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双层衬砌水下盾构隧道横向及纵向地震响应分析
祝 欢
（南京市公共工程建设中心，南京 210000）
［摘 要 ］ 针对江心洲污水收集系统二通道隧道，采用时程分析法，建立三维有限元模型，分析盾构隧
道在100年超越概率2%、10%和63%地震荷载下，纵向和横向结构受力情况。研究结果表明：（1 ）地震荷
载下隧道陆域段轴力波动大于江中段，江堤处隧道轴力波动最小；（2 ）超越概率2%地震作用下上浮值最
大为25.53 mm。（3）不同地震作用时间下，管片轴力基本呈对称分布；（4 ）截面收敛值最大为5.37 mm，
小于4‰，管片接缝张开、新型接头轴力、剪力验算值满足抗震要求。
［关键词 ］ 盾构隧道；横向地震响应；纵向地震响应；结构内力与变形
［中图分类号］ TU 575 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 1001 -523X （2023 ）04-0001 -04
ANALYSIS OF LATERAL AND LONGITUDINAL SEISMIC RESPONSE OF
DOUBLE-LINED SUBMERGED SHIELD TUNNEL
Zhu Huan
［Abstract ］ For the two-channel tunnel of the Jiangxinzhou sewerage system, a three-dimensional finite
element model was established using the time-time analysis method to analyze the longitudinal and transverse
structural forces of the shield tunnel under 100-year exceedance probability of 2%, 10% and 63% earthquake loads.
The results show that : (1) The axial force fluctuation in the land section of the tunnel under seismic loading is
larger than that in the mid-river section, and the axial force fluctuation in the tunnel at the river bank is the smallest.
(2) The maximum uplift value is 25.53 mm under the beyond probability 2% earthquake . (3) The axial force of the tube
sheet is basically symmetrically distributed under different earthquake action times . (4) The maximum convergence
value of the section is 5.37 mm, which is less than 4‰. The seismic requirements are satisfied by the joint opening,
new joint axial force and shear force.
［Keywords ］ shield tunnel; transverse seismic response; longitudinal seismic response; structural internal force
and deformation
随着盾构隧道施工技术的快速发展，大直径、大
埋深的盾构隧道也开始不断涌现 [1-3] 。与单层衬砌相
比，双层衬砌在隧道防水效果和结构安全性方面具有
明显的优势，国内已有多项盾构隧道采用双层衬砌，
并取得良好的效果 [4]。不同的隧道之间由于工况不
同，计算结果难以借鉴，因此需要针对相应的工况进
行合理的数值模拟得到结构的地震响应。
针对盾构隧道的结构受力特性，国内外学者也
开展了一系列研究，梁敏飞等 [5]基于双层衬砌梁–弹
簧模型，提出改进的盾构隧道双层衬砌三维壳 –弹簧
力学分析模型，考虑了盾构隧道管片接缝的不联系
效应，提升了模型的准确性与适用性；郭文琦等 [6]基
于实际隧道工程，建立纵向三维壳 –弹簧力学分析模
型，分析盾构隧道双层衬砌的二次衬砌厚度对其运营
过程中的纵向力学性能的影响；罗泽军等 [7]考虑围岩
压力、地震荷载作用、溶洞以及施作方式对于双层衬
砌结构的影响，计算分析不同工况下盾构隧道双层衬
砌的管片结构的变形以及受力特征；申兴柱等 [8]考虑
管片接头的非线性特征，建立盾构隧道双层衬砌结构
抗剪、压计算模型，分析多因素下盾构隧道双层衬砌
结构的横向力学特性。阳军生等 [9]针对双层衬砌结构
受力情况进行研究，通过现场监测等手段，提出软土
地层海底盾构隧道设计荷载
双层衬砌水下盾构隧道横向及纵向地震响应分析（论文）.pdf
