强震区软弱围岩矩形隧道减震层不同布置范围的减震效果

doi:10.13438/j.cnki.jdzk.2026.02.008

吉首大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (2): 54-61.DOI: 10.13438/j.cnki.jdzk.2026.02.008

强震区软弱围岩矩形隧道减震层不同布置范围的减震效果

梁为进，崔光耀，宁茂权

(1.北方工业大学土木工程学院，北京 100144；2.中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉 430064；3.海峡（福建）交通工程设计有限公司，福建福州 350004)

出版日期:2026-03-25 发布日期:2026-04-24
作者简介:梁为进（2002—），男，安徽淮南人，北方工业大学土木工程学院硕士研究生，主要从事隧道与地下空间研究.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(52178378)

Damping Effect of Different Damping Layer Arrangements for Rectangular Tunnels with Weak Surrounding Rocks in Strong Seismic Areas

LIANG Weijin,CUI Guangyao,NING Maoquan

（1.School of Civil Engineering,North China University of Technology,Beijing 100144,China;2.China Railway Siyuan Survey and Design Group Co.,Ltd,Wuhan 430064,Hubei China；3.Haixia Traffic Engineering Design Co.,Ltd,Fuzhou 350004,Fujian China)

Online:2026-03-25 Published:2026-04-24

摘要/Abstract

摘要：为了提升软弱围岩地层的浅埋矩形隧道在受强震影响时的安全性，利用有限元软件ABAQUS对某工程矩形隧道减震层不同布置范围的减震效果进行了对比分析.结果表明，与无减震层的工况1相比，增加管片结构后，工况2（垫层减震层）、工况3（半包减震层）、工况4（全包减震层）的减震效果均明显提升，工况3的减震效果最优；与工况1相比，工况3的最大主应力峰值、最小主应力峰值、最大剪应力、最大横向位移、最大竖向位移、最小安全系数减震效果分别提升了8.893%，13.433%，5.698%，15.190%，41.860%,27.590%.因此，在抗震设计中，建议该工程优先采用半包减震层的构造方案.

关键词： 矩形隧道, 强震区, 软弱围岩, 减震层, 减震效果

Abstract: In order to improve the safety of shallow buried rectangular tunnels with weak surrounding rocks when subjected to strong earthquakes,a comparative analysis of the seismic damping effect of rectangular tunnels with different damping layer arrangements is carried out using the finite element software ABAQUS.The results show that compared with the condition without damping layer (condition 1),after adding the segmental structure,the damping effects of condition 2 (cushion damping layer),condition 3 (semi-covered damping layer),and condition 4 (full-covered damping layer) were significantly improved,and condition 3 had the best damping effect.Compared with condition 1,the maximum principal stress peak,minimum principal stress peak,maximum shear stress,maximum lateral displacement,maximum vertical displacement,and minimum safety factor of the damping effect in condition 3 increased by 8.893%,13.433%,5.698%,15.190%,41.860%,and 27.590% respectively.In seismic design,a semi-covered seismic damping layer construction scheme is recommended.

Key words: rectangular tunnels, strong seismic areas, weak surrounding rock, damping layer, damping effect

梁为进, 崔光耀, 宁茂权. 强震区软弱围岩矩形隧道减震层不同布置范围的减震效果[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, 2026, 47(2): 54-61.

LIANG Weijin, CUI Guangyao, NING Maoquan. Damping Effect of Different Damping Layer Arrangements for Rectangular Tunnels with Weak Surrounding Rocks in Strong Seismic Areas[J]. Journal of Jishou University(Natural Sciences Edition), 2026, 47(2): 54-61.

参考文献

[1] 魏来,刘钦,黄沛.高地应力软岩隧道大变形机理及控制对策研究综述[J].公路,2017,62(7):297-306.
[2] 曹明星,李建旺,周喻.高速公路隧道穿越浅埋段地层联合快速施工法研究[J].地下空间与工程学报,2020,16(S2):777-782.
[3] 《中国公路学报》编辑部.中国隧道工程学术研究综述·2015[J].中国公路学报,2015,28(5):1-65.
[4] 储亮,董沐野,杨侨伟,等.基于超前支护加固的大断面深埋软弱围岩隧道快速施工方法研究[J].公路,2024,69(9):379-386.
[5] 李秋铃,刘阳,杨辉宗,等.深埋软岩隧道开挖应力释放机理的模型试验研究[J].地下空间与工程学报,2024,20(S2):722-731;748.
[6] 许崇帮,陈洋,杜驹,等.高地应力软岩隧道变形规律及控制措施研究[J].公路,2025,70(2):467-473.
[7] 崔光耀,李鹏宇,王庆建.强震区隧道软弱围岩洞口段桩-筏抗震措施的作用效果分析[J].中国地质灾害与防治学报,2021,32(4):106-112.
[8] 张航,杨文波,寇昊,等.高地应力与地震联合作用下软弱围岩隧道动力响应研究[J].铁道建筑,2021,61(6):49-53.
[9] 包烨明,陈子全,周子寒,等.高地应力软岩隧道快速施工围岩稳定性分析[J].现代隧道技术,2024,61(3):25-34.
[10] 安栋,陈征,张建军,等.城市浅埋矩形隧道垫层厚度对抗震效果的影响分析[J].北方工业大学学报,2020,32(5):118-123.
[11] 赵旭,袁昀,黎若寒,等.山岭隧道衬砌-减震层体系动力响应研究[J].防灾减灾工程学报,2024,44(2):343-352.
[12] 马荣增,李文,杜泽辉,等.爆破作用下浅埋偏压隧道围岩突变失稳判据研究[J].爆破,2024,41(4):54-60.
[13] 霍超,阮恒丰,李忠超,等.双线矩形顶管上穿施工对地铁盾构隧道影响分析[J].北京交通大学学报,2024,48(1):1-10.
[14] 李培楠,石来,刘俊,等.软土地区类矩形盾构隧道同步注浆填充扩散压力空间分布模式[J].中国铁道科学,2021,42(2):77-87.
[15] 中华人民共和国交通运输部.公路隧道设计规范：第一册土建工程：JTG 3370.1—2018[S].北京:人民交通出版社,2018.

强震区软弱围岩矩形隧道减震层不同布置范围的减震效果

Damping Effect of Different Damping Layer Arrangements for Rectangular Tunnels with Weak Surrounding Rocks in Strong Seismic Areas

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 1

编辑推荐

Metrics

本文评价