高烈度区山岭隧道泡沫混凝土减震层隔震性能评价方法

《Scientific Reports》：Methods for evaluating the seismic isolation performance of foam concrete shock-absorbing layers in mountain tunnels in high-seismic-intensity areas

　　

摘要

目前，大量震后调查和隧道损伤统计分析表明，傍山修建的隧道受到“非对称荷载和地震循环作用”的耦合影响，这增加了这些隧道地震诱发损伤的风险。因此，本文的主要目的是提出一种针对傍山隧道的新抗震减灾方法，以减少地震荷载下衬砌的结构损伤。该方法包括开发一种泡沫混凝土减震层模型材料的配合比设计。利用振动台试验室，对代表穿越现有潜在滑移面的浅埋、偏心荷载傍山隧道模型进行了振动试验，比较了有无泡沫混凝土减震层的情况。试验结果表明，在没有减震层的情况下，边坡破坏严重且具有局部性，导致隧道衬砌弯矩突然增加；而安装泡沫混凝土减震层后，隔震层显著衰减了隧道衬砌的地震响应，衬砌中的弯矩明显降低。对于带有泡沫混凝土阻尼层的衬砌结构，与无阻尼层的相应测点相比，上下受压区以及左右受拉区的弯矩值分别降低了 13.6%、8.6%、11.3% 和 8.1%。这表明泡沫混凝土减震层可以减少隧道衬砌的弯矩，减轻地震损伤，并提供有效的抗震能力。试验表明，泡沫混凝土减震层可以解决高烈度区傍山隧道抗震能力不足的问题。