Ⅴ级围岩-断层条件下修正地震系数法对铁路隧道适用范围研究

合理的抗震计算方法是隧道结构合理设计的基础。长期以来,隧道结构的抗震设计多采用地震系数法,但当隧道埋深较大时,此方法具有明显的缺陷。按照地震系数法计算时作用在隧道上的水平惯性力随埋深的增加而增加,与实际震害统计不完全相符。采用反应位移法及动力时程法对地震系数法的上覆地层高度进行修正,获取不同内净空最大跨度隧道结构上覆地层的等效高度。进而将修正后的结果与跨断层振动台模型试验进行对比,研究修正地震系数法在跨断层铁路隧道中的适用性。结果表明:对于隧道内净空最大跨度B,当B≤8 m、8 m<B≤12 m及B>12 m时,上覆地层等效高度分别为5.0B、4.1B、1.7B,且等效高度不受地震加速度峰值影响。振动台模型试验显示,当B=6.4 m时,加速度峰值越大,断层破碎带对邻近衬砌内力影响越明显。对于0.15g、0.3g峰值加速度工况,当分别远离断层面距离2.66B、5.63B后,修正后的地震系数法结果可以较好的包络住振动台模型试验的衬砌内力极值,为地震系数法有效的适用范围。所得结论对提升地震系数法在铁路隧道抗震设防设计方面的应用具有一定价值。