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铁道标准设计2025年第10期:盾构隧道纵向抗震简化计算模型对比

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张景;

单位:极端环境岩土和隧道工程智能建养全国重点实验室;中铁第一勘察设计院集团有限公司;

摘要:为对比分析盾构隧道纵向等效刚度梁模型及纵向梁-弹簧模型在纵向抗震分析时的适用性及计算精度,采用纵向广义反应位移法分别对两种模型开展纵向抗震计算并对比分析内力时程及峰值包络结果。结果表明:(1)纵向等效刚度梁模型、纵向梁-弹簧模型计算所得地震弯矩、轴力时程曲线及其沿隧道全长包络曲线规律一致,两种模型所得隧道穿越软硬岩交界面时纵向抗震不利区段的范围大致相同,均为软硬交界面两侧10倍管片幅宽范围之内;(2)当地震动沿隧道纵向激振时,隧道竖直面内的纵向弯矩及纵向轴力占主导地位,水平面内弯矩趋近于零,当沿隧道横向激振时,隧道水平面内纵向弯矩占主导地位,竖直面内的纵向弯矩及纵向轴力均趋近于零,隧道纵向内力峰值及方向对地震动作用方向高度敏感;(3)纵向等效(抗弯)刚度模型所得弯矩结果与纵向梁-弹簧模型量值相当、精度一致,但其未能考虑环间接头拉压异性导致轴力计算结果失真,纵向梁-弹簧模型地震内力计算结果可完全包络等效刚度梁模型。通过对比研究,纵向梁-弹簧模型能够独立考虑环间接头的力学行为,其计算结果可以兼顾精度及效率,具有更高的实用价值。

关键词:盾构隧道;;纵向广义反应位移法;;等效刚度梁模型;;梁-弹簧模型;;纵向抗震计算

基金资助:陕西省创新能力支撑计划项目(2024ZC-KJXX-130);; 中国铁建股份有限公司地下空间利用领域科研计划项目(2024-W24);; 中铁第一勘察设计院集团有限公司科研项目(KY23-B036)