不同进洞高程隧道洞口段大型振动台模型试验研究

doi:10.11988/ckyyb.20170720

长江科学院院报 ›› 2019, Vol. 36 ›› Issue (3): 98-102.DOI: 10.11988/ckyyb.20170720

不同进洞高程隧道洞口段大型振动台模型试验研究

岳琳琳^1,2,3, 梁庆国^1,2,3, 蒲建军^1,2,3, 张钦鹏^1,2,3

1.兰州交通大学土木工程国家级实验教学示范中心,兰州 730070;
2.兰州交通大学土木工程学院,兰州 730070;
3.兰州交通大学甘肃省道路桥梁与地下工程重点实验室,兰州 730070

收稿日期:2017-06-22 出版日期:2019-03-01 发布日期:2019-03-01
作者简介:岳琳琳(1994-),女,河南商丘人,硕士研究生,主要从事隧道与地下工程结构稳定分析研究。E-mail: 1648954025@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金项目(41562013,41262010);教育部长江学者和创新团队滚动支持发展计划项目(IRT_15R29);甘肃省基础研究创新群体资助项目(145RJIA332)

Shaking Table Model Test on the Dynamic Response of Tunnel Entrance at Different Elevations

YUE Lin-lin^1,2,3, LIANG Qing-guo^1,2,3, PU Jian-jun^1,2,3, ZHANG Qin-peng^1,2,3

1.National Demonstration Center for Experimental Civil Engineering Education, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China;
2.School of Civil Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China;
3.Key Laboratory of Road & Bridge and Underground Engineering of Gansu Province, Lanzhou 730070, China

Received:2017-06-22 Published:2019-03-01 Online:2019-03-01

摘要/Abstract

摘要： 随着我国“一带一路”战略对中西部铁路建设投资力度的进一步加大,黄土地震区隧道安全问题日渐突出。如目前已建成的宝兰客运专线、兰渝铁路,正在修建的成兰铁路、银西铁路等都穿越黄土地震带。长期以来,进洞高程作为影响黄土隧道洞口段边坡隧道系统动力响应的重要参数,很少得到关注。因此,将进洞高程作为一个关键参数,借助振动台模型试验与数值模拟分析,定性研究了坡-隧系统动力响应的特点,设计了相似比为1∶70的隧道洞口段边坡隧道系统大型振动台模型试验。坡脚进洞和1/2倍坡高进洞模型试验震害观测结果表明:坡-隧系统坡高、坡角、入射地震波、岩土体材料、填筑方式、衬砌结构相同,进洞高程不同,洞口段破坏形态不同,破坏程度各异。进洞高程对衬砌结构加速度响应的影响与激振幅值的大小密切相关,坡脚进洞的加速度响应远远小于1/2倍坡高处进洞衬砌结构的加速度响应。

关键词: 振动台试验, 动力响应, 边仰坡, 衬砌结构, 破坏特征

Abstract: Tunnel safety under earthquakes in loess area has become an increasingly prominent problem along with the intensifying of investment on railway construction in central and western China according to Belt and Road Initiative proposed by China. Some built projects such as Baoji-Lanzhou high-speed railway and Lanzhou-Chongqing railway, and railways under construction, including Chengdu-Lanzhou Railway and Xi’an-Yinchuan Railway, are all running across the loess seismic belt. For a long period of time, the elevation of tunnel entrance, which is an important parameter affecting the dynamic response of loess slope-tunnel system, has received few attention. In view of this, the dynamic response of loess slope-tunnel system is investigated with tunnel entrance elevation as a key parameter via shaking table test and numerical simulation. The similar ratio of slope-tunnel model was 1∶70, and the elevation of tunnel entrance was designed as zero (slope foot) and 1/2 times of slope height, respectively.Test results demonstrate that at different elevations of tunnel entrance, the failure pattern and damage degree of entrance segment are quite different despite the same conditions of slope height, slope gradient, incident earthquake wave, geomaterials, filling mode, and lining structure. The impact of entrance elevation on the acceleration in lining structure is closely related to the magnitude of the excitation amplitude, and the acceleration response of the tunnel lining structure with the entrance elevation at slope foot is much smaller than that with the entrance elevation 1/2 times of the slope height.

Key words: shaking table test, dynamic response, side heading slope, lining structure, failure characteristic

中图分类号:

岳琳琳, 梁庆国, 蒲建军, 张钦鹏. 不同进洞高程隧道洞口段大型振动台模型试验研究[J]. 长江科学院院报, 2019, 36(3): 98-102.

YUE Lin-lin, LIANG Qing-guo, PU Jian-jun, ZHANG Qin-peng. Shaking Table Model Test on the Dynamic Response of Tunnel Entrance at Different Elevations[J]. Journal of Changjiang River Scientific Research Institute, 2019, 36(3): 98-102.

[1]	陈爽, 方斌昕, 刘斯宏, 鲁洋, 李博文, 赵同乐, 顾一鸣. 土工袋垫层不同结构形式的振动台模型试验研究[J]. 长江科学院院报, 2023, 40(9): 147-154.
[2]	张继生, 赵康, 陈浩. 潮流能水轮机单桩基础的海床动力响应[J]. 长江科学院院报, 2023, 40(10): 88-95.
[3]	梁瑞, 包娟, 周文海. 水电工程边坡炮孔近区岩体爆破损伤特性[J]. 长江科学院院报, 2022, 39(8): 71-76.
[4]	毛昊然, 程琳, 杨杰, 马春辉, 袁兴国. 落石冲击荷载作用下埋地PCCP应力应变响应[J]. 长江科学院院报, 2022, 39(8): 113-119.
[5]	徐旭, 丁刚, 姚文娟. 风浪流荷载下基于AQWA的海上Spar型浮式基础稳定性分析[J]. 长江科学院院报, 2022, 39(5): 145-152.
[6]	鲁兴生, 王念秦, 王子毓. 坡体表面点转动方位测定仪的研制及其应用[J]. 长江科学院院报, 2022, 39(1): 165-170.
[7]	张肃, 丁秀丽, 黄书岭. 基于均匀设计-响应面-有限元法的软岩隧洞围岩与衬砌结构协同承载可靠性分析[J]. 长江科学院院报, 2021, 38(6): 79-85.
[8]	侯恒, 杨杰, 程琳, 吕高, 马春辉. 基于薄层单元的黏弹性人工边界的模拟[J]. 长江科学院院报, 2020, 37(2): 164-169.
[9]	魏涛, 陈国庆, 徐鹏. 复合混凝土热养护后力学性能及其均匀化性质[J]. 长江科学院院报, 2020, 37(12): 157-164.
[10]	唐为民, 马淑芝, 刘小浪, 赵轩. 地形地貌条件对边坡动力响应规律的影响[J]. 长江科学院院报, 2019, 36(11): 98-103.
[11]	王宁, 姜耀东, 朱登元, 闫正余. 坚硬煤岩组合体变形破坏特征及冲击特性研究[J]. 长江科学院院报, 2018, 35(3): 65-69.
[12]	刘勇，王运生，唐起，陈怡西. 复杂斜坡动力响应特征分析[J]. 长江科学院院报, 2016, 33(9): 66-71.
[13]	冉涛, 赵安平, 尹剑辉. 地震作用下顺层岩质滑坡稳定性离散元模拟[J]. 长江科学院院报, 2016, 33(3): 115-121.
[14]	冉耀,陈国庆,黄博睿,张晓东,陈丛姗. 直剪条件下不同宽度岩桥破坏特征试验研究[J]. 长江科学院院报, 2016, 33(10): 131-134.
[15]	陈秀云. 单一闭合中心裂隙对岩石单轴压缩破坏特征的影响[J]. 长江科学院院报, 2015, 32(9): 104-110.

不同进洞高程隧道洞口段大型振动台模型试验研究

Shaking Table Model Test on the Dynamic Response of Tunnel Entrance at Different Elevations

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