地震作用下的山岭隧道
摘 要
准确的地震评估和准确的地下结构设计，需要对地震作用下地下结构的抗震性能和应变进行综合评析。为了了解隧道在地震期间的抗震性能，从现有文献中对有关损害分类的案例史进行了广泛的审查，以讨论地震参数、结构形式和地质条件等可能造成破坏的原因。此外，还研究了2016年熊本地震中的田原隧道案例。关于可能的影响因素的讨论旨在改进隧道的基于隧道性能的抗震设计。最后，以田原山隧道为例，提出了修复的设计标准和方法。
2020年中国科学院岩石与土壤力学研究所，由埃尔塞维尔制作和托管。这是CC BY-NC-ND许可下开放访问的文章（http://creativecommons.org//nc-nd/4.0/).
关键字：山岭隧道;地震损伤;影响因素;恢复方法
通讯作者的电子邮件地址：jiang@nagasaki-u.ac.jp（蒋宇静）。由中国科学院岩石力学研究所负责评审。
- 介绍
在过去的几十年里，像隧道、地铁站和地下停车场这样的地下建筑，已经成为任何交通系统中的重要组成部分。在各种的工程应用中（包括地铁、铁路、高速公路、材料储存、污水运送管道和水路运输通道），地下结构的损伤率低于地面结构在受静力荷载或地震荷载时的损伤率。因此，包括山岭隧道在内的地下结构被认为具有良好的抗震性能，因为它们深埋在岩石/土壤层中（1978年道丁和罗森，1991年夏尔马和贾德)。然而，如果隧道发生强烈震动，即靠近地震断层或施工条件困难那么隧道还是极有可能受损。研究人员发现，许多地震破坏表明，山岭隧道可能受到不同程度的地震破坏，例如1923年关东地震、1995年神户地震、1999年赤池地震、2004年新泻县地震、2007年新泻奥基地震、2008年汶川地震和2016年熊本地震。表1列出过去几十年地震对山岭隧道的破坏情况。地震活跃区的地下结构可能遭受从轻微开裂到完全崩塌的破坏。
所有记录都表明，对地下结构的抗震性能和抗震设计进行重新检验是迫切的需求，从而优化未来地下结构规划与抗震设计。为了获得对地下结构的准确地震评估和抗震设计，本研究对损坏分类和可能的损坏原因进行了调查。最后，还提出了以田原山隧道为例的修复设计标准和方法。
- 山岭隧道地震破坏分类分析
隧道的抗震性能已经得到广泛研究，例如杜克大学和利兹大学1959年，道丁和罗森1978年，欧文和肖尔1981年，夏尔马和贾德1991年，帕窝等1998年，王等人2001年，陈等人2012年，王和张2013年，于分别在2013年和2016年，赖等人在2017年进行了相关的研究。目前全球有多个数据库可用，例如道丁和罗森1978年在日本和美国创建的包含了71个隧道地震破坏案例的数据库； 欧文和肖尔于1981年将该数据库扩展到了127个案例； 夏尔马和嘉德1991年在85个地震中汇编了192个案例的数据库；帕窝等人1998年使用以前的数据库研究了隧道的长期性能，增加了最近地震的案例（例如1995年神户地震）；在调查了10次强地震后，2012年陈博士建立了一个针对81条山地隧道的破坏情况的数据库。
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