浅埋偏压黄土隧道震害机制振动台模型试验研究

摘要

黄土高原地区强震频发，常发生大规模密集型黄土滑坡.浅埋偏压黄土隧道因覆盖层厚度小、坡面临空面等因素的影响，地震动放大效应明显，易发生严重震害.本文基于大型振动台模型试验，对浅埋偏压大断面黄土隧道的震害特征和震害机制进行了系统研究.结果表明，隧道空腔的存在对坡面加速度放大系数的分布特征影响较大，影响区域主要集中在0.25H～0.80H范围内；坡体内水平向加速度放大系数随高程的增大呈非线性增长趋势，约2/3坡高以下区域加速度放大效应较弱，约2/3坡高以上区域加速度放大效应显著增强；在水平向地震动作用下，偏压隧道衬砌沿右拱腰至左墙脚以及左拱腰至右墙脚共轭45°方向形成贯通拉压裂缝，震害严重；小角度偏压条件下，坡体内部产生了从坡顶贯通至隧道深埋侧墙脚处的连续滑裂面，坡体表面和坡顶产生了局部连续滑移和局部坍塌；隧道空腔的动力放大作用是坡表局部滑裂面形成的主要原因，而地震惯性力与岩土体重力产生的斜向合力是隧道衬砌深埋侧挤入变形、浅埋侧挤出变形的根本原因.本研究可为浅埋偏压黄土隧道的抗震设计提供参考.

关键词

偏压隧道 / 加速度放大系数 / 震害机制 / 振动台模型试验