• ISSN 0258-2724
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水域沉管隧道地震响应的影响因素分析

崔杰 陆耀波 渠建新 李亚东

崔杰, 陆耀波, 渠建新, 李亚东. 水域沉管隧道地震响应的影响因素分析[J]. 西南交通大学学报, 2020, 55(6): 1224-1230. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20180875
引用本文: 崔杰, 陆耀波, 渠建新, 李亚东. 水域沉管隧道地震响应的影响因素分析[J]. 西南交通大学学报, 2020, 55(6): 1224-1230. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20180875
CUI Jie, LU Yaobo, QÜ Jianxin, LI Yadong. Influencing Factors Analysis of Seismic Responses of Water Immersed Tunnel[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2020, 55(6): 1224-1230. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20180875
Citation: CUI Jie, LU Yaobo, QÜ Jianxin, LI Yadong. Influencing Factors Analysis of Seismic Responses of Water Immersed Tunnel[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2020, 55(6): 1224-1230. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20180875

水域沉管隧道地震响应的影响因素分析

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20180875
基金项目: 国家重点研发计划(2016YFC0800205);国家自然科学基金资助项目(51578167,51438004,51508119)
详细信息
    作者简介:

    崔杰(1962—),男,研究员,博士,研究方向为地下结构抗震,E-mail:jcui2009@hotmail.com

  • 中图分类号: U45

Influencing Factors Analysis of Seismic Responses of Water Immersed Tunnel

  • 摘要: 为分析隧道接头和上覆水对沉管隧道地震响应的影响,采用沉管隧道振动台试验和ADINA有限元软件模拟两种方法进行相关研究. 沉管隧道试验模型材料主要为微粒混凝土,模型缩尺比为1∶30,采用层叠剪切箱装填砂土构成场地,采用黏弹性人工边界和等效荷载输入方法对模型进行仿真分析. 研究结果表明:在同一深度土层,柔性接头沉管隧道的土层加速度放大系数小于刚性接头沉管隧道;当土层发生液化时,其加速度放大系数小于1;当沉管隧道接头剪切刚度(G)减小为0.10G和0.01G时,隧道截面剪应力减小20%和33%,截面轴应力峰值最大值减小16%和30%,截面剪应变峰值分别增加了60%和140%;上覆水使场地加速度放大系数变小,是由于水的存在加大了土层表面的阻尼;在P波作用下,上覆水水深从10 m增长到40 m时,沉管隧道截面剪应力峰值、轴向应力峰值和应变峰值最大值分别以3%~5%、30%~40%和12%~17%的幅度增加.

     

  • 图 1  传感器布置

    Figure 1.  Sensor arrangement

    图 2  柔性接头隧道和刚性接头隧道的加速度放大系数

    Figure 2.  Acceleration amplification factor curves of free field、flexible joints immersed tunnel and rigid joints immersed tunnel

    图 3  无上覆水和水深200 mm两种工况下的加速度放大系数曲线

    Figure 3.  Acceleration amplification coefficient curves of two conditions: no overlying water layer and 200 mm depth of water layer

    图 4  试验和模拟的加速度放大系数曲线

    Figure 4.  Acceleration amplification coefficient curves(test and simulation)

    图 5  不同剪切刚度隧道左侧墙的应力应变结果

    Figure 5.  Peak shear strain curves of tunnel sections in different forms

    图 6  不同水深的隧道截面轴应力应变峰值曲线

    Figure 6.  Peak axial stress curves of tunnel sections at different water depths

    表  1  加载工况

    Table  1.   Loading cases

    结构(场地)
    类型
    输入波类型加速度峰值/(× g工况
    编号
    柔性隧道 El-Centro 0.1
    0.2
    0.4
    Kobe 0.1
    0.2
    0.4
    刚性隧道 El-Centro 0.1
    0.2
    0.4
    Kobe 0.1
    0.2
    0.4
    无上覆水 El-Centro 0.1
    0.2
    0.4
    Kobe 0.1
    0.2
    0.4
    有上覆水 El-Centro 0.1
    0.2
    0.4
    Kobe 0.1
    0.2
    0.4
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    表  2  应变峰值

    Table  2.   Peak value of strain × 10−6

    应变片编号刚性隧道柔性隧道
    0.1g0.2g0.4g 0.1g0.2g0.4g
    S191528193360
    S22943954467110
    S3172860183460
    S4182436192548
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    表  3  应变峰值

    Table  3.   Peak value of strain × 10−6

    应变片编号无上覆水有上覆水
    0.1g0.2g0.4g0.1g0.2g0.4g
    S1 10 17 31 11 23 60
    S2 18 25 114 20 29 128
    S3 19 22 47 17 22 64
    S4 20 23 41 19 19 67
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    表  4  应变峰值

    Table  4.   Peak value of strain × 10−6

    应变片编号0.1g0.4g
    刚性隧道ADINA柔性隧道ADINA
    S1 9 10 28 30
    S2 29 33 95 100
    S3 17 21 60 66
    S4 18 20 36 41
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-10-30
  • 修回日期:  2019-08-26
  • 网络出版日期:  2020-07-23
  • 刊出日期:  2020-12-15

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