沉管隧道在不同激震方式下的響應(yīng)分析

摘要：文章以某海底沉管隧道為工程背景，利用大型有限元軟件ANSYS建立了圍巖—沉管隧道體系的三維有限元計算模型，其中接頭采用簡化模型。計算模型中采用對稱罰函數(shù)接觸算法模擬隧道與圍巖之間的動力接觸效應(yīng)。計算采取直接從基巖面輸入一致地震激勵方式，運用動力顯式算法對圍巖－沉管隧道體系進行地震響應(yīng)分析，分別探究了不同激勵形式和地震波入射角度對結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)特性。數(shù)值結(jié)果表明：地震作用下沉管隧道接頭抗震的不利位置主要是在底板兩端的轉(zhuǎn)角、頂板的兩端轉(zhuǎn)角和管廊位置，底板接頭受到的地震響應(yīng)要大些；不同激勵方式下水平剪力鍵和豎向剪力鍵的表現(xiàn)出不同的響應(yīng)特性，其中雙向同時激震下破壞性最強；入射波角度為90°即橫向激震作用下對沉管隧道的破壞性最大。

關(guān)鍵詞：沉管隧道； 接頭； 激震方式； 相對位移； 內(nèi)力

中國分類號：U452.2+8A

［定稿日期］2022-08-10

［作者簡介］王繼棟（1987—），男，碩士，工程師，從事地鐵建設(shè)工作。

0 引 言

近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展沉管隧道這一地下建筑形式越來越多地出現(xiàn)在過江、近海交通工程中，目前構(gòu)筑水下隧道的方法主要有盾構(gòu)法和沉管法，其中盾構(gòu)法更多地被人熟知，但沉管法相關(guān)的理論研究和文獻并不多見。

由于海底沉管隧道體系的復(fù)雜性，進行相關(guān)的沉管隧道振動臺試驗比較難以實現(xiàn)，因此更多的是采用數(shù)值模擬的方法進行理論研究和成果分析。近年來，國內(nèi)外學(xué)者利用各種工程模擬軟件對沉管的研究取得了不少的成果。……