近断层脉冲型地震动作用下隧道抗减震理论研究

近断层地震动是近年来国内外科研工作者研究的新兴领域，而与隧道工程相结合的研究尚属空白。隧道本身具有较好的抗震性能，但震灾调查显示，近断层区隧道易发生坍塌性破坏，如汶川大地震中遭受严重损毁的都汶公路龙溪隧道。而我国一些重要城市，如成都、乌鲁木齐、兰州和西宁等均处于地震近断层区。本课题研究近断层脉冲型地震动作用下隧道的抗减震理论，并提出有效的抗减震措施。申请人承担的相关科研项目取得的成果，以及参加汶川大地震灾后救援积累的大量现场资料，为本课题开展奠定了良好的基础。.本课题着重解决如何选用合理的脉冲模型模拟输入地震动、近断层脉冲型地震动作用下隧道的破坏机理、近断层隧道的抗减震设计方法等关键问题。预期目标：建立近断层脉冲型地震动作用下隧道的动力响应分析方法；建立近断层脉冲型地震动作用下隧道的抗减震理论及评价方法。课题的研究将采用现场调研、数值模拟、模型试验和理论分析相结合的方式。

近断层地震动是近年来国内外科研工作者研究的新兴领域，而与隧道工程相结合的研究尚属空白。隧道本身具有较好的抗震性能，但震灾调查显示，近断层区隧道易发生坍塌性破坏，如汶川大地震中遭受严重损毁的都汶公路龙溪隧道。而我国一些重要城市，如成都、乌鲁木齐、兰州和西宁等均处于地震近断层区。本课题的完成情况及取得的成果如下：. 1、对隧道动力响应数值模拟的几个基本问题进行了分析，总结了地震波合理选取的原则和方法，动力分析采用无限元边界，选择合适的网格尺寸，对输入地震波进行频谱分析和滤波分析等可以提高数值模拟的可靠性和精度。. 2、对近断层脉冲型地震动作用下隧道动力响应进行了分析，得到了埋深对隧道地震响应特性的影响，竖向与水平向峰值加速度比值对隧道地震响应特性的影响，以及围岩等级对隧道地震响应特性的影响。. 3、对近断层脉冲型地震动作用下隧道减震措施进行了研究，可知，加固围岩对隧道加速度峰值，尤其是水平方向加速度峰值影响较大，水平方向加速度峰值随加固厚度增大而线性减小，对位移峰值和速度峰值影响较小；设置隔振层对隧道加速度峰值、速度和位移的影响均较小。