刘灿　吴志强

摘要：目前混凝土衬砌隧洞抗震设计主要采用拟静力法，存在无法考虑地震动作用对衬砌隧洞的影响。为了分析混凝土衬砌后的土质隧洞动力响应，采用有限元强度折减法对某土质深埋衬砌隧洞进行了动力计算。结果表明：①在地震作用下，抗震性差的衬砌隧洞周围土体单元塑性区向45。发展，在隧洞破坏时塑性区范围不断增大，而抗震性能较好的衬砌隧洞周围土体塑性区在地震时程中变化不大。②在地震作用下，衬砌及周围土体出现应力集中现象，且随着地震时程的延长，应力集中范围逐渐增大。隧洞位移最大点出现在底拱和两拱脚位置。衬砌应力集中现象出现在顶拱和两侧拱脚处，周围土体应力集中主要分布在顶拱及底拱处。

关键词：土质隧洞;混凝土衬砌;稳定;有限元强度折减法

中图分类号：TV222.2

文献标志码：A

doi：10.3969/j.issn.1000- 1379.2019.03 .025

甘肃省多数引水隧洞不可避免地会穿越黄土地质，引水隧洞抗震结构稳定性对隧洞开挖支护衬砌等影响巨大。在现行水工隧洞设计中，大部分仍采用荷载一结构法进行结构计算，荷载值无法准确计算，且无法考虑围岩和混凝土衬砌结构材料的非线性。20世纪早期，浅埋地下工程普遍应用以海姆、郎金、金尼克为代表的古典压力理论，认为支护结构承受的荷载是其上部的围岩自重[1].后来深埋隧洞逐渐发展出太沙基和普氏理论，认为支护结构承受的荷载是围岩塌落拱内的岩体重力[2]。随着研究深入，逐渐开展了模型试验研究，但基本只能换算埋深50 m以内的圆形隧洞[1]。……