黄土隧道结构的振动台模型试验研究

为了研究黄土隧道结构在不同地震波及降雨条件下的地震响应和橡胶减震层的减震效果,按相似理论分别设计制作了缩尺比为1:40的减震黄土隧道及非减震黄土隧道,在总降雨量50 m m,降雨强度10 mm·h-1的条件下,分别加载近、远场地震波El-Centro波和Taft波,对比了地震波不同加速度条件下黄土隧道各测点的地震响应情况及土压力变化情况,通过减震模型和非减震模型各测点的应变变化情况分析了黄土隧道的减震效率.结果表明:在调幅和持时一致的情况下,黄土隧道结构对于不同的地震动具有明显的选择性,El-Centro地震动条件下的动力响应大于Taft地震动条件下的动力响应,说明黄土隧道结构的动力响应不仅取决于地震动的强度及持时,也与地震波的频谱特性有关,黄土隧道结构对近场地震波的响应大于远场地震波;对模型横向加载,模型各点的横向加速度和竖向加速度均有变化,横向的加速度响应大于竖向的加速度响应;拱顶位置的土压力较大,拱脚位置虽然土压力较小,但应变变化较大,应力集中现象明显;通过设置减震层可使衬砌不同部位的应变值均有所减小,且应变越大的部位减震率越高,不同工况下拱顶及拱脚的应变减震率接近50％,设置减震层不但可以减小衬砌结构的变形,而且能吸收地震能量,发挥围岩结构和衬砌结构的协同作用,减小土体的裂缝宽度及深度.