伪静态与伪动态方法：理论比较及其在地下隧道稳定性中的应用

本文系统比较了地震分析中伪静态（Mononobe–Okabe, M–O）与伪动态方法的理论基础，指出传统伪动态方法忽略频率相关放大效应，导致基频附近加速度低估。研究通过隧道稳定性案例分析，揭示M–O方法使用峰值地面加速度（PGA）时对动态稳定性因子（DSF）的高估可达81%，但适用于低埋深高剪切强度土层中的隧道设计。

　　

研究亮点

伪静态与伪动态方法：一般性比较及其在地下隧道稳定性中的应用

研究必要性

地下隧道的抗震响应与地表结构存在显著差异，这主要源于土体惯性对坍塌的显著贡献[20,21]。隧道稳定性问题包含周边稳定性与掌子面稳定性两个方面，本次讨论聚焦于周边稳定性。周边稳定性分析需要计算支护系统为抵抗周围土体产生的最大应力所需的极限支护压力。

局限性与未来工作

• 伪动态方法（CPD和MPD）属于线性分析方法，即土体刚度和阻尼在地震荷载下保持不变。换言之，该分析是在小应变状态下进行的，循环剪切应变幅值不超过10^?5。尽管如此，MPD方法可以通过等效线性方法轻松扩展，以考虑剪切应变依赖性，从而适应高达10^?3的循环剪切应变幅值[42]。

• MPD方法方便地...

结论

由于一维剪切波和压缩波传播引起的土体地震加速度，可以使用伪静态（Mononobe–Okabe, M–O）或伪动态方法进行模拟。本研究比较了这些方法，重点关注放大效应和相位效应。通过基于隧道边界峰值正应力定义的最大动态稳定性因子（DSF）进行无量纲分析，检验了M–O方法在隧道稳定性评估中的实用性和局限性。