张艳美, 吴文涛,2, 李国勋, 毕舰心

(1. 中国石油大学(华东) 储运与建筑工程学院, 山东 青岛 266580;2. 北京海港房地产开发有限公司 鲁能集团, 北京 100020)

0 引言

随着城市轨道交通的大规模发展,不可避免地会有地铁隧道遇到可液化土层情况,可能面临地震液化导致隧道结构破坏的风险[1]。作为城市交通的重要组成部分,地震过程中地铁隧道的结构安全尤为重要。许多国内外学者已经对可液化场地中的地铁隧道进行了动力数值分析或振动台试验[2-13]。但是地铁隧道体量大、土体液化对其影响因素复杂[4],如局部液化、行波激励的影响等仍需要进一步深入研究。本文基于FLAC3D软件,建立地基-隧道三维数值模型,分析局部液化、行波激励等因素对液化场地区间隧道结构动力响应的影响。

1 计算模型与参数

根据计算内容建立了两种数值模型,底面皆为不透水基岩固定端、顶面为透水自由面、周边设置自由场边界,模型类别列于表1,网格划分如图1所示。模型中的地基土采用实体单元、衬砌采用壳结构单元,其中衬砌直径6 m、厚度0.35 m、埋深7 m;衬砌混凝土强度为C40、轴心抗压强度设计值19.1 MPa、轴心抗拉强度设计值1.71 MPa;地基土采用Mohr-Coulomb屈服准则、Finn动孔压计算模型;采用自由场边界,数值模型采用自由场边界,根据文献[14]模型横向计算范围为50 m,约为洞径的8.3倍;在考虑隧道结构动力响应准确性和计算速度的基础上对计算区域进行网格划分,隧道结构附近较密,远离隧道处较稀疏,根据软件中关于模型网格尺寸与频率的关系,模型中网格最大尺寸约为2 m;论文采用局部阻尼,局部阻尼系数取为0.157 1。……