一个土-钢组合隧道的地震易损性-挪威Tolpinrud铁路隧道案例研究( Seismic vulnerability of a soil-steel composite tunnel – Norway Tolpinrud Railway Tunnel Case Study )

T Maleska D Beben J Nowacka

运输基础设施，如隧道和地下结构，通常使用钢筋混凝土解决方案建造。自20世纪70年代以来，许多运输结构（涵洞、桥梁、隧道和动物道口）都是由波纹钢板和周围的回填体（也称为土-钢结构）制成的。这些结构是钢筋混凝土解决方案的一个很好的替代方案，因为它们可以在节省40-50%的成本的情况下快速建造。土-钢结构在典型静、动载荷作用下的行为得到了合理的认识。然而，这些结构的抗震分析通常是在有限的范围内进行的，主要是针对小型涵洞进行的。因此，了解土-钢组合隧道在地震作用下的行为是非常重要的。本文以挪威Tolpinrud铁路隧道为例进行了分析。本文采用基于有限元法的DIANA有限元程序对地震作用下的结构进行了数值分析。利用El Centro和Ancona记录的非线性模型对这一问题进行了分析。考虑了四种不同的隧道数值模型。分析了隧道钢壳的两种建模方法，以及采用钢筋混凝土梁加固隧道钢壳的影响。在模型一和模型二中，外壳被模拟成波纹状，在模型三和模型四中，外壳被模拟成扁平状。此外，还发现附加RC梁（模型II和IV）的影响可以忽略不计。此外，还确定了由给定地震激励引起的显着频率。研究还发现，使用相同强度和不同持续时间的破坏性地震会使土-钢隧道模型中的应力水平较低。根据所进行的研究，建议模型I最适合这类分析。所得结果有助于识别地震区隧道的受力特性。

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