地震动多角度斜入射下无压隧洞地震响应分析

为研究地震动多角度倾斜入射下无压水工隧洞动力响应特征和规律，采用黏弹性人工边界模拟无限地基的辐射阻尼和弹性恢复力，将地震动转化为人工边界节点上的节点力，以实现地震动的非一致性输入.通过ABAQUS建立水工隧洞模型，将不同入射角度P波、SV波输入模型中，分析隧洞衬砌结构的环向应力、径向应力随地震动入射角度、缩放系数、隧洞埋深、洞身直径以及衬砌厚度的变化.结果表明，同一地震动入射倾角下，随着入射方位角的增大，环向应力逐渐减小，径向应力逐渐增大.地震动峰值加速度（Peak Ground Acceleration,PGA）显著影响衬砌结构应力，并且应力数值随PGA的变化呈整数倍增大；随着隧洞埋深由浅埋向中埋、深埋发展，隧洞应力先逐渐增大后减小，后趋于稳定；随着洞身直径的增大，环向、径向应力分别受P波、SV波影响，洞身直径每增加2 m，环向、径向应力分别增大约16%、21%；衬砌厚度每增加0.1 m，径向应力降低10%左右，当地震波垂直隧洞轴线入射时，衬砌厚度超过1.0 m后，对应力的影响效果减弱.