王正松 高 波

2008年“5◦12”汶川大地震中，城镇道路交通设施损毁严重。据交通运输部统计，四川、甘肃、陕西、重庆、云南、湖北、河南等省市，因地震受损的高速公路 19条，国道、省道干线公路 159条，农村公路 7 605条，道路累计长度 53 288 km;受损的桥梁 5 560座，隧道 110座，直接经济损失653.06亿元[1]。

已有资料及实例表明，强烈地震对隧道及地下工程会产生重大影响，一旦隧道破损，修复非常困难，特别是对一些重要线路上的长大隧道，因地震破坏而造成停运带来的经济损失远远超过隧道本身的修复费用[2-5];隧道洞口是整个隧道抗震设防的薄弱环节。因此，对隧道洞口段地震动力响应研究是十分必要的。

1 模型建立及数值模拟方法

1.1 计算模型建立及计算参数

根据雅泸高速公路某双连拱隧道洞口的地形及地质条件，并考虑到动力计算的边界效应问题，洞口模拟水平方向选取 130m;纵向沿隧道洞轴线方向则选取50m，顶部按照实际地质条件进行适当简化模拟。隧道模型见图 1，围岩参数见表 1。

表1 数值模拟参数表

1.2 边界条件

以有限区域来模拟无限区域的动力计算必须考虑边界上波的传播效应，应不使波在边界上发生反射再返回到计算域中，因此，在计算中采用黏性边界，该边界在FLAC3D模型中被称之为free-field boundary。具体方法为:在边界之外一微小距离设立与域内网格相同的单元以模拟无限域，该单元与域内外边界单元之间以弹性及黏性元件相连，以便吸收边界的反射能量。

1.3 地震波的选用

本文采用根据场地条件合成的超越概率为 2%的人工地震波，其峰值加速度约为4.37m/s2，出现时刻为6.46 s。……