可液化土层地震液化引起盾构隧道上浮位移模式

摘要：

针对地震时处于可液化土层中的盾构隧道易发生上浮的现象,为了探究上浮发生条件,通过有限差分模型与振动台试验相结合的方式探讨其上浮位移模式.基于有限差分软件FLAC3D建立地震动力液化分析模型,采用可以反映地震荷载作用下孔压增长的Finn液化本构模型,以超静孔压比为评价指标,通过振动台试验验证分析模型的可靠性;对数值模型设置不同的组合工况,分析标准贯入击数、隧道埋深对隧道上浮位移的影响,探究因地震导致隧道上浮的位移模式,即地震动剪切变形引起的隧道上浮位移和土层液化引起的隧道上浮位移,前者与隧道埋深有关,后者主要与土质条件(标准贯入击数)有关,分别得到两者的关系曲线;通过受力分析及公式推导得到隧道上浮临界超静孔压比,并与数值计算结果相互验证,得到判断地震液化引起隧道上浮的方法.研究结果表明:标准贯入击数越小、隧道埋深越小,则隧道上浮位移越大;地震液化引起隧道上浮的临界条件为隧道所受到的浮力大于隧道自重与隧道上覆土有效压力之和,可通过标准贯入击数或超静孔压比与隧道埋深的关系进行判断,如7°设防烈度下直径6.2 m埋深为10 m地下水位1 m的盾构隧道,标准贯入击数需小于7或超静孔压比需大于0.432才会发生由地基液化引起的上浮位移;该方法可为隧道抗震设计提供参考.

关键词：隧道工程、盾构隧道、地震液化、隧道上浮、上浮模式、数值模拟

所属期刊栏目：44

分类号：U456(隧道工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2024-01-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：80-90