我国城市轨道交通建设正处于网络化扩展、结构完善和快速扩充的大发展阶段。在地铁运营里程不断攀升的同时,地铁工程面临的地震威胁不容忽视,开展地铁盾构隧道的抗震减震研究具有重要的工程意义。本文采用ANSYS数值分析软件,通过建立相关计算模型,针对盾构隧道的地震响应、双线隧道在受洞间距影响时的响应变化情况和相关减震措施的减震优劣性等问题进行了分析研究。论文主要研究工作包括:(1)单洞地铁盾构隧道的地震响应特点分析。通过对单洞地铁盾构隧道有限元模型的计算分析,研究了水平地震作用下隧道的地震响应。研究表明,位移、速度和加速度响应在隧道衬砌自上而下呈依次减小规律,隧道拱顶为最大响应位置;对于主应力响应,高应力区域在隧道断面呈“X”型分布,即拱腰和墙脚位置的主应力响应较大,且峰值应力集中落在衬砌内侧位置;剪应力则不同,除拱顶、仰拱和边墙外,高剪应力较为均匀的分布整个衬砌环面上,随地震作用时间的延续,在衬砌环面内外侧往复作用。(2)双线地铁盾构隧道在洞间距影响下的响应规律分析。分别建立0.5、1、1.5、2倍隧道外径的计算模型,进行了在洞间距为主要影响因素情况下的隧道地震响应变化规律的分析。研究表明,双洞隧道的位移和速度响应与单洞类似,但加速度响应与之相反,呈现出下部位置大,下部位置小的特点,在洞间距从小到大变化时,此三种响应都有所降低;应力响应与单线隧道响应差别很大,高应力区域为拱顶、仰拱和边墙位置,洞间距的越大,应力响应值也随着增大。(3)各减震构造的减震效果评估。进行了 7个不同减震构造模型的响应研究,并与未施加减震层的盾构隧道地震响应进行对比分析。研究表明,仅采用减震层时,加气混凝土减震层相比橡胶减震层的减震效率更优;混凝土隔震墙的加入对隧道的位移响应具有显著降低效果,但会大幅放大应力响应;采用EPS颗粒混合土替换隔震墙将具有相较仅采用减震层措施上更进一步的减震效果。图[90]表[24]参[82]