黄土隧道洞口段地震响应振动台模型试验研究

摘要

采用大型振动台模型试验,研究在60°边坡1/3坡高进洞时,黄土隧道洞口段围岩及隧道衬砌的地震动响应特征.试验表明:在地震作用下,边坡抛掷破坏是由剪切裂缝和加速度放大效应产生的拉裂缝共同发育造成的;在坡-隧系统中,隧道结构会对仰拱附近边坡土体产生抑制,导致加速度在该部位传递时发生突减;隧道洞口段边坡土体,对靠近其卓越频率的低频地震波有放大作用,而对较远的高频波会产生滤波效果;黄土边坡中,峰值加速度沿坡脚至坡顶有放大效应,坡顶面放大系数为2.8,坡面放大系数为2,且放大系数随着地震峰值加速度增大会略微变大;试验过程中模型没有共振,隧道无破坏,但土体卓越频率和波阻抗会因加载次数和峰值加速度的增加而变小,故隧道抗震重点应是防止围岩的失效破坏;根据试验结果建议黄土隧道抗震设防有效长度为5倍洞径.