跨海減震隧道工程結構的地震動穩(wěn)定分析.pdf

1、為方便人們出行、促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，利用跨海隧道將遠離陸地的各個島嶼或陸地連接起來，是世界各國人民長久以來的夢想。隨著現(xiàn)代化的工程地質勘察、工程材料技術和施工技術的發(fā)展，這些夢想已在多處得到實現(xiàn)。
　　相較于其他形式的隧道如陸上隧道，跨海隧道有著更為復雜的地質環(huán)境。海底存在著復雜的地貌;跨海隧道需要在一定深度海水之下的巖體中開挖，有時候海水深度會非常深，其圍巖要承受巨大的水壓力;海底地質條件普遍較差，風化覆蓋層較厚，圍巖多為飽和中風

2、化和微風化裂隙巖體，其中存在著較高的孔隙水壓和滲透壓。因此跨海隧道跟陸上隧道相比，更容易出現(xiàn)失穩(wěn)破壞。
　　隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和人們工作生活節(jié)奏的加快，跨海隧道必將在未來的交通運輸當中起到?jīng)Q定性作用。因此，進行復雜地質環(huán)境下跨海隧道的地震動穩(wěn)定研究，定量估計跨海隧道的地震動安全系數(shù)具有重要的理論和工程實際意義。
　　本文以膠州灣跨海隧道為工程背景，在現(xiàn)有關于陸上隧道地震動穩(wěn)定研究以及跨海隧道靜力穩(wěn)定分析的基礎上，利用ADIN

3、A軟件分別建立結構模型和流體模型?？紤]粘彈性人工邊界以及地震、滲流的影響，通過兩個模型進行流-固耦合動力分析，研究海水深度、覆巖厚度和滲透系數(shù)對跨海隧道動力穩(wěn)定安全系數(shù)的影響以及跨海隧道塑性區(qū)的變化規(guī)律。同時研究了有無減震層時跨海隧道圍巖結構安全系數(shù)的變化情況，從而得到了設置減震層對跨海隧道安全系數(shù)的影響。研究結果表明:
　　(1)滲流和雙向地震作用下，跨海隧道的塑性區(qū)最先出現(xiàn)在跨海隧道兩側拱腳、拱肩周邊部位，拱頂部位沒有出現(xiàn)塑形

4、區(qū)，較為安全。
　　(2)在海水深度一定的情況下，覆巖厚度越大，塑性區(qū)發(fā)展愈明顯，安全系數(shù)越小;在覆巖厚度一定的情況下，海水深度越大，塑性發(fā)展愈明顯，安全系數(shù)越小，但變化幅度不大;滲透系數(shù)對圍巖塑形區(qū)發(fā)展和地震動安全系數(shù)的影響不明顯。
　　(3)設置減震層可以提高跨海隧道結構在地震作用下的安全系數(shù)，能夠起到良好的減震效果。
　　(4)覆巖厚度越厚，設置減震層對跨海隧道在地震作用下的安全系數(shù)提高越少;海水深度和滲透系數(shù)的