地震作用下可液化土隧道二衬力学性能数值模拟评估方法技术

本发明专利技术公开了一种地震作用下可液化土隧道二衬力学性能数值模拟评估方法，通过设计可液化土隧道二衬，绘制隧道二衬的弯矩‑轴力强度包络线，并建立不同的数值模型，即隧道开挖与支护数值模型、模拟地震动情形的数值模型、模拟土层液化情形的数值模型，分析静力情形、地震动情形和土层液化情形，将不同情形下隧道二衬的M‑T数据点与弯矩‑轴力强度包络线对比，考虑动静荷载效应组合，将静力荷载效应与的地震动力荷载效应叠加，分别评估“静力”、“静力+地震动”和“静力+土层液化”条件下隧道二衬的力学响应，综合评估地震作用下可液化土隧道二衬的力学性能，对于可液化土隧道二衬支护的合理设计与优化具有指导意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及软土隧道衬砌支护评价领域，具体涉及一种地震作用下可液化土隧道二衬力学性能数值模拟评估方法。

技术介绍

1、土层液化是指软土在地震或其他外力作用下，失去抗剪强度而变得类似液体的现象。可液化土隧道是指有液化潜力的地下软土层中建设的隧道。在地震作用下，可液化土隧道的运营过程中可能面临地震动和土层液化的风险，前者可能导致地下隧道结构在水平方向的扭转变形，后者可能会引发隧道结构的沉降、倾斜。因此，在受地震影响区域的可液化土隧道设计中，除了开展常规静力条件下隧道结构的设计，还应考虑隧道未来可能遭遇地震及土层液化的情况，评估隧道结构在地震作用下的安全性。

2、目前对于可液化土隧道动力学结构性能评价主要通过建立数值模型并开展地震动力学分析，具体为基于现有的工程地质和地震动输入数据，包括地震响应谱、振幅谱、地震加速度等参数，建立模拟地震动或土层液化现象的数值仿真模型、开展模型动力分析、评估隧道结构在动荷载条件下的力学响应。该方法一般需要较多的震参数(如地震波时间历史、衰减比、频率)作为输入参数，而且这些地震参数的不确定性大、不容易准确获取。同时，该本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.地震作用下可液化土隧道二衬力学性能数值模拟评估方法，其特征在于，包括以下步骤；

2.根据权利要求1所述的地震作用下可液化土隧道二衬力学性能数值模拟评估方法，其特征在于，步骤S1中，绘制M-T强度包络线时采用抵抗力因子；步骤S2中，将静力情形下隧道二衬的M-T数据点对比M-T强度包络线时采用荷载因子，即：在静力情形下，将乘以荷载因子后的静力情形下隧道二衬的M-T数据点与M-T强度包络线对比；

3.根据权利要求1所述的地震作用下可液化土隧道二衬力学性能数值模拟评估方法，其特征在于，步骤S3中，在建立的模拟地震动情形的数值模型中，采用准静力分析方法模拟地震动力荷载效...

【技术特征摘要】

1.地震作用下可液化土隧道二衬力学性能数值模拟评估方法，其特征在于，包括以下步骤；

2.根据权利要求1所述的地震作用下可液化土隧道二衬力学性能数值模拟评估方法，其特征在于，步骤s1中，绘制m-t强度包络线时采用抵抗力因子；步骤s2中，将静力情形下隧道二衬的m-t数据点对比m-t强度包络线时采用荷载因子，即：在静力情形下，将乘以荷载因子后的静力情形下隧道二衬的m-t数据点与m-t强度包络线对比；

3.根据权利要求1所述的地震作用下可液化土隧道二衬力学性能数值模拟评估方法，其特征在于，步骤s3中，在建立的模拟地震动情形的数值模型中，采用准静力分析方法模拟地震动力荷载效应，对数值模型边界施加水平速度vh：

4.根据权利要求1所述的地震作用下可液化土隧道二衬力学性能数值模拟评估方法，其特征在于，步骤s3中，在建立的模拟土层液化情形的数值模型中，采用准静力分析方法模拟土层液化作用下的沉降，对数值模型中土层施加竖直速度vl：

5.根据权利要求4所述的地震作用下可液化土隧道二衬力学性能数值模拟评估方法，其特征在于，步骤s3中，在建立的模拟土层液化情形的数值模型中，在隧道周围设置一个隔离区，在隔离区范围外施加竖直速度用于模拟土层液化作用下的沉降，而在隔离区范围内不做任...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢辉，夏才初，杜时贵，雍睿，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：