐５１．３８邐１．２４邐６１．８５邐１．２１邐６２．７７邐０．５２邐８４．００逡逑拱頂邐１．２４邐０．３８邐６９．３５邐０．３１邐７５．００邐０．３６邐７０．９７邐０．邋１２邐９０．３２逡逑右拱肩邐３．２７邐１．４７邐５５．０５邐１．２２邐６２．６９邐１．２０邐６３．３０邐０．５２邐８４．１０逡逑右拱腰邐０．９６邐０．８９邐７．２９邐０．７７邐１９．７９邐０．７３邐２３．９６邐０．４５邐５３．１３逡逑右拱腳邐２．４３邐１．７２邐２９．２３邐１．５２邐３７．４５邐１．４７邐３９．５１邐１．０３邐５７．６１逡逑注：與方案一相比，其他方案最大主應(yīng)力減小百分
【作者單位】： 石家莊鐵道大學(xué);
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51478277) 河北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(E2013210119) 河北省高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)研究基金項(xiàng)目(QN20131179,ZD20131065)
【分類號(hào)】：U451.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2535057