输水隧道地震响应的多物质ALE数值分析

摘要：

为研究浅埋输水隧道内部流体对隧道地震响应的影响，考虑黏弹性人工边界、土壤的非线性、隧道结构刚度有效率及流-固耦合作用，建立了双线隧道-土体-流体相互耦合作用的力学模型。通过刚度折减试验得到衬砌环环向、径向、轴向刚度，进而引入正交各向异性连续材料作为衬砌材料模型。采用基于任意拉格朗日-欧拉（ALE）描述法的流-固耦合方法，对上海某大直径双线输水隧道在流体作用下的地震响应进行了分析。通过与等效密度法对比，验证耦合模型对于处理输水隧道多物质非线性耦合抗震问题的可行性。计算结果表明，在水平方向地震激励下，无论一致激励或是非一致激励流体对隧道地震变形和内力都有较大影响，但对位移影响较小；对于不同隧道内水量，隧道弯矩均集中于衬砌隧道45°交叉斜线位置；相比于一致激励，非一致激励增强隧道地震位移和变形响应是明显的。

关键词：输水隧道、多物质ALE、有效刚度、流-固耦合、地震响应

分类号：O327;U459.6(振动理论)

资助基金：国家自然基金项目No.11072150，No.61073088；国家863重大项目课题No.2012AA01AA307。

在线出版日期：2014-08-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：2095-2102