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A numerical case study on the long-term seismic assessment of reinforced concrete tunnels in corrosive environments

Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 2023年第3期15卷 551-572页

作者： Maria Antoniou Antonios Mantakas Nikolaos Nikitas Raul Fuentes ETH Zurich ZurichSwitzerland National Technical University of Athens AthensGreece University of Leeds LeedsUK RWTH Aachen University AachenGermany

The paper investigates the long-term seismic behaviour of an underground reinforced concrete(RC)metro tunnel in Santiago,Chile,considering the combined effects of chloride-induced corrosion and cumulative,low-amplitude seismic shaking on the structure’s *** soil-tunnel response is evaluated with the aid of transient,nonlinear finite element analysis using a two-dimensional(2D)plane strain numerical model that adopts advanced nonlinear models for the simulation of soil and concrete plasticity and the dynamic stiffness *** effects of corrosion deterioration are demonstrated in terms of time-dependent loss of rebar area and cover concrete stiffness and *** study illustrates the influence of ageing and repeated seismic shaking on lining deformation,crack development,and the modal characteristics of the intact and degrading *** results indicate that multiple lowamplitude events drive the non-degrading RC tunnel beyond its elastic regime without significant structural response consequences.A noticeable impact of corrosion deterioration on the structure’s seismic performance is revealed,increasing with the number and intensity of earthquake *** different tunnel embedment depths are comparatively *** analyses demonstrate larger coseismic section convergence in the case of the deeper tunnel,yet a less pronounced effect of ageing and successive seismic loading compared to the shallow section,which is evident in the RC lining cracks at the end of shaking.

关键词： Tunnels Reinforcement corrosion Ageing Earthquakes Numerical modelling Long-term performance concrete cracking behaviour

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