3.2　使用应力路径分析法确定地震中隧道上方压力拱的变化

3.2　使用应力路径分析法确定地震中隧道上方压力拱的变化

应力矢量图直观形象地显示了隧道周围压力拱的存在和变化，但是要精确地确定压力拱的内外边界和高度需要通过应力路径法来实现。本书所讲的应力路径法与力学中应力路径的概念不同，特指某一力或位移指标沿不同坐标位置（路径）的变化。前面提到压力拱的存在改变了应力的传递路径，从而改变了应力沿某一路径的分布，故可以用应力路径法来研究压力拱的具体位置和尺寸。根据当前的研究成果，结合具体实际，本节以如下判据来确定隧道上方压力拱的外边界：在隧道地震动力计算结果中，将隧道上方应力路径上水平应力与竖直应力的相交点处作为隧道上方压力拱的外边界，并将该交点至隧道顶的距离作为地震作用下隧道上方土体的计算高度。

计算中采用图3-6所示的有限元计算网格，选取隧道上方3条应力路径，如图3-7所示。

图3-6　数值计算隧道结构有限元网格图

图3-7　隧道上部应力路径示意图

本节主要是通过压力拱在地震前后的变化来确定隧道衬砌上部围岩的计算高度。试图从应力传递方面入手，通过应力路径法来研究在隧道上方地震力计算中用到的土柱计算高度。