基于物理震源模型的跨断层隧道地震响应分析方法

来源：振动与冲击杂志2024年第22期北京时间：

作者：罗超,，曹晓雨，高阳，徐飞，徐旸，王昊wanghao,

单位：1.石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障教育部重点实验室，石家庄050043；2.石家庄铁道大学土木工程学院，石家庄050043；3.石家庄铁道大学安全工程与应急管理学院，石家庄050043;4.中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所，北京100081

摘要：在跨断层隧道的抗震设计和地震响应分析中，目前存在断层错动与地震动耦合加载物理机制不明确和计算理论不完善的问题。本文基于物理震源模型和简化波动输入法，提出了一种跨断层隧道地震响应分析框架，可在跨断层隧道地震响应分析中实现断层错动和地震动的耦合加载。通过自由场和土-隧道结构相互作用体系两组算例，对本文方法和同震变形场法进行了对比，验证了该方法的正确性和先进性。结果表明：在自由场模型的地震响应分析中，本文方法计算的加速度响应结果精度显著优于同震变形场法，两种方法的位移响应结果的误差均较小；对于土-隧道相互作用模型的地震响应分析，本文方法与同震变形场法在隧道衬砌的加速度、位移、等效应力的计算结果分别最大相差19.20%、3.04%、4.48%，隧道衬砌的位移呈现了显著的跨断层分布特性。本文方法可以实现模拟断层错动和地震动对隧道结构的共同作用，计算精度较现有方法更高，可用于跨断层工程结构的地震响应分析。<br>

关键词：隧道工程；跨断层隧道；物理震源模型；简化波动输入法；断层错动