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421,纵向考虑100米

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

S 物理量 X向（纵向） 地震波方向

Y向（横向） Z向（竖向） XY45度向 XZ45度向 YZ45度向 图 XXXX

竖向位移 （mm） 水平位移 （mm） 纵向位移 （mm） 横向弯矩 （Nm）

0.24 0.36 5.64 1057 931 11636 26987 925 706

3.19 15.64 0.03 12764 2364 85637 36587 3587 1035

13.87 4.72 1.38 8.31 2.13 5638 1147 35798 19644 2378 1267

5.98 3.62 2.57 4671 1578 41278 17284 2916 904

11.56 14.89 0.12 9952 3579 76384 33158 5567 1597

0.02 5117 3812 102334 40017 6015 1602

纵向弯矩 （Nm） 横向轴力（N） 纵向轴力（N） 横向剪力（N）

纵向剪力（N）

从表中数据可知，水平方向（丫向）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， 丫向地震作用时，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。