考虑行波效应的盾构隧道多点振动台试验（双语出版）

来源：中国血液净化杂志2017年第8期北京时间：

作者：袁勇, 包蓁, 禹海涛, 季倩倩

单位：1. 同济大学 土木工程防灾国家重点实验室, 上海 200092;2. 同济大学 地下建筑与工程系, 上海 200092;3. 同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室, 上海 200092;4. 中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室, 北京 100083;5. 上海城投公路投资(集团)有限公司, 上海 200063

摘要：为了研究长盾构隧道在考虑行波效应的地震动作用下的纵向响应规律，以上海沿江通道盾构隧道为原型，利用多功能振动台台阵系统，设计并完成了盾构隧道的多点振动台模型试验。鉴于长大盾构隧道工程规模和多点振动台试验系统的能力，试验几何相似比确定为1：60；基于Buckingham-π定理以及量纲分析方法，确定了试验所需的土与结构的动力相似关系；为了模拟沿隧道纵向的行波输入，设计并制作了节段式模型箱，箱体总长22 m，分为4个主动箱以及3个从动箱，箱体之间通过弹簧铰相连；以砂子和锯末按照一定质量比拌合来优化配置模型土，并通过室内三轴试验进行测试验证；考虑土-结构相对刚度相似比为控制指标，选取PE材料作为模型材料；根据刚度等效原理，设计并制作了盾构隧道的多尺度结构模型。试验以上海人工波为地震动输入，通过一系列工况的多点振动台试验模拟，得到了行波效应下盾构隧道模型结构的地震响应规律。试验测试数据包括行波效应下模型土和模型结构的加速度响应、隧道管环环缝的伸缩量响应等。对比分析了一致输入和行波输入下隧道结构的动力响应。试验结果表明：相比一致激励输入，行波效应会明显放大模型结构的加速度响应和环缝变形响应，从而对隧道抗震产生不利影响；地震动非一致激励应该在盾构隧道的纵向抗震设计中得到足够重视。

关键词：盾构隧道,动力响应分析,振动台试验,行波效应

基金资助：国家自然科学基金项目（51678438，51478343）；上海市科学技术委员会重点攻关项目（16DZ1200302，16DZ1201904）；上海市青年科技启明星计划项目（17QC1400500）；中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金项目（SKLGDUEK1723）