可液化场地下盾构扩挖地铁车站结构地震破坏机制振动台试验

作     者：安军海 陶连金 王焕杰 李积栋 AN Junhai;TAO Lianjin;WANG Huanjie;LI Jidong

作者机构：北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室北京100124 北京城市交通协同创新中心北京100124 中国建筑工程总公司技术中心北京101300 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2017年第36卷第8期

页      面：2018-2030页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(41572276 41272337) 北京市教育委员会科技计划重点项目(KZ200910005009) 

主　　题：隧道工程 可液化场地 振动台试验 震害机制 盾构法地铁车站 石膏模型 

摘      要：开展近远场水平地震动作用下可液化地层中盾构扩挖地铁车站结构振动台试验,分析模型地基土层的侧向变形、孔压比、加速度、宏观现象和动土压力以及结构的加速度、应变等物理量。研究结果表明,可液化模型地基在激振时经历先震密而后上浮的物理过程,震后有明显的喷砂冒水现象;地基土层侧向发生的是剪切型变形,其左摆与右摆过程中的峰值位移出现明显的不对称现象;小震时,模型地基中的加速度放大系数从下部到表层逐渐增大,中震及大震时,表现出先减小后增大的趋势;地震波沿模型地基向上传播的过程中,出现明显的高频滤波、低频放大的现象;可液化地基的孔压在地震作用下经历急增长、慢消散的变化过程;地下结构的存在对其周围地基孔隙水压力的增长(砂土液化)有明显的抑制作用。随着输入地震动强度的增加,动土压力明显增大,地下结构上、下方的土压力差值是结构发生液化上浮的内因,结构本身在强震过程中逐渐从弹性状态向弹塑性转化;液化场地条件下的结构侧方动土压力有随着埋置深度的增加而增加的趋势;可液化场地条件下盾构扩挖地铁车站结构的地震破坏机制是:中柱率先发生剪压破坏,而后是隧道开口部位与拱肩破坏,随后是侧墙与顶板的连接部位受拉破坏,最终形成机构而发生倒塌。