总第316期交通科技SerialNo.3162023第1期TransportationScience&TechnologyNo.1Feb.2023DOI10.3963/j.issn.1671-7570.2023.01.017收稿日期:2022-10-22第一作者:叶家强(1985-),男,高级工程师,硕士。基于时程分析法的地铁盾构隧道抗震设计叶家强丁静泽(北京市市政工程设计研究总院有限公司北京100082)摘要地铁工程一旦遭遇地震作用的破坏,后果严重。目前地铁隧道常采用盾构法施工,为研究地震作用对盾构隧道的影响,先分析盾构隧道的抗震性能目标,再提出基于直径变形率的盾构隧道在性能要求I时和性能要求II时的变形限值,后采用midas软件进行非线性时程分析。分析表明,在E2地震作用下,盾构隧道承载力满足规范要求,变形满足性能要求I,即中震弹性;在E3地震作用下,盾构隧道变形满足性能要求II,即大震局部弹塑性。关键词盾构隧道抗震性能目标时程分析法抗震设计中图分类号U459.1我国是一个地震多发的国家,根据中国地震动参数区划图,我国大部分城镇均处于抗震设防区,在全国多个城镇中,有一半以上位于抗震设防烈度为7度及8度以上的地震区,如北京、天津(汉沽)、台北、海口等大城市位于8度的高烈度区,上海、广州、深圳等大城市位于7度区,昆明(东川)更是位于9度区。地震作用对地上建筑结构的影响相对来讲研究得比较透彻,地上建筑结构的抗震分析计算软件也比较成熟,各国根据本国国情颁布了针对地上建筑结构的抗震设计规范。由于类似于地铁的地下结构大规模建设起步较晚,故经历地震次数有限,故震害资料收集的不多,关于地铁震害的记录也比较少[1]。研究者普遍认为隧道受围岩约束,由螺栓连接起来的薄壁管片环柔度较好,地震时管片环能随周围土层一起运动,抗震性能较好,在砂层不发生地震液化时,认为隧道在地震时是安全的,对盾构隧道的抗震研究滞后于对建筑结构的抗震研究[2]。地铁作为城市的生命线工程,区间常采用盾构法施工,盾构隧道工程复杂,造价比较高,隧道一旦发生破坏,除了检测困难和难以修复外,将带来更为严重的社会影响,如地铁停运将严重影响城市交通的正常运行[3]。因此,对地铁盾构隧道进行充分的抗震分析与设计十分必要。盾构隧道常用的抗震分析方法有反应位移法、时程分析法、惯性力法等,本文采用时程分析法进行抗震分析。对于地上结构,规范给出明确的抗震变形验算指标,如钢筋混凝土框架结构,规范采用层间位移角作为抗震变形验算的指标。但对于圆形盾构隧道,国内目前的规范并未给出变形验算指标,也未明确管片结构的抗震构造措施。因此本文先从分析抗震性能目...
