摘要:以西部高烈度地震區(qū)淺埋公路隧道為依托,通過大型振動臺模型試驗(yàn),研究隧道穿越軟硬圍巖段在地震荷載作用下設(shè)置減震層的動力響應(yīng)特性,并采用數(shù)值模擬方法對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證分析。試驗(yàn)及數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明,從洞身段來看,減震層厚度存在最優(yōu)值;從穿越軟硬圍巖段來看,增加減震層厚度可降低隧道沿縱向的動力響應(yīng)差異,但加速度峰值會有所上升;拱頂圍巖和隧道襯砌結(jié)構(gòu)加速度響應(yīng)頻譜曲線均表現(xiàn)出"三峰值"現(xiàn)象,設(shè)置減震層并不會顯著改變圍巖頻譜特性,襯砌結(jié)構(gòu)也不顯著體現(xiàn)自振特性,其響應(yīng)主要取決所穿越圍巖的動力特性;減震層處于最優(yōu)值時(shí)可通過吸收更多的低頻組分來降低隧道的動力響應(yīng);設(shè)置減震層可顯著降低二襯動應(yīng)力,但會使初支動應(yīng)力呈現(xiàn)不同程度的放大,隨減震層厚度的增加,二襯動應(yīng)力先減小后增大,初支動應(yīng)力先增大,后呈降低趨勢;通過觀察襯砌破壞形態(tài),隧道拱頂、拱腳和仰拱易發(fā)生開裂,設(shè)置減震層后,仰拱相對容易發(fā)生破壞,應(yīng)給予重點(diǎn)關(guān)注。研究成果可為西部高烈度地震區(qū)淺埋隧道抗震設(shè)計(jì)提供參考。
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