横向激励下隧道-竖井节点地震响应研究

隧道-竖井节点是地下空间网络的重要节点,也是其抗震薄弱环节。由结构突变造成的土-结构动力相互作用不均匀会导致隧道与竖井产生显著的差动响应。本文依托典型软土道路隧道工程,以隧道-竖井节点为试验对象,依据动力相似原理完成了以土-结构相对刚度为控制因素的模型设计,并开展了横向激励下隧道-竖井节点振动台模型试验。试验中测量了结构加速度响应和结构变形两类数据。通过对比加速度峰值和相关系数,对隧道与竖井间的地震差动响应进行了定量描述,并分析了由此引发的隧道纵向变形模式。在此基础上,基于梁-弹簧模型,提出了隧道-竖井节点地震响应拟静力简化分析模型,并推导了隧道变形的拟静力解析计算方法。经振动台试验结果验证,该拟静力简化分析模型可较好地预测隧道纵向变形,并以闭式解的形式,直接建立了隧道纵向变形与隧道-竖井相对位移的定量关系。