高烈度地震區隧道結構安全分析

李偉豪，羅立娜

(1.廣州華暉交通技術有限公司，廣東 廣州 510335；2.廣州鐵路職業技術學院，廣東 廣州 510430)

在隧道建設快速發展的時期，人們充分利用隧道圍巖自穩及能形成平衡拱的特性，快速、經濟地修建隧道，而沒有足夠重視在地震等災害情況下的安全儲備。四川汶川大地震讓人們認識到隧道結構在強震下的脆弱，李天斌[1]在對四川汶川地震中受損的汶川公路隧道進行調查研究后，認為埋深較淺及軟弱圍巖中的襯砌結構最容易遭受破壞，今后應進一步加強對軟弱圍巖震害機制及抗震支護措施的研究。高波、王崢崢等[2]對都汶(都江堰—汶川)公路高速路段18座隧道進行震害調查的基礎上也指出加強隧道洞口段的抗震構造措施，提高洞口結構的延性的重要性。

1 地震作用對隧道工程的影響機理

地震對隧道結構的破壞主要分為圍巖失穩引起的破壞和地震慣性力引起的破壞，另外，淺埋軟弱圍巖較深埋圍巖所承受的地震慣性力大得多，這是因為淺埋軟弱圍巖對地下結構變形的約束作用不明顯。故一般隧道抗震設計著重加強對洞口淺埋段或穿越破碎帶段落進行特殊設計，并且需要在保證結構安全的前提下控制初支與二襯的剛度比[3，4]。

2 研究地下結構抗震的難點

(1)由于地震源的不確定性，地震源與項目的距離、角度關系等均具有偶然性，故地震波入射方向也是隨機的，難以較大程度地還原地震作用。

(2)隧道圍巖由于存在節理、裂隙和斷層破碎帶等，理論上已不屬于連續介質力學的研究范疇[4]。……