岩土力学 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (8): 2083-2091.doi: 10.16285/j.rsm.2021.1794

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

含隧道场地地震动放大效应的深度变化规律研究

兰景岩1, 2，蔡金豆1，吴连斌1，史庆旗1   

  1. 1. 桂林理工大学 土木与建筑工程学院，广西 桂林 541004；2. 桂林理工大学 广西岩土力学与工程重点实验室，广西 桂林 541004
  • 收稿日期:2021-10-26 修回日期:2021-12-07 出版日期:2022-08-11 发布日期:2022-08-17
  • 作者简介:兰景岩，男，1981年生，博士，教授，硕士生导师，主要从事岩土工程和地震工程领域的科研和教学工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金（No. 52168067）；广西自然科学基金（No. 2021GXNSFAA220017）；广西高等学校千名中青年骨干教师培育计划（No. 2020）；广西研究生教育创新计划项目（No. YCSW2022311）

Study on variation law of ground motion amplification effects along depth in tunnel site

LAN Jing-yan1, 2, CAI Jin-dou1, WU Lian-bin1, SHI Qing-qi1   

  1. 1.College of Civil Engineering and Architecture, Guilin University of Technology, Guilin, Guangxi 541004, China; 2. Guangxi Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Guilin University of Technology, Guilin, Guangxi 541004, China
  • Received:2021-10-26 Revised:2021-12-07 Online:2022-08-11 Published:2022-08-17
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China(52168067) , the Guangxi Natural Science Foundation (2021GXNSFAA220017), the Foundation and the Training Program for a Thousand of Young and Middle-Aged Backbone Teachers in Guangxi Universities (2020) and the Innovation Project of Guangxi Graduate Education (YCSW2022311).

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摘要： 以剑桥大学工程系完成的含圆形隧道的动力离心模型试验结果为基础数据，在80g 重力加速度条件下，从模型基底处由弱至强输入4 种地震波 EQ1～EQ4，利用在叠环式模型箱内不同位置布设加速度传感器，获取了不同层位深度处隧道列的加速度时程记录，运用考虑相消干涉的传统谱比法，分析研究了地震作用下含隧道的场地放大效应随深度变化规律。研究结果表明：在EQ1～EQ4下各振型的地震动放大系数随深度变化曲线从基底到地表大部分呈现一个先减小后增大的现象；并统计到高阶振型地震动放大系数数值大于一阶振型的概率为 18.3%，振型越高，概率越大；近地表处地震动放大系数的最大值主要分布在 4.20～8.63 Hz的中部频段上，而不是出现在低频段上。

关键词: 动力离心模型试验, 隧道, 中硬土, 传统谱比法, 场地放大效应

Abstract:

Based on the results of dynamic centrifugal model test with circular tunnel completed by the Engineering Department of Cambridge University, four different kinds of seismic waves EQ1-EQ4 from weak to strong were input at the base of the model under the condition of 80g gravity acceleration, and acceleration sensors were arranged at different positions in the laminated model box to measure the acceleration time history at different depths along the tunnel location. Using the traditional spectral ratio method considering destructive interference, the variation law of site amplification effect with depth under earthquake was analyzed and studied. The results show that under EQ1-EQ4, the ground motion amplification factor of each vibration mode decreases first and then increases from the base to the surface. According to the statistics, the probability that the value of ground motion amplification factor of high-order mode is larger than the first-order mode is 18.3%. The higher the mode, the greater the probability. The maximum value of ground motion amplification factor near the surface is mainly distributed in the middle frequency band of 4.20 – 8.63 Hz, rather than in the low frequency band.

Key words: dynamic centrifugal model test, tunnel, medium-stiff soil, traditional spectral ratio method, site amplification effect

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[1] 胡垚, 雷华阳, 雷峥, 刘英男, . 三向地震作用下叠交隧道地震响应振动台试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 104-116.
[2] 匡智浩, 李邵军, 杜灿勋, 邱士利, 吝曼卿, 杜三林, . 考虑应力变化速率的岩石脆性评价指标[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 293-300.
[3] 刘博, 徐飞, 赵维刚, 高阳, . 隧道工程结构模型试验系统研究综述与展望[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 452-468.
[4] 刘波, 章定文, 李建春, . 基于多案例统计的基坑开挖引起侧方既有隧道 变形预测公式及其工程应用[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 501-512.
[5] 黎春林. 盾构开挖面三维曲面体破坏模型 及支护力计算方法研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(8): 2092-2102.
[6] 董建华, 徐斌, 吴晓磊, 连博, . 隧道分级让压支护作用下围岩 弹塑性变形全过程解析[J]. 岩土力学, 2022, 43(8): 2123-2135.
[7] 王祖贤, 施成华, 龚琛杰, 曹成勇, 刘建文, 彭铸, . 邻近车站(工作井)基坑开挖对下卧 盾构隧道影响的解析计算方法[J]. 岩土力学, 2022, 43(8): 2176-2190.
[8] 杨建平, 王琛, 黄煜诚, 秦川, 陈卫忠, . 水下盾构隧道运营期管片应变增量变化规律研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(8): 2253-2262.
[9] 李然, 王圣涛, 张顶立, 陈平, 潘红桂, 李奥, . 小净距隧道中夹岩对拉锚杆控制机制与工程应用[J]. 岩土力学, 2022, 43(7): 1865-1876.
[10] 张海龙, 汤杨, 任汀, 张东明, 王俊杰, 葛素刚, 大久保诚介. 复合地层隧道围岩强度实时估算研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(7): 1877-1883.
[11] 樊浩博, 周定坤, 刘勇, 宋玉香, 朱正国, 朱永全, 高新强, 郭佳奇, . 富水管道型岩溶隧道衬砌结构力学响应特征研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(7): 1884-1898.
[12] 张治国, 叶铜, 张成平, PAN Y T, 吴钟腾, . Stokes二阶波作用下斜坡海床中盾构隧道周围 砂土渗流压力响应分析[J]. 岩土力学, 2022, 43(6): 1635-1659.
[13] 崔臻, 盛谦, 李建贺, 付兴伟, . 蠕滑错断-强震时序作用下跨活断裂 隧道变形破坏机制初步研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(5): 1364-1373.
[14] 刘映晶, 杨杰, 尹振宇, . 内部侵蚀对地下结构影响的数值分析： 在隧道渗漏问题上的应用[J]. 岩土力学, 2022, 43(5): 1383-1390.
[15] 杨建华, 黄启欢, 姚池, 张小波, 周创兵, 陶铁军. 空洞对隧道喷射混凝土爆破振动特性 及安全评价的影响研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(5): 1401-1411.
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[1] 姚仰平，侯 伟. 土的基本力学特性及其弹塑性描述[J]. , 2009, 30(10): 2881 -2902 .
[2] 徐金明,羌培,张鹏飞. 粉质黏土图像的纹理特征分析[J]. , 2009, 30(10): 2903 -2907 .
[3] 向天兵，冯夏庭，陈炳瑞，江 权，张传庆. 三向应力状态下单结构面岩石试样破坏机制与真三轴试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2908 -2916 .
[4] 石玉玲，门玉明，彭建兵，黄强兵，刘洪佳. 地裂缝对不同结构形式桥梁桥面的破坏试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2917 -2922 .
[5] 夏栋舟，何益斌，刘建华. 土-结构动力相互作用体系阻尼及地震反应分析[J]. , 2009, 30(10): 2923 -2928 .
[6] 徐速超，冯夏庭，陈炳瑞. 矽卡岩单轴循环加卸载试验及声发射特性研究[J]. , 2009, 30(10): 2929 -2934 .
[7] 张力霆，齐清兰，魏静，霍倩，周国斌. 淤填黏土固结过程中孔隙比的变化规律[J]. , 2009, 30(10): 2935 -2939 .
[8] 张其一. 复合加载模式下地基失效机制研究[J]. , 2009, 30(10): 2940 -2944 .
[9] 易 俊，姜永东，鲜学福，罗 云，张 瑜. 声场促进煤层气渗流的应力-温度-渗流压力场的流固动态耦合模型[J]. , 2009, 30(10): 2945 -2949 .
[10] 陶干强，杨仕教，任凤玉. 崩落矿岩散粒体流动性能试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2950 -2954 .
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