水工隧洞地震作用计算模型的适用性研究.pdf

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1、水利水电技术第48卷2017年第4期水工隧洞地震作用计算模型的适用性研究李凤稳1，孙常新2(1．河南省水利勘测有限公司，河南郑州450003；2．华北水利水电大学资源与环境学院，河南郑州450011)摘要：针对水工隧洞在地震作用下的计算问题，对水工隧洞地震作用计算模型进行了计算对比和适用性研究。分析常用的4种计算模型用于计算水工隧洞地震作用的可行性，通过理论和数值计算确定“径向和切向反力弹簧模型”的计算参数，研究了地震作用下隧洞上方计算土体对隧洞衬砌的作用方式。结合试验验证，该方法和数值计算对比的结果表明：围岩的法向和切向弹

2、性抗力系数受隧洞埋深、围岩类型和衬砌不同部位的影响，随埋深的增加先增大，然后趋于一个定值，围岩条件越好，数值越大，在隧洞两侧部位的数值较大；在地震作用下，隧洞上方计算土体以切向力的方式作用在隧洞衬砌的上半部分，可以通过将隧洞上部计算土体分条后进行计算。该方法可充分考虑地震对隧洞的动力和约束作用，适用于水工隧洞抗震计算。关键词：水工隧洞；地震作用；计算模型；土层弹簧系数；作用方式doi：10．13928／j．cnki．wrahe．2017．04．008中图分类号：u213．1文献标识码：A文章编号：1000—0860(2017

3、)04一0042—05AppHcabilityofcalclllationmodelforhydralllictu衄el咖derseismice胁ctLIFengwenl，SUNChangxin2(1．HenanWaterResourceSurveyCo．Ltd．，Zhengzhou450003，Henan，China；2．School0fResources&EnVimnment，NorthChinauIliversity0fwaterResourcesandElectricPower，zhengzhou450011，Hen

4、aIl，China)Abstract：Aimingatthecalculationofhydmulictunnelunderseismice扛ect，thecalculationcomparisonandapplicabiHtystudyonthecalclllationmodelforhydraulictunnelunderseismicef如ctarecarriedoutherein．Thefeasibilitiesoftheapplicationsoffourkindsofconventionalcalculation

5、modelstothecalclllationofhydraulictu肌elunderseismicefkctareanalyzed，tllecalcu·latingparametersoftheradialandtangentialreactionspringmodelsaredete册inedtllmughtherelevanttheoreticalaIld叫mericalcalculations。thusthemodeofimpactfromthecalculatedsoilmassuponthetunnelunde

6、rseismicef如ctonthetunnelliningisstudied．Combinedwitlltheexperimentalverification，tlleresultf南mthecomp撕sonbemeenthismethodandthen啪ericalmethodshowstllattllenonIlalandtangentialresistancecoemcientsofthesurmundingmckareimpactedbyembeddeddepth，typeofsurmundingrockandth

7、ediff'erentlocationsofthe1ining，whicharefirsdyincreasedalong埘ththeincreaseoftlleembed-deddeptll，andthentendtoconstantvalues，i．e．thebettersurmundingrockconditionis，t}lelargertIlevaluesaretobe，thustllevaluesf如mbotllmesidesofthetunnelare1aI苫eLUndertheseismiceffect，tll

8、ecalculatedsoilmassupontlletunnelimpactstheupperp叭ofthetunnelliningwiththemodeoftangentialforce，whichcanbecalculatedthrou曲dividingthecalculatedso