6.—8 隧道纵向【地震反应计算—的反应?位移法?
6!.8.1《 研究发现隧道】结构刚度较》大而密度小于地【层其纵向变形—取决于隧道周—围地层的《位移:包括:沿,隧道:纵向和横向》水平位?移,而,隧,道衬砌结构则通过弹!簧与地层《相,连或视为弹性地基梁!并随地?层位:移而产生相关—变形目前隧》道纵向地《震反应计算方—法有很?多种根据土层和隧道!变形情况大体上【可以分为共同变【形法和相对》变,形法两大类共同【变形法认为在地震波!作用下隧道随周围】土层一?并波:。动变形?两,者间无?相对:位移:;而相?对变形法认为隧道的!刚,度对周围《土层的变形》会产生一定的影响两!者通过相《互作用使得隧道的】变形:与自:由场土层《变形并不完》全,一致:。历次震?害表明相对变形法能!更准确?地计算隧道》纵向地震《反应
《
— , 纵向反应位移法】是一种相《对变:形法该方法是在求】得结构周围土层地震!变形的情况下采用变!形,。传递系数来》考,虑结构的真实变形并!由此:计算结构的》地震:反应:
6【.8.2 土层地!震动:可以分解为与隧道纵!轴平:行和垂直的两个分量!其中:与隧道?纵轴平行的分量【。可使:隧道结构随周围【土层产?生平行于隧道轴【线的拉压变形隧道】将产生拉压应力【;与隧道纵轴垂【直的分量可使隧【道结构随周围土【层产生?垂直于隧道轴线的水!平和:。竖直方向的》横向变形隧道将产】。生挠:曲应力因此评估隧】道纵向地《震,反应时需计算沿隧道!纵向的拉《。压应力和挠曲应【力
》
6.8》.,3 地基》土的基?床,系数可根据》土,的动力特性》通过现场试验或【采用计算方法—确定:现行国家标准核电】厂抗:震设计规范GB【 50?26:7采用下列》公式确定
】
! : 式中Kt》、K1横向和轴向】单位长度上地基【。土的:弹簧刚度(MP【a/m)《;
】 》 , G与地震【震动最大应变—幅度相应的》地,基土:的剪切模量》(M:Pa)?;
》
【 β换算】系数其值可取为【1/3?
】 基床系数—也可:以采用有限元计算方!法,如,下根据土层一维地震!反应分析《求出与地震震—动,最大应变《。幅度相应的土层【参数对土《层建立有《限,元模型在《模,型的结?构部位分别沿隧道纵!向和横向施加—均布荷载q由静力法!算出结构位》置的:。平均变形δ》(图5)从而求【得纵向基床系数和横!向,基床:系,数K=q《/δ另外也可以在】计算模型结》构处施加单位强制】位移然后《。根据反力求出基【床系:数上述两种计—算方法本质》是相同的
【
,
》。
,
图5《 , 有限元法计算基】床系:数,
— 当》隧道为矩形结构【时周长W为隧道【横截面上下底边长与!。侧墙边长之和;当隧!道为圆形结构时周】长W为πD》其中D为《。圆形:结构直径《
6.8!。.,5 : 由于变形》。。缝与隧道结构在【强度、刚度等方面】存在差异因此—需采用?不同的模型进行模】拟在施加横向地【。震,动位移时隧道结构将!。产生横向挠》曲,变形变形缝由于采用!了,一定的抗《震措施因此可承受一!定,的弯矩作用可将【变形缝简化为弯曲非!线性弹簧《。模型;同样在施加】纵向地震动位—移时:隧道结构将》产生拉压变》形变形缝一样—能承受一定》。的拉压荷载同时因为!其抗:拉压能力不》同因此可将变形【缝,简化为?非对称拉压非线【性弹簧模型
】
?6.8.6 盾】构,。施工时一般在衬【砌环之间的结构相对!薄弱因此可》将结构梁单元取为】一盾构环的长度;而!对于:沉管和?明挖施工《法,。结构连续《性较强可按隧—道自然节段确—。定但为了保证计算】精度:梁单元长《度不应大于10m】同时应?满,足模型总《长,度不小于土层变形波!长的要求
—