基于三维离散单元法的隧道洞口段地震响应研究_闻毓民

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1、第46卷增刊2土木工程学报Vol．462013年CHINACIVILENGINEERINGJOURNAL2013基于三维离散单元法的隧道洞口段地震响应研究闻毓民高波信春雷马敏(西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室，四川成都610031)摘要:隧道洞口段的震害在隧道地震灾害中占据了主要部分，这是由于隧道进出口是隧道唯一暴露的部分，所处的地质条件差，多为严重风化的堆积体，且覆盖层较薄所导致。隧道洞口震害又以洞口仰坡滑塌最为常见。计算中采用的地震波为加利福尼亚Cape地震波，结合汶川地震中受损的烧火坪隧道和龙洞子

2、隧道建立端墙式和削竹式两种隧道洞口形式的计算模型。通过三维离散单元法对隧道洞口段进行地震动力响应模拟，直观显示隧道洞口段的破坏形态。从破坏形态得出相同材料属性和地震波情况下，端墙式洞门的较削竹式洞门的破坏更为严重。通过与隧道洞口段震害资料比较，验证三维离散单元计算程序数值模拟的可靠性。所得结论对隧道工程抗减震的研究具有重要的指导意义。关键词:隧道洞口;地震动力响应;三维离散单元法;数值模拟+中图分类号:U452．28U453．1文献标识码:A文章编号:1000-131X(2013)S2-0255-05Seism

3、icdamagesnumericalsimulationoftunnelportalby3-DdiscreteelementmethodWenYuminGaoBoXinChunleiMaMin(KeyLaboratoryofTransportationTunnelEngineeringoftheMinistryofEducation，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract:Duetothetunnelportalistheonlypart

4、uncovered，locatinginweaknessofgeotechnicalcircumstancewhichmainlyisdepositfromcompletelyweatheredrockthinlymantled．Theseismicdamageplacedonentrancetakesupmajorshareofthetunnelearthquakehazard，whichisregularlyseenincollapseofslope．TheCaliforniaCapeearthquakew

5、avewasusedasseismicwaveinthecalculationwhichusedsidewalltunnelportalandbamboo-truncatingtunnelportalasthecomputationmodes，combiningtheactualShaohuopingtunnelandLongdongzitunnel．Throughanalyzingresponseofseismicsimulationattheentranceofatunnelby3DECdiscreteel

6、ementmethod，thispaperintuitionstrictlydemonstratedthepatternofdestructionandconcluded．Itwasfoundthedamageofsidewalltunnelportalwasmoreseriousthanthedamageofbamboo-truncatingtunnelportalinthesamematerialpropertiesandseismicwaves．That3DEC，asanumericalsimulatio

7、n，iseffectiveaccordingtocomparingthepictureofseismicdamageatentrancewiththesimulationresults．Allthesefactorshaveimportantimplicationsforaseismicandshock-absorbingtechnologiesoftunnelengineering．Keywords:tunnelportal;dynamicresponseofearthquake;3dimensiondist

8、inctelementmethod;numericalsimulationE-mail:wym@home．swjtu．edu．cn门被埋、路面隆起和明洞破坏等。引言岩体存在各种各样的结构面，这些结构面包括岩体在生成过程以及生成后受地壳构造作用形成的微2008年“5．12”汶川大地震中，城镇道路交通设施裂隙、片理、页理、节理乃至整个断层带等。由于结构损毁严重。据交通运输部统计，受损的隧道