几何参数对隧道地震反应影响的二维数值分析

隧道结构地震破坏的原因众多，几何因素的影响不可忽视。基于有限差分方法，构建一系列数值计算模型，比较了不同埋深、直径、衬砌厚度和径厚比时隧道结构的地震响应特性，并采用相对变形比和内力放大系数定量分析了隧道的变形、内力分布和内力峰值与几何参数间的关系。计算结果表明：内力放大系数随着埋深的增加而减小，埋深大于20m，输入地震动幅值小于0.2g时，隧道拱顶底间相对位移峰值和相同位置处自由场相对位移峰值接近；衬砌厚度对动弯矩的影响较动轴力显著，增加衬砌厚度会显著的增大隧道的动弯矩峰值，但弯矩放大系数随着衬砌厚度的增加而减小；隧道的动内力峰值随着直径的增加而增大，而轴力放大系数则随着直径的增加而减小；径厚比显著影响衬砌结构的内力分布，当径厚比大于10时，隧道结构发生显著的内力偏转