考虑土体空间变异性的可液化土层圆形隧道地震响应分析

兰州理工大学学报 ›› 2023, Vol. 49 ›› Issue (4): 117-121.

考虑土体空间变异性的可液化土层圆形隧道地震响应分析

姚方正^*1, 刘伯成¹, 慈伟², 杨尚川², 李睿³

1.无锡地铁集团有限公司, 江苏无锡 214000;
2.西南交通大学交通隧道教育部重点实验室, 四川成都 610031;
3.中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司, 浙江杭州 311122

收稿日期:2020-01-19 出版日期:2023-08-28 发布日期:2023-08-29
通讯作者: 姚方正(1993-),男,江苏无锡人,工程师. Email:553640039@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金(51808456)

Seismic response analysis of subway tunnel in liquefiable soil layer considering soil spatial variability

YAO Fang-zheng¹, LIU Bo-cheng¹, CI Wei², YANG Shang-chuan², LI Rui³

1. Wuxi Metro Corporation, Wuxi 214000, China;
2. Key Laboratory of Transportation Tunnel Engineering of Ministry of Education, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China;
3. Power China Huadong Engineering Corporation Limited, Hangzhou 311122, China

Received:2020-01-19 Online:2023-08-28 Published:2023-08-29

摘要/Abstract

摘要： 引入随机场理论,研究可液化土层土体力学参数空间变异性对地铁隧道地震响应的影响.基于FLAC3D有限差分软件建立隧道下方存在可液化土层的数值模型,首先在假设土体为均质的情况下进行计算,发现隧道结构拱顶和拱腰的变形相差较大,且隧道结构在水平方向发生整体偏移;随后进行随机性计算,发现考虑土体参数空间变异性时得到的隧道结构地震响应远大于确定性计算结果,表明传统的均质土体假设高估了隧道结构在地震作用下的安全性.

关键词: 液化土层, 隧道, 随机场, 动力响应

Abstract: The seismic response of subway tunnels is studied by introducing random field theory and considering the spatial variability of soil mechanics parameters. Based on FLAC3D finite difference software, the numerical model of a subway tunnel with liquefiable soil layer below was established. It is found that under the assumption of homogeneous soil the deformation of the tunnel is quite different from that of the arch and the arch waist, and the overall displacement of the tunnel occurs in the horizontal direction. While the seismic response of tunnel considering the spatial variability is much larger than that of the above deterministic calculation which shows that the traditional assumption of homogeneous soil overestimates the safety of the tunnel under earthquake.

Key words: liquefiable soil, tunnel, random field, dynamic response

中图分类号:

U451

姚方正, 刘伯成, 慈伟, 杨尚川, 李睿. 考虑土体空间变异性的可液化土层圆形隧道地震响应分析[J]. 兰州理工大学学报, 2023, 49(4): 117-121.

YAO Fang-zheng, LIU Bo-cheng, CI Wei, YANG Shang-chuan, LI Rui. Seismic response analysis of subway tunnel in liquefiable soil layer considering soil spatial variability[J]. Journal of Lanzhou University of Technology, 2023, 49(4): 117-121.

导出引用管理器 EndNote|Reference Manager|ProCite|BibTeX|RefWorks

链接本文: https://journal.lut.edu.cn/CN/

https://journal.lut.edu.cn/CN/Y2023/V49/I4/117

[1]	叶帅华, 王英杰, 李京榜, 陶晖, 叶炜钠. 地震作用下坡体几何特征对多级黄土边坡动力响应影响[J]. 兰州理工大学学报, 2026, 52(2): 137-144.
[2]	张靖华, 陈争. 石墨烯片增强功能梯度介电梁的非线性动力响应[J]. 兰州理工大学学报, 2026, 52(1): 164-172.
[3]	吴长, 王化鑫, 张丹, 杨佑佩, 张悦瀚. 冲击荷载下球壳顶点动力响应及凹陷半径研究[J]. 兰州理工大学学报, 2026, 52(1): 135-141.
[4]	陶晖, 叶炜钠, 李京榜, 叶帅华, 花道轩, 章瑞环. 地震作用下多级黄土边坡的抗震设计优化研究[J]. 兰州理工大学学报, 2026, 52(1): 127-134.
[5]	郑中元, 杜牧青, 刘新源. 考虑随机场的地铁致地表振动概率密度演化分析[J]. 兰州理工大学学报, 2025, 51(1): 116-122.
[6]	叶帅华, 冯文刚, 李京榜, 陶晖. 框架锚杆支护结构动力模型建立及响应分析[J]. 兰州理工大学学报, 2024, 50(1): 116-122.
[7]	邓友生, 彭程谱, 李令涛, 刘俊聪, 姚志刚. 单桩压浆对土体抗震性能影响[J]. 兰州理工大学学报, 2023, 49(5): 120-126.
[8]	张伟, 乔雄, 骆维斌, 王延文, 田过勤, 倪伟淋, 刘文高. 分部开挖法施工隧道中隔壁优化研究[J]. 兰州理工大学学报, 2022, 48(6): 127-135.
[9]	王秀丽, 程荣荣, 朱中城, 梁海. 内置H型钢泥石流拦挡坝抗块石冲击性能研究[J]. 兰州理工大学学报, 2022, 48(5): 114-119.
[10]	李万润, 黄杰, 丁明轩, 李德强, 王雪平, 杜永峰. 风力发电结构在风沙荷载激励下的动力响应分析[J]. 兰州理工大学学报, 2022, 48(2): 107-114.
[11]	李少华. 曲线并行盾构隧道施工控制研究[J]. 兰州理工大学学报, 2022, 48(1): 128-133.
[12]	李天平. 考虑土-结构相互作用的埋置式双层储油罐地震响应分析[J]. 兰州理工大学学报, 2021, 47(6): 115-121.
[13]	王秀丽, 周磊. 泥石流冲击作用下CFRP加强型柔性索网体系动力响应分析[J]. 兰州理工大学学报, 2021, 47(1): 136-143.
[14]	邓祥辉, 夏道洪, 王睿, 张永杰. 关林子隧道下穿既有道路爆破振动影响[J]. 兰州理工大学学报, 2020, 46(6): 119-124.
[15]	丁艳梅, 王腾, 寇兴亭, 焦振宇, 宋彧. 小高层结构屋顶不同的TMD设置方式减震对比分析[J]. 兰州理工大学学报, 2020, 46(4): 116-121.