西安地区不同线型预制式管廊地震稳定性数值分析

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2021.05.010

隧道建设（中英文） ›› 2021, Vol. 41 ›› Issue (5): 772-780.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2021.05.010

西安地区不同线型预制式管廊地震稳定性数值分析

邓博团¹，田江涛^{1， *}，苏三庆^{1, 2}，李攀¹，李鑫¹

(1. 西安科技大学建筑与土木工程学院，陕西西安 710054； 2. 西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安 710055 )

出版日期:2021-05-20 发布日期:2021-05-29
作者简介:邓博团（1981—），男，陕西乾县人，2004年毕业于长安大学，土木工程专业，博士，高级工程师，现从事地下岩土工程方面的研究工作。E-mail： deng13720412121@139.com。*通信作者：田江涛， E-mail： 2445964224@qq.com。
基金资助:
国家自然科学基金项目(41702346)；陕西省科技计划项目(2020SF-431)；陕西省教育厅专项科研计划项目（16JK1513）

Numerical Analysis of Seismic Response of Prefabricated Utility Tunnel with Different Lines in Xi′an, China

DENG Botuan¹, TIAN Jiangtao^{1, *}, SU Sanqing^1,
2, LI Pan¹, LI Xin¹

(1. College of Civil and Architectural Engineering, Xi′an University of Science and Technology, Xi′an 710054, Shaanxi, China; 2. School of Civil Engineering, Xi′an University of Architecture and Technology, Xi′an 710055, Shaanxi, China)

Online:2021-05-20 Published:2021-05-29

摘要/Abstract

摘要： 为研究因工程场地高程差造成的折线型预制式管廊的地震稳定性问题，以西安纬一路段预制式地下管廊工程为例，使用ABAQUS软件对直线型和折线型管廊进行三维有限元动力计算，对比分析不同线型管廊在地震荷载作用下管廊结构的变形和加速度、拼接缝的变形、锚栓结构的受力及损伤特性的响应规律。研究发现： 1）折线管廊在x轴（横向）、z轴（纵向）的最大水平位移分别在管廊埋深变化段靠近浅埋处和管廊埋深变化段靠近深埋处管廊底板附近，表明了管廊结构高程变化点为变形敏感点； 2）折线管廊拼接缝在地震中和地震后的张拉变形很小，而横向和竖向滑移变形较大，其中横向水平滑移变形最大； 3）折线段管廊的损伤值比直线段管廊混凝土管节的损伤值更大，且折线管廊损伤主要发生在倾斜段的管节，其中多以拉伸损伤为主。在实际设计工作中，应提高折线管廊区域的管廊强度。

关键词: 不同线型, 预制式管廊, 地震响应, 拼接缝, 锚栓, 结构损伤, 数值分析

Abstract: The problem of seismic stability of prefabricated utility tunnels can be caused by elevation differences in engineering sites. Hence, the software ABAQUS is used to develop a threedimensional finite element dynamic model to calculate straightline and brokenline utility tunnels. The seismic response of the structure and joint crack of utility tunnels, as well as the deformation, stress, acceleration, and failure characteristics of anchor bolt structures under seismic load and different lines of utility tunnels, are comparatively analyzed by studying the prefabricated underground utility tunnel on Weiyi Road in Xi′an, China. The following results are obtained. (1) The maximum horizontal displacement of the brokenline utility tunnel in x and z directions is near the bottom plates between the connection section of the shallowburied and deepburied sections, indicating that the connection section between sections with higher elevation and that with lower elevation is the deformation sensitive point. (2) The tension deformation of a joint crack of a brokenline utility tunnel during and after seismic is relatively small, whereas the horizontal and vertical sliding deformations are relatively large, with the horizontal sliding deformation being the largest. (3) Compared with the straightline utility tunnel, the failure value of the brokenline utility tunnel is greater, and the failure mainly occurs in the inclined section, most of which are tensile failures. In the actual design work, it is necessary to enhance the strength of the utility tunnel at the brokenline section.

Key words: different lines, prefabricated utility tunnel, seismic response, joint crack, anchor bolt, structural damage, numerical analysis

中图分类号:

U 45

邓博团, 田江涛, 苏三庆, 李攀, 李鑫. 西安地区不同线型预制式管廊地震稳定性数值分析[J]. 隧道建设, 2021, 41(5): 772-780.

DENG Botuan, TIAN Jiangtao, SU Sanqing, LI Pan, LI Xin. Numerical Analysis of Seismic Response of Prefabricated Utility Tunnel with Different Lines in Xi′an, China[J]. Tunnel Construction, 2021, 41(5): 772-780.

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西安地区不同线型预制式管廊地震稳定性数值分析

Numerical Analysis of Seismic Response of Prefabricated Utility Tunnel with Different Lines in Xi′an, China

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