地震波方向与地震响应的关系

1.4 地震波方向与地震响应的关系

由于地震具有很大的偶然性，震源的位置与隧道的走向关系往往难以预测，研究地震波方向与隧道地震响应的关系特点，有利于找出隧道抗减震的重点方向

并进行特殊设计。

1.4.1 计算模型

模型同4.2.1，纵向考虑100米。

图XXXX

1.4.2 计算参数

在模型底部输入x向（隧道纵向）、y向(隧道断面内水平方向)、z向（竖直方向）、xy45度角、xz45度角及yz45度角等6个方向的地震波，对比隧道各关

键部位的内力响应情况。

1.4.3 计算结果及对比分析

以拱顶为例，表XXXX列举了相同地震波从不同方向入射隧道模型时的结构动力响应结果：

表XXXX

物理量X向（纵向）Y向（横向）Z向（竖向）XY45度向XZ45度向YZ45度向竖向位移

（mm）

0.24 3.19 13.87 1.38 5.98 11.56

水平位移（mm）

0.36 15.64 4.72 8.31 3.62 14.89 地震波方向

纵向位移

5.64 0.03 0.12 2.13 2.57 0.02

（mm）

横向弯矩

1057 12764 9952 5638 4671 5117 （Nm）

纵向弯矩

931 2364 3579 1147 1578 3812 （Nm）

横向轴力（N）11636 85637 76384 35798 41278 102334 纵向轴力（N）26987 36587 33158 19644 17284 40017 横向剪力（N）925 3587 5567 2378 2916 6015 纵向剪力（N）706 1035 1597 1267 904 1602 从表中数据可知，水平方向（Y向）及竖直方向（Z向）地震波入射时的隧道地震响应最大：从位移来看，拱顶竖向位移和横向位移最大值分别达到了

13.87mm及15.64mm；从弯矩来看，Y向地震作用时，横向弯矩达到最大值

12764Nm，Z向地震作用时，横向弯矩达到最大值9952Nm，纵向地震对结构的

弯矩响应并不大；从轴力来看，YZ45度向作用时，横向轴力达到最大值102334N，

纵向轴力达到最大值40017N；从剪力来看，YZ45度向作用时，横向剪力达到最

大值6015N，纵向剪力达到最大值1597N。

从整体来看，不同入射地震波的方向，造成隧道纵向的位移和内力响应均要远小于隧道横向（断面内）的位移和内力响应。因此，从峰值和整体特征来看，

与隧道走向呈竖直、断面内水平方向或两者的组合是对隧道产生严重破坏的主要

方向，应加强重视。与隧道走向平行的纵向地震波对隧道产生的破坏力为抗减震

设计的次要方向。