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).

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80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

中图分类号: TU 93
[1] 张治国, 李乃义, 牛瑞, 王安源, 朱正国, . 考虑中导洞施工效应的双连拱隧道应力与位移复变函数解[J]. 岩土力学, 2025, 46(S1): 141-158.
[2] 张治国, 陈胤吉, 朱正国, 魏纲, 孙苗苗, . 软土小曲率盾构隧道开挖诱发黏弹性地层沉降的解析解[J]. 岩土力学, 2025, 46(S1): 309-321.
[3] 冉龙洲, 袁松, 王希宝, 张廷彪, 刘德军, 黎良仆, . 考虑围岩−盾体−注浆体−管片相互作用的深埋护盾式隧道掘进机法隧道围岩压力计算方法研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(S1): 366-376.
[4] 黄大维, 卢文剑, 罗文俊, 余珏, . 盾构隧道同步注浆对砂土地层竖向位移与周围土压力影响试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(9): 2837-2846.
[5] 宋利埼, 章敏, 徐筱, 孙静雯, 俞奎, 李昕尧, . 考虑管片接头转动效应的盾构隧道光纤反演分析[J]. 岩土力学, 2025, 46(8): 2483-2494.
[6] 宋牧原, 杨明辉, 陈伟, 卢贤锥, . 基于自注意力-循环神经网络模型的盾构引发的土体沉降预测[J]. 岩土力学, 2025, 46(8): 2613-2625.
[7] 宋伟涛, 张佩, 杜修力, 林庆涛, . 土性对浅埋盾构隧道施工地层响应影响研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(7): 2179-2188.
[8] 芮瑞, LIN A H, 杨俊超, 杨硕, . 被动活动门试验中的土拱效应演化规律[J]. 岩土力学, 2025, 46(6): 1657-1666.
[9] 韩世迎, 王航龙, 彭俊, 朱君星, 王林飞, 潘堃, . 结构面影响深埋隧道硬质围岩岩爆特征试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(6): 1765-1776.
[10] 佘磊, 赵阳, 李炎隆, 李东锋, 宋卿, 郑继光, 陈晨, . 基于隧道掘进机掘进参数的现场岩体力学参数快速估计方法[J]. 岩土力学, 2025, 46(5): 1595-1604.
[11] 武孝天, 姚仰平, 魏然, 崔文杰. 基于统一硬化模型的隧道施工引发土体变形数值模拟[J]. 岩土力学, 2025, 46(3): 1013-1024.
[12] 俞奎, 章敏, 秦文权, 孙静雯, 张开翔, 宋利埼, . 隧道穿越下埋地管线分布式光纤变形及脱空反演分析[J]. 岩土力学, 2025, 46(3): 894-904.
[13] 黄明华, 钟煜轩, 陆锦斌, 王克平. 基于非连续地基梁模型的基坑开挖诱发下卧盾构隧道变形分析[J]. 岩土力学, 2025, 46(2): 492-504.
[14] 谢立夫, 关振长, 黄明, 丘华生, 许超. 考虑主动铰接的盾构-地层相互作用模型及求解研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(11): 3574-3584.
[15] 真嘉捷, 赖丰文, 黄明, 廖清香, 李爽, 段岳强. 基于时序聚类和在线学习的盾构掘进地层智能识别方法[J]. 岩土力学, 2025, 46(11): 3615-3625.
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