华 针

(中国铁路设计集团有限公司 城轨事业部，天津 300100)

0 引 言

盾构隧道为纵向延伸的线性结构物。因此,隧道地基的力学性质和地层情况差异性较大。不同土层条件,隧道纵向会受不同地震动的影响。由于隧道纵向靠螺栓连接,环向接头刚度小,抗纵向变形能力弱,在隧道纵向变形达到一定的量值后,可能出现由于管片环缝张开量过大而隧道漏水或管片纵向受拉破坏,从而影响隧道的安全及可靠性,因此地震时隧道纵向行为的研究是相当重要的课题[1-3]。

盾构隧道在结构上多采用螺栓连接的预制管片,由管片主体、横向连接同一圆环内各衬砌块的管片接头和纵向连接隧道各圆环的环向接头构成。接头的刚性比预制管片本身的刚性小,与其他方法建设的隧道相比,盾构隧道的一次衬砌,无论在横断面还是纵断面都是刚性较小的预制结构。因此在进行盾构隧道的抗震研究时,需充分考虑盾构隧道是存在大量接头的柔性结构[4,5]。

本文主要采用隧道纵向地震反应计算的反应位移法进行了抗震分析,通过大型有限元软件ABAQUS计算地震作用一致激励下隧道环间接头的张开量,分析了不同抗震设防烈度下隧道整体纵向的抗震性能。

1 隧道纵向梁弹簧分析

隧道纵向分析方法可以分为基于梁弹簧模型的反应位移法和土、隧道结构皆为实体单元(或结构为壳单元)表达的三维有限元方法。前者较为简单,并可以描述隧道整体的宏观特性,但地基弹簧刚度的取值存在不确定性;后者虽然可以精确表现结构部件的细观反应,但建模复杂且计算量大。……