考虑衬砌减薄及脱空的公路隧道地震易损性研究

摘要

衬砌背后脱空、衬砌厚度不足是我国运营隧道的典型质量缺陷，这些缺陷的存在会直接影响隧道结构的抗震性能，加剧隧道的地震损伤。近年来，基于质量缺陷对隧道抗震性能影响的研究多采用确定性方法，缺少考虑地震波随机性的定量评估。依托云南某两车道运营公路隧道，采用增量动力分析(increment dynamic analysis, IDA)方法开展了考虑衬砌减薄及脱空组合缺陷的一系列隧道地震响应时程分析。根据隧道地震易损性分析理论，建立了组合缺陷影响下的公路隧道地震易损性曲线，分析了组合缺陷程度、缺陷位置、围岩等级和地震波入射方向等因素对隧道地震易损性的影响。结果表明：衬砌减薄及脱空组合缺陷程度、缺陷位置、围岩级别和地震波入射方向均对隧道地震易损性有重要影响。组合缺陷的存在增大了隧道结构的易损性，随组合缺陷程度的增大，衬砌地震损伤概率呈非线性增加。质量缺陷对隧道易损性的影响程度随发生部位不同而异，拱肩缺陷对隧道易损性的影响大于拱顶缺陷。围岩等级越差，隧道易损性受组合缺陷的影响就越大。隧道在横向地震作用下的易损性大于竖向地震作用下的易损性，且易损性受地震波方向的影响随缺陷位置的不同而异。缺陷位于拱肩部位时，隧道结构易损性受竖向地震动的影响更大，而缺陷位于拱顶时受横向地震动的影响更大。

关键词

公路隧道 / 衬砌减薄及脱空 / 围岩级别 / 地震波方向 / 易损性曲线