武汉过江隧道地震响应因素影响分析

摘要

运用ANSYS软件,以武汉过江隧道衬砌结构典型地质剖面为例,研究地基土压缩模量、衬砌模量、外径、顶板土层厚度及水深等因素对地震响应的影响,相关参数均来自工程实际,地震荷载考虑EI-centro双向地震作用,得出如下结论:(1)随着地基土压缩模量增大,衬砌同一节点竖向位移和应力最大值逐渐减小;在同一时刻,最大节点位移分布在衬砌顶部,最小节点位移分布在衬砌底部;最大节点应力主要分布在衬砌左右侧壁位置,最小节点应力则分布在左上侧壁位置区域.当土压缩模量大于20 MPa后,无论是位移还是应力,其变化幅度减小;(2)衬砌模量越大,其节点位移减小,而节点应力增大;外径越大,其节点位移较小,而节点应力除拱顶、拱底外逐渐增大,拱顶拱底应力先略微减小然后增大;(3)地基土厚度越大,其节点位移逐渐减小;节点应力则逐渐增大;(4)衬砌上部水深越大,无论是节点位移还是应力均逐渐增大.当水深在10 m内时,变化幅度较小;超过10 m后,变化幅度增长较快.