土-隧道结构动力相互作用振动台模型试验中传感器位置的优选

摘要

基于有限元-无限元耦合分析模型,对软土地区地铁盾构隧道地震动力响应进行了分析,研究了不同地震动输入条件下地基-盾构隧道体系的加速度反应、位移反应和动应变规律,根据土-结构地震响应影响因素及特点提出了传感器的布置原则,明确了振动台试验中隧道结构的观测面位置及测点处的主要观测指标。结果表明:地基土对地震波的传播具有高频过滤、低频放大作用,地基中的加速度放大系数与埋深和加载波形有关;隧道结构动应力反应在与拱顶、拱底成30°圆心角附近达到最大,是应变量测的重点位置;结构不同高度处的加速度反应和接触土压力不同,沿结构高度布置传感器可量测各点动力差异及变化规律;观测面距离结构端部0.26D(D为结构宽度)处的端部效应可达13.58%,约为观测面距结构端部1D处的3倍,在选择主、辅观测面时应尽量远离结构端部1D。提出的量测方案为开展地铁盾构隧道振动台模型试验数据采集提供了保证,亦可为其他地下结构模型试验测点布置提供参考。