黄土隧道洞口段坡-隧系统地震动力响应振动台试验研究

摘要

为研究黄土隧道洞口段坡-隧系统地震动力响应特征,开展了大型振动台模型试验,通过对坡-隧系统模型输入不同强度和方向的地震动分析,得出了峰值加速度(PGA)分布规律,并采用小波包分析得到了隧道与围岩的相互作用和坡-隧系统能量变化规律。结果表明:(1)随着台面输入地震动强度增加,隧道结构PGA相应增大,沿隧道方向拱顶加速度在洞口段有明显放大现象,一定距离后趋于稳定,而且拱顶PGA值始终大于仰拱处;(2)坡-隧系统洞口段坡面结构上同一测点相同工况下水平方向PGA明显大于竖直方向,并且同一工况下随着坡高增大各测点水平方向PGA呈现非线性增大趋势,但在坡顶处并未增大,反而变小;(3)能量分布图中仅汶川汤峪波呈现出“V”型分布,且在其水平向加载下隧道周围土体能量有很明显的“集聚效应”。试验结果有助于揭示黄土地区坡-隧系统在地震动力作用下的变形失稳机制,为交通隧道抗震设防和措施优化提供参考。