穿越活动地裂缝地铁隧道震害机制研究

doi:10.13722/j.cnki.jrme.2014.1254

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摘要通过振动台模型试验对穿越活动地裂缝的地铁隧道的动力响应进行了研究，研究内容主要包括地铁隧道的加速度反应，土压力及应变的变化规律。分析结果表明，穿越活动地裂缝的地铁隧道在地震荷载作用中，活动地裂缝场地产生不均匀沉降，上盘沉降大于下盘区，预设地裂缝部位沉降值最大，不均匀沉降导致次生裂缝及沉降陡坎产生，地铁隧道上方场地土体产生细小裂缝；地铁隧道与活动地裂缝的加速度时程曲线均与地震动荷载加速度时程具有一致性，地铁隧道各部位加速度时程保持一致，说明在地震中地铁运动保持整体性，上盘场地的加速度峰值较大，表明在活动地裂缝中上盘区对地震动力有一定的放大效应；活动地裂缝场地中土压力呈现出动土压力曲线变化，地震加载结束后隧道结构侧向的土压力受力状态及大小均产生变化，隧道结构顶部的土压力有较大增加；应变曲线表明在扩大断面的马蹄形隧道结构中拱腰部位的应变增值最大，拱顶部位次之，底板的应变增值相比最小。以上成果对于合理认识跨越地裂缝的地铁隧道的地震响应特征具有重要意义，可为地铁隧道实际工程设计和施工的抗震设防提供宝贵的基础资料。

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关键词 ：隧道工程, 地裂缝, 地铁隧道, 振动台模型试验, 隧道地震响应特性

Abstract：Based on the construction of the Xi?an metro tunnel which passes through active ground fissures，it is the first time that the dynamic responses of the horseshoe shape metro tunnel in the seismic loads are studied by the shaking table test. The research focuses on the acceleration，earth pressure and the strain of the tunnel. The test results show that with the dynamic load，uneven settlements and scarps come into being in the seismic load，and the deepest points are along the fissure. The settlement of the hanging wall is larger than that in the footwall. There are cracks of the soil upon the tunnel appear after the seismic loads. The accelerations along the tunnel are similar in every points show that the tunnel is a unity. The acceleration of the hanging wall is larger than that in the footwall；this shows that the hanging wall has the character of expanded the seismic loads. The earth pressure curves show the value and direction changed with the seismic loads，the earth pressure of the middle of the arched is the biggest，the secondary is the points of the bottom of the floor，and the top of the arched is the least one. These findings are of great importance to the rational understanding of earthquake behaviors of metro tunnels through active ground fissure zones，and they may provide earthquake resistant design and construction of practical projects

Key words： tunneling engineering active ground fissure metro tunnel shaking table model test seismic response

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链接本文:

http://www.rockmech.org/CN/10.13722/j.cnki.jrme.2014.1254 或 http://www.rockmech.org/CN/Y2015/V34/I07/10

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