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强地震下山岭隧道受损特征和影响的因素14p

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强地震下山岭隧道受损特征和影响的因素14p
经研究十起强地震中受损的81座山岭隧道,发现其典型受损特征可分为六种类型:衬砌开裂、衬砌裂损、因坡身不稳引起的隧道坍塌、隧道口破裂、渗漏以及侧壁/倒拱的变形。山岭隧道的影响因素也会做进一步的调查讨论,包括地震参数、构造信息以及岩石条件。另外,本文也提出一些抗震减震的建议。

关键词:山岭隧道 震害特征 影响因素 破坏机理 抗震

1 绪论
   除了因滑坡引起的交叉于断层中的剪切裂纹和隧道口破裂外,人们普遍认为山岭隧道很难在地震中受损,因为他们位于深处的石岩中。然而,最近山岭隧道的严重受损表明事实并非总是如此。例如,在1999年台湾的集集地震(王et al.2001)和四川的汶川地震(李 2008)中,不少山岭隧道出现裂纹,衬砌倒塌,钢铁甚至出现弯曲。这对设计山岭隧道的抗震性能具有激励作用。
   收集、组织并划分地震中的受损数据对隧道的抗震研究具有重要作用。道丁和罗斯(1978)、沙玛和贾德(1991)以及马力等人(1998)已经做了明显的努力。道丁和罗斯(1978)调查了71例在日本和美国的加利福尼亚及阿拉斯加的受损直径为3直6米的隧道,他们指出三个隧道受损机理:断层、由地震引起的表层受损(塌方或隧道口液化)以及隧道结构振动所产生的地震波。沙玛和贾德(1991)研究了85场地震中192个受损山岭并建立了一个数据库分析影响地下结构稳定性的主要因素:受损程度、表土负荷度、岩石种类、支撑方式、所在位置、震级以及震中距。
   最近,大型破坏力地震在全世界发生的更加频繁,这导致基础设施和财产的大面积受损并对人类健康产生不利影响。尽管先前研究人员建立的数据库在过去带来巨大的利益,但是因为不能正确反映地下结构的现状,这些数据已缺乏正确性了。一些数据库,例如沙玛和贾德(1991)创建的数据库在那时包含很多可用信息,然而沙玛和贾德的分析只是集中于几个直接影响结构稳定性的因素,并没有详细描述的破坏特点,也没有对你机理进行研究。鉴于此种情况,陈和王(2011)收集了在20世纪17起强地震中遭到破坏的地下结构的全面详细的信息。他们建立了一个地下结构损坏的数据库,这方便了搜索地震细节(包括日期、位置、震级、震源的位置和深度以及总体地震破坏度)和结构损伤的细节、特征以及不同种类地下结构的影响机制。
   本研究收集分析了10起地震(表1)中81个山岭隧道的受损情况。选择这10起地震的愿意是存在详细记录的信息。因此,受损特征能被明确的描述、分析、分类学习受损背后的影响因素。此外,抗震减灾的建议也被提议在未来的山岭隧道设计中。