软土隧道横向抗震分析的简化响应位移法

黄茂松 ，刘鸿哲 ，曹 杰

（1.同济大学 地下建筑与工程系，上海 200092；2.同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092；3. 中国民航机场建设集团公司 机场工程科研基地，北京 100621）

1 引 言

长期以来，人们一直借鉴上部结构的抗震设计方法来对地下建构筑物进行抗震设计，而且普遍认为，地下结构具有良好的抗震性能，因此，在这方面的研究并不深入。直到1995年的日本神户地震，一些地铁车站和区间隧道遭到了严重破坏[1]，这才引起了研究工作者对地下结构抗震问题的重视。地下隧道作为城市生命线工程的重要组成部分，其抗震安全性就显得尤为重要。近年来，国内外学者在这方面开展了大量的研究，提出了多种设计分析方法。Penzien 等[2－3]、Davis等[4]、Hashash 等[5]、Huo等[6]、张栋梁等[7]提出了在地震荷载作用下隧道截面内力及变形计算的解析方法。Gil等[8]以有限单元法分析结果为基础，提出了在垂直入射的剪切波及压缩波作用下方形截面隧道地震内力的简化计算方法。Pakbaz等[9]采用二维有限差分计算程序，研究了地震作用下土与隧道衬砌间的相互作用。黄茂松等[10]基于平面应变假定，采用弹性理论推导了圆形孔洞土弹簧刚度的解析表达式，并在此基础上建立了圆形隧道横向地震响应的简化响应位移法。

可以发现，常用的隧道横向抗震分析方法，从力学特性上可分为地层－结构整体动力时程分析法、拟静力法和静力法（地震系数法）3大类。其中，整体动力时程分析方法涉及到黏弹性边界的设置及土体非线性等问题，计算过程十分复杂，因此，很难推广应用到具体的工程设计中。……