软土隧道基于地震响应的输入地震动排序

Abstract

为探讨“最不利地震动”概念在地下结构抗震设计中的适用性，以软土地铁区间隧道为对象建立相应的地层-结构动力分析模型。以直径变形率为分析指标，基于动力时程方法研究18条不同输入地震动作用下隧道结构动力响应的分布及差异性，得出基于隧道地震响应的输入地震动排序，并通过调幅手段对比分析了地面峰值加速度（PGA）和隧道埋深变化对隧道结构地震动响应排序的影响规律。最后，评价了不同输入地震动参数，包括峰值加速度、峰值速度、峰值位移、绝对累积速度（CAV）和阿里亚斯（Arias）强度（IA）与隧道地震响应之间的相关性。分析结果表明：① 随着PGA从0.5 m/s2增加到2 m/s2，地震动排序发生明显变化，并且不同输入地震动引起的隧道地震响应差异显著提高，最不利地震动引起的直径变形率与平均值的比值从1.1增加到1.9；② 隧道从浅埋到深埋的过程中，地震动排序结果基本保持不变；③ PGA为2 m/s2时，隧道地震响应与基岩面峰值速度（PBV）的相关性最好，相关系数达到0.94，其次是与基岩面峰值位移（PBD）和IA，相关系数分别为0.62和0.48，相关性最差的是基岩面峰值加速度（PBA）和CAV，相关系数仅为0.37和0.22。研究结论可为今后软土隧道的输入地震动选择提供科学依据。