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含纵向限位装置沉管隧道地震响应特性研究现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY第60卷第4期(总第411期),2023年8月出版Vol.60,No.4(Total No.411),Aug.2023文章编号：1009-6582（2023）04-0106-10DOI:10.13807/ki.mtt.2023.04.012收稿日期：2023-02-22修回日期：2023-03-27基金项目：国家自然科学基金项目（51878192）.作者简介：王明俊（1972-），女，硕士，高级工程师，主要从事市政桥隧工程安全运维研究工作，E-mail:.通讯作者：李亚东（1985-），男，博士，副教授，主要从事地下结构抗震研究工作，E-mail:.含纵向限位装置沉管隧道地震响应特性研究王明俊1梁启智1黄永彬2李亚东2杨春山3（1.广州市中心区交通项目管理中心，广州 510030；2.广州大学，广州 510006；3.广州市市政工程设计研究总院有限公司，广州 510030）摘要：以广州市如意坊沉管隧道工程为研究背景，利用ABAQUS有限元软件，基于改进后的反应位移法，建立考虑纵向限位装置的柔性接头整体多质点-梁-弹簧模型，分析地震作用下沉管隧道整体与关键截面的三维地震动力响应，并研究隧道最危险截面处的动力响应特性及损伤分布情况，探讨沉管隧道关键横截面的稳定性。结果表明：在地震作用下不均匀土层将引起隧道内力增大，对隧道结构造成一定的损伤；损伤主要分布在侧墙与底板的交界处，顶、底板的中部，此处裂缝由外向内发展，行车道孔洞中部内侧裂缝由内向外发育；隧道最危险截面的损伤状况反映出隧道仍具有较大的安全储备，但关键薄弱处的加固仍需重点关注。关键词：沉管隧道；地震动力响应；反应位移法；柔性接头中图分类号：U459.9文献标识码：A引文格式：王明俊，梁启智，黄永彬，等.含纵向限位装置沉管隧道地震响应特性研究J.现代隧道技术,2023,60(4):106-115.WANG Mingjun,LIAN Qichao,HUANG Yongbin,et al.Study on Seismic Response Characteristics of Immersed Tube Tunnels with Longitudinal Limit DeviceJ.Modern Tunnelling Technology,2023,60(4):106-115.1引 言自1910年美国跨越底特律河的第一座沉管隧道建成以来，并随着1959年水力压接技术在加拿大Deas Island Tunnel1中成功使用，世界上建成的沉管隧道已超过100座。与桥梁相比，在航运净空高度要求下，沉管隧道具有明显的优势；气象条件方面，水下隧道不受大风大雾等天气影响，可全天运行。与盾构法相比，沉管隧道可采用多车道设计，其断面空间利用率更高；其次，沉管隧道管节整体预制，管节间采用止水带，更容易满足水下复杂环境的密水性要求。由于沉管隧道属于浅埋结构，在大力推广沉管隧道建设的同时，沉管隧道结构在地震作用下的安全性能仍有待深入研究。沉管隧道的地震动力响应研究方法主要分为理论分析、模型试验和数值模拟。Chen等2和Cheng等3通过振动台试验分别研究了在一致地震荷载激励下沉管隧道及其接头的抗震性能，综合考虑了不同场地类型条件下沉管隧道整体及其接头的动力响应特性。Yan等4、Yu等5、Yuan等6联合开展了多点振动台试验，对沉管隧道在非一致地震荷载作用下的响应进行分析。Ouyang等7针对不同场地条件和地震动波输入方向下沉管隧道地震反应规律，开展了振动台试验。在相似比合理的情况下，模型试验能够得到较为真实的结构动力响应规律，但其费用高、耗时长，故大多情况下，成本低、可重复的数值模拟是更好的选择。通过建立简化模型，对沉管隧道整体结构与管节接头进行动力响应分析，是目前较为通用的研究手段。Kiyomiya8总结并分析了日本多条沉管隧道的抗震结构设计情况，通过数值分析研究了地震作用下软土地基上沉管隧道动力响应。Anastasopoulos等9针对深水条件下沉管隧道接头在地震动作用下的抗震性能进行了数值模拟分析。Oorsouw10针对不同接头形式，开展了沉管隧道及其接头的力学特性、变形特征和抗震性能研究。刘建飞等11通过三维实体模型分析了地震作用下沉管隧道位移、内力分布情况。Taylor等12通过建立大量数值模型，研究了沉管隧道在遭遇地震时的响应情况，进而提出106含纵向限位装置沉管隧道地震响应特性研究现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGYVol.60,No.4(Total No.411),Aug.2023第60卷第4期(总第411期),2023年8月出版了改善隧道结构安全性的方法。Lyngs13对比了多种不同抗震设计模型的精度，并探讨了土体参数、地震动参数等对隧道损伤的影响程度。结合前人的研究成果，部分学者将研究范围由整体发展到局部，开始研究沉管隧道关键截面的地震动力响应。王黎怡等14以港珠澳大桥海底沉管隧道为工程背景建立了有限元模型，研究了隧道横断面在正常运营阶段的受力特点，同时分析了包括地震作用在内的多种不利荷载单独或同时作用时隧道横断面的内力与变形。白 龙等15研究了沉管隧道关键管节截面在水平和竖直方向地震动共同作用下的应力和位移。李心熙等16通过建立三维精细化模型，对刚度变化段断面内力与层间位移角的变化情况进行了分析。王 湛等17研究了不同横向地基刚度下沉管隧道管节截面损伤分布情况。上述研究均基于较为精细的三维有限元模型，但由于其计算单元数量庞大，对计算机要求高；并且在计算过程中叠加误差过大等缺陷，会对结果的准确性造成一定影响。因此，本文将采用更为简便、快速、准确的多质点-梁-弹簧模型与横截面平面应变模型进行分析。综上，本文依托广州市如意坊沉管隧道工程，分析考虑含纵向限位装置柔性接头的沉管隧道，分别建立沉管隧道多质点-梁-弹簧模型与横截面平面应变模型，采用改进的反应位移法分析非均匀地震作用下结构的动力响应情况，旨在揭示沉管隧道三维地震响应特性。2工程概况广州如意坊放射线系统工程一期北起于内环路，南至芳村大道，全长约2.4km。隧道主线全长1511m，其中岸上段长893 m，沉管段长618 m，沉管隧道总共分为6个管节，各103 m，其编号分别为E1E6，隧道地理位置与剖面示意图如图1所示。该沉管隧道为双向六车道，横截面设计宽度为30.4 m，高度为9.5 m，截面面积为288.8 m2。为了承受覆水重量，满足防水与耐久性的要求，隧道管片采用C40、P10钢筋混凝土预制结构，顶板、底板厚度为1.3 m，侧墙厚度为1.1 m，隧道横断面图及地层分布如图2所示。3数值模型建立采用ABAQUS有限元软件建立模型，开展非均匀地震作用下沉管隧道的动力响应研究分析，综合评估其抗震性能。分析流程如图3所示。图1 如意坊沉管隧道地理位置、纵断面及地层分布示意Fig.1 Geographical location,longitudinal profile,andstratigraphic distribution of Ruyifang immersed tube tunnel图2 如意坊沉管隧道横断面及地层分布示意（单位：m）Fig.2 Schematic diagram of cross section and stratum distribution of Ruyifang immersed tube tunnel(Unit:m)分析流程包括两个阶段：（1）结合多质点-梁-弹簧模型与纵向反应位移法分析隧道整体抗震性能；（2）结合荷载结构模型与反应位移法分析隧道关键截面抗震性能。在传统纵向反应位移法的基础上，在隧道结构四周均设置单质点，由上至下分别输入基槽顶部、隧道中点及基槽底部的位移时程作为地震激励。改进后的计算模型示意图如图4、图5所示。其中介质弹簧K1两端分别连接位移时程输入点与土质点，相互作用弹簧K2两端分别连接土质点与隧道结构，连接弹簧K3用于传递土质点之间的内力。其中，相互作用弹簧K2刚度系数参考规范18取值，介质弹簧K1与连接弹簧K3刚度系数的取值参考现有学者的研究19计算。具体方法如下：假定地层为均质各向同性的半无限介质，介质弹簧K1可由土切片单元的一阶振动周期来计算：107含纵向限位装置沉管隧道地震响应特性研究现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY第60卷第4期(总第411期),2023年8月出版Vol.60,No.4(Total No.411),Aug.2023图3 分析流程Fig.3 Analysis process图4 计算模型横截面示意Fig.4Schematic diagram of calculation model cross-section图5 反应位移法多尺度模型示意Fig.5 Schematic diagram of multi-scale model using responsedisplacement methodk1x=k1y=Mk()2Tk2=Mk2k（1）k1z=k1x2()1+1-2（2）式中：Tk和k分别为第k个土切片单元一阶剪切振动的周期和频率；为土体泊松比。相互作用弹簧K2刚度系数计算可分为沿隧道纵向侧壁拉压地基弹簧刚度k2t与沿隧道纵向侧壁剪切地基弹簧刚度k2l，计算公式分别为：k2t=kWd（3）k2l=13k2t（4）式中：k为基床系数；d为土层沿隧道纵向的计算长度；W为隧道横向平均宽度或直径。连接弹簧K3刚度系数计算可分为水平纵向拉压弹簧刚度系数k3x，水平横向和竖向剪切弹簧刚度系数k3y与k3z，计算公式分别为：k3x=1Lki=1nEiAii（6）k3y=k3z=1Lki=1nGiAii（7）式中：Lk为土切片长度；Gi为第i层土的剪切模量；Ei为第i层土的弹性模量；Ai为第i层土的截面面积；i为第i层土的振型位移。3.1地震动的输入由于自由场模型边界为黏弹性人工边界，当模型受到EI-Centro地震动波等外源作用时，需要将地震动转化为等效节点荷载的形式输入。在考虑行波效应时，还需要考虑波传播过程中的时间差，以实现非均匀激励。沿隧道轴线方向距离L处，滞后的时间为20：t=LV（7）式中，V为视波速，与剪切波速Vs存在如下关系：V=Vssin（8）式中，为地震波到达地面时的入射角。考虑P波沿隧道轴向入射的情况，最终选定视波速为1 000 m/s，EI-Centro波加速度时程曲线与傅里叶幅值谱如图6、图7所示。3.2等效线性黏弹性模型的开发在动力分析中，周期荷载下土体的滞回性可由Kelvin模型反映，其本构关系21为：=G+G（9）式中：G为剪切模量；为剪应变；G为剪切黏滞系数，可取为G=2G/，为阻尼比，为圆频率。108含纵向限位装置沉管隧道地震响应特性研究现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGYVol.60,No.4(Total No.411),Aug.2023第60卷第4期(总第411期),2023年8月出版图6 EI-Centro地震波加速度时程曲线Fig.6 Acceleration-time curve of EI-Centro seismicwave图7 EI-Centro地震波傅里叶幅值谱Fig.7 Fourier amplitude spectrum of EI-Centro seismic wave将其推广到三维的情况，以eij表示应变偏量，有：ii=Kv+2Geii+K V+2Geii（10）ii=2Geij+2Geij（11）式中：K为材料体积模量；K为材料的体积黏滞系数，可类似取为K=2K/。模型采用的砂土与基岩的剪切模量比和阻尼比曲线如图8所示，场地地层参数如表1所示。在该模型的计算过程中，需定义土体等效应变振幅，其值为最大应变幅值与折减系数（0.65）的乘积。图8 砂土与基岩的剪切模量比与阻尼比曲线Fig.8 Shear modulus ratio and damping ratio curves of sandand bedrock表 1 地层力学参数Table 1 Mechanical parameters of strata土层名称淤泥质黏土淤泥质细砂中粗砂粉质黏土粉砂质泥岩砂砾岩粉砂岩密度/（kgm-3）1 6001 8502 0001 9001 9002 2002 400快剪强度指标内摩擦角/（）4.020.028.015.030.040.045.0黏聚力/kPa6.05.00.015.030.04201 000水平基床系数Kh/(MPa m-1)531025140220500垂直基床系数Kv/(MPa m-1)451530170250500泊松比0.20.20.20.250.350.30.28初始动剪切模量Gmax可由场地剪切波速根据公式（12）计算得到。Gmax=V2s（12）式中：为土体密度；Vs为剪切波速。经过7次迭代后，最大剪应变对应剪切模量衰减值约为0.24，出现在砂土区域。3.3考虑纵向限位装置的柔性接头在柔性接头的设计中，主要构件包括GINA止水带、止水带、预应力钢拉索、钢剪力键等，如图9所示。模型以110个节点组成的弹簧框架模拟管节，每个弹簧分别有5个方向自由度轴向拉压、法向与切向剪切、法向与切向弯曲，弹簧两端分别与相邻断面的控制点刚性连接，如图10所示。每个隧道管节接头设置2个水平混凝土剪切键和4个竖向钢剪力键，在轴压作用下混凝土剪切键和钢剪力键的力学行为和变形如图11所示。109含纵向限位装置沉管隧道地震响应特性研究现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY第60卷第4期(总第411期),2023年8月出版Vol.60,No.4(Total No.411),Aug.2023图9 柔性接头构造Fig.9 Flexible joint structure图10 柔性接头模型Fig.10 Flexible joint model此外，考虑到预应力拉索在提高接头密封性的作用，本文建立并应用一种考虑纵向限位装置的柔性接头轴向分析模型。假定其本构关系为双折线弹塑性，接头刚度取值由接头设计参数决定，其轴力与位移关系曲线见图12。图11 单个剪力键受力分析模型Fig.11 Force analysis model of single shear key图12中轴力规定受拉为正、受压为负，P1为预应力拉索屈服点，P2为达到止水条件的止水带压缩量，P3为任意压缩变形点。结合上述建立模型的关键步骤，采用“多质点-梁-弹簧模型”建立沉管隧道整体模型，模型长618 m，共分为6个管节，每段管节均长103 m，共设有5个图12 接头轴向受力分析模型Fig.12 Analysis model of axial force on joint柔性接头，两端额外各取100 m以考虑暗埋段的影响。基于一维场地地震动反应分析结果，选取隧道在遭遇地震动作用时相对速度峰值最大处的截面为关键截面，采用“荷载-结构模型”建立沉管隧道二维平面应变模型，其中混凝土采用实体模型建立，钢筋采用桁架模型建立，并嵌入到混凝土模型中。4结果分析4.1自由场的分析结果与讨论取起点（1 m）与终点（818 m）作为观测点，从模型底部输入的隧道位移时程如图13所示。图中显示2个观测点处的土体变形不同步，表现出明显的时间滞后性，反映出该自由场模型在边界设置与等效节点荷载施加方面的合理性。如图所示，EI-Centro波底部输入最大位移为3.328 cm。图13 隧道轴线始末点位移时程曲线Fig.13 Displacement-time curve of starting and ending pointsof tunnel axis图14反映了自由场场地中选取的8个观测点截面最大水平位移随土层深度的变化情况，图例中100 m、200 m、300 m等为距离自由场左侧边界的距离。在土层20 m以内，各观测点对EI-Centro波的相对位移响应差距较明显，即受场地深度方向的影响显著；土层深度在20 m以上的土体相对位移较小，原因是深度为20 m处是砂土与岩石的交界处，深度超过20 m的岩土体分布更均匀。110含纵向限位装置沉管隧道地震响应特性研究现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGYVol.60,No.4(Total No.411),Aug.2023第60卷第4期(总第411期),2023年8月出版图14 土层最大水平位移随不同深度的变化情况Fig.14 Variation of maximum horizontal displacement of soillayer with different depths4.2沉管隧道纵向结构响应分析结果与讨论为了评估沉管隧道在地震波影响下的抗震性能，以隧道结构及接头在纵向地震作用下的受力情况与变形情况为指标分三部分进行分析。4.2.1沉管隧道峰值轴力与弯矩变化情况沉管隧道峰值轴力与弯矩沿隧道轴线分布情况如图15、图16所示。总体上看，隧道峰值轴力分布较为集中，呈波浪形，结合管节与接头的分布，可知其在隧道接头处出现明显下降，这是由于接头处的刚度相对管节较小。正如前文所述，在自由场分析中，E6管节附近的土层随深度的变化变得不均匀，这使得最大峰值轴力出现在E6管节处，为2.2108N。图15 峰值轴力沿隧道轴线分布曲线Fig.15Distribution curve of peak axial force along tunnel axis在实际工程中，隧道两端较中部有一个倾角，故最大弯矩出现在隧道中部（图16，为7.5107Nm）。峰值弯矩在隧道前部分较平稳，但在中后部分出现波动，这也是由于场地的岩土体分布不均导致的。图16 峰值弯矩沿隧道轴线分布曲线Fig.16 Distribution curve of peak bending moment alongtunnel axis4.2.2沉管隧道结构位移变化量图17为全长隧道的纵向结构位移响应时程曲线，与自由场相似，都存在明显的时滞现象。与自由场相比，两者响应变化趋势相近，选取包含隧道在内的自由场土层相对位移最大处，即500 m处与此处的隧道结构位移响应时程曲线进行对比分析，如图18所示。由于隧道周围土体分布的不均匀，隧道纵向位移最大值约为4 cm。图17隧道的纵向结构位移时程曲线Fig.17 Displacement-time curves of longitudinal structure ofthe tunnel图18 隧道结构两处位移响应时程曲线对比Fig.18 Comparison of displacement-time curves at twolocations of tunnel structure111含纵向限位装置沉管隧道地震响应特性研究现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY第60卷第4期(总第411期),2023年8月出版Vol.60,No.4(Total No.411),Aug.20234.2.3沉管隧道接头张开量对于实际沉管隧道工程而言，防水性能是决定性因素，如果相邻管节之间沉降量差异过大，可能会导致剪力键受力过大而出现漏水问题，因此接头张合量是反映结构防水性能最重要的指标，需重点关注其接头相对张开量、压缩量。考虑包括E1E6沉管段内的接头，以及沉管段与两端暗埋段的接头相对张开量、压缩量变化趋势，如图19所示。其中，以正位移为张开量，负位移为压缩量。该工程的水密性要求限值为最小压缩量4.5 cm与最大压缩量10 cm，即在水力压接后的接头张开量限值为3 cm，压缩量限值为2.5 cm。整体来看，隧道接头的最大变形出现在后半段，由场地土层的不均匀性所引起，峰值变形约为2 cm，证明隧道接头张合量均满足要求，仍可以保证管节的密封性。图19 接头相对张开量与压缩量Fig.19 Relative opening and compression of joints4.3沉管隧道横向截面响应分析结果与讨论为研究沉管隧道在地震作用下最危险截面上的内力与损伤分布情况，并分析抗震性能，选取8个钻孔进行一维场地地震动反应分析（EERA：一维地震分析程序23）。如图20所示，87号钻孔的相对速度峰值（1020 m）最大，因此确定87号钻孔处为隧道最危险截面处。为节省计算时间，根据工程设计图纸和地质勘查报告，建立长200 m、宽53 m的二维横截面平面应变模型，如图21所示。混凝土与钢筋骨架位移时程曲线如图22所示，由图22可知，两者的位移时程曲线基本重合，可假定钢筋与混凝土在地震作用下协同变形，两者不发生相对滑移。4.3.1重力荷载下沉管隧道最危险截面应力分布在水与土的重力荷载共同作用下，混凝土与钢筋骨架的应力分布情况如图23所示。隧道的内力图20 钻孔处土体峰值相对速度随不同深度的变化情况Fig.20 Change of peak relative velocity of soil body with depthat drilling site图21 隧道最危险截面处二维有限元模型Fig.21 2D finite element model at the maximum stress sectionof the tunnel图22 混凝土与钢筋骨架位移时程曲线Fig.22 Displacement-time curve of concrete and rebarframework由混凝土与钢筋骨架共同承担，其中钢筋承担大部分拉力。由分布情况可以看出，隧道截面中部顶板、底板以及侧墙外侧受拉，内侧受压，两侧行车道孔洞则相反。混凝土最大拉应力出现在中部顶板约为2.08MPa，最大压应力出现在侧墙与底板的交界处，约为6.2MPa，以上数值分别低于2.4 MPa和14.9 MPa的临界值；钢筋最大拉应力约为 160 MPa，最大压应力约为112含纵向限位装置沉管隧道地震响应特性研究现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGYVol.60,No.4(Total No.411),Aug.2023第60卷第4期(总第411期),2023年8月出版图23 重力荷载下混凝土和钢筋骨架应力分布情况Fig.23 Stress distribution of concrete and rebar frameworkunder gravity load42.5 MPa，出现的位置与混凝土结构一致，以上数值同样远低于的临界值屈服应力335 MPa，证明两种材料仍有较大的承载力储备。4.3.2地震动作用下沉管隧道最危险截面内力分布地震动作用下，产生的竖向荷载主要由中墙与侧墙承担，因此，混凝土的中墙位置应力较大，且分布较集中，如图24所示。由于中墙的截面面积较侧墙更小，故影响更大。值得注意的是，最大应力出现在侧墙与底板的交界处，这是因为在两个构件的连接点处受到的剪力和弯矩较大，出现了应力集中的现象。图24 地震作用下混凝土应力分布情况Fig.24 Stress distribution of concrete under seismic action钢筋骨架应力分布情况如图25所示，与混凝土类似，钢筋骨架最大应力同样出现在连接点处，但由于采取了加腋措施，仅出现了局部塑性变形。其次，沉管隧道截面采用折拱形设计，减小了交界处的应力，因而节点处的结构受力相对不大。图25 地震作用下钢筋骨架应力分布情况Fig.25 Stress distribution of rebar framework under seismic action侧墙、中墙与底板的交界处均出现了受拉塑性屈服，如图26所示，说明这些节点的混凝土达到了极限抗拉强度而出现裂缝。但损坏区域相对整体非常小，所以，结构整体安全性很高。图26 地震作用下混凝土等效塑性应变分布情况Fig.26 Distribution of equivalent plastic strain in concrete under seismic action4.3.3沉管隧道最危险截面混凝土损伤分布塑性损伤因子的取值范围为01（0表示材料没有出现损伤，1表示材料强度完全损失）。如图27所示，混凝土受压最大塑性损伤因子出现在侧墙与底板的交界处，但大小仅为0.003，即几乎没有任何损坏现象出现。而混凝土属于脆性材料，其抗拉强度是抗压强度的 1/201/10，因此在受拉区易出现裂缝。图27 混凝土受压损伤的分布情况Fig.27 Distribution of concrete compressive damage如图28所示，混凝土多处受拉最大塑性损伤因子达到0.9，说明混凝土已产生塑性变形，隧道结构出现裂缝。多条裂缝集中出现在中墙上部顶板、行车道孔洞顶板与底板的跨中，以及侧墙与底板的交界处。虽然存在不少裂缝，隧道整体仍处于安全状态。但在实际工程中，需要采取如加密箍筋、加强配筋等措施提升关键节点抗弯剪承载力。5结 论本文以广州市如意坊沉管隧道为背景，分析非一致地震动激励过程中含纵向限位装置柔性接头沉管隧道的动力响应特性。通过建立多质点-梁-弹簧模型与二维横截面平面应变模型，采用改进的反应位移法，分别对隧道整体与局部的内力与位移及113含纵向限位装置沉管隧道地震响应特性研究现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY第60卷第4期(总第411期),2023年8月出版Vol.60,No.4(Total No.411),Aug.2023图28 混凝土受拉损伤的分布情况Fig.28 Distribution of concrete tensile damage损伤等开展分析，相对合理地验证了隧道的抗震性能。在多角度综合探究沉管隧道及其接头的抗震性能后，得出以下具体结论：（1）地震动作用下，由于接头处刚度相对管节较小，因此管节峰值轴力呈现明显的波浪形；由于后半段场地条件较复杂，管段峰值弯矩在E1E3段分布较稳定，E4E6段波动较大。（2）不均匀土体在地震动作用下产生的位移突变，会增大隧道结构的内力与变形，对隧道整体稳定性、安全性造成较大影响。（3）隧道接头最大张合量约为2 cm，小于经验张开量限值（3 cm）与经验压缩量限值（2.5 cm），证明管节满足密水性要求。（4）地震动作用下最危险截面最大应力相对较小；损伤主要分布在侧墙与底板的交界处、顶、底板的中部，此处裂缝由外向内发育；以及行车道孔洞中部内侧，此处裂缝由内向外发育。设计阶段需重点关注此类薄弱处，并采取如加密钢筋等加固措施。参考文献References1 GRANTZ W C.Immersed Tunnel Settlements:Part 2:Case HistoriesJ.Tunnelling and Underground Space Technology,2001,16(3):203-210.2 CHEN Hongjuan,LI Xiaojun,YAN Weiming,et al.Shaking Table Test of Immersed Tunnel Considering the Geological ConditionJ.Engineering Geology,2017,227:93-107.3 CHENG Xinjun,JING Liping,CUI Jie,et al.Shaking-table Tests for Immersed Tunnels at Different SitesJ.Shock and Vibration,2017:2546318.4 YAN Xiao,YUAN Juyun,YU Haitao,et al.Multi-point Shaking Table Test Design for Long Tunnels under Non-uniform SeismicLoadingJ.Tunnelling and Underground Space Technology,2016,59:114-126.5 YU Haitao,YUAN Yong,XU Guoping,et al.Multi-point Shaking Table Test for Long Tunnels Subjected to Non-uniform SeismicLoadings-Part II:Application to the HZM Immersed TunnelJ.Soil Dynamics and Earthquake Engineering,2018,108:187-195.6 YUANYong,YUHaitao,LIChong,etal.Multi-pointShakingTableTestforLongTunnelsSubjectedtoNon-uniformSeismicLoadingsPart I:Theory and ValidationJ.Soil Dynamics and Earthquake Engineering,2018,108:177-186.7 OUYANG Zhiyong,CUI Jie,LUO Ruofan,et al.Shaking Table Model Test of Immersed Tunnels with Different Site Conditions andSeismic Wave Input DirectionsJ.Ships and Offshore Structures,2021,16(S2):20-32.8 KIYOMIYA O.Earthquake-resistant Design Features of Immersed Tunnels in JapanJ.Tunnelling and Underground Space Technology,1995,10(4):463-475.9 ANASTASOPOULOS I,GEROLYMOS N,DROSOS V,et al.Nonlinear Response of Deep Immersed Tunnel to Strong Seismic ShakingJ.Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering,2007,133(9):1067-1090.10 VAN OORSOUW R S.Behaviour of Segment Joints in Immersed Tunnels under Seismic LoadingD.Delft:Technische UniversiteitDelft,2010.11 刘建飞,贺维国,曾进群.静力作用下沉管隧道三维数值模拟J.现代隧道技术,2007,44(1):5-9.LIU Jianfei,HE Weiguo,ZENG Jinqun.Three-dimensional Simulation for the Static Behavior of Immersed Tube TunnelsJ.ModernTunnelling Technology,2007,44(1):5-9.12 TAYLOR P R,IBRAHIM H H,YANG Dan.Seismic Retrofit of George Massey TunnelJ.Earthquake Engineering&StructuralDynamics,2005,34(4/5):519-542.13 LYNGS J H.Model Accuracy in Aseismic Design of Immersed TunnelD.Aalborg:Aalborg Universitet,2008.14 王黎怡,徐 伟.沉管隧道正常运营阶段横断面受力分析J.结构工程师,2015,31(3):162-168.WANG Liyi,XU Wei.Internal Force Analysis of Immersed Tunnel Cross-section during Service StageJ.Structural Engineers,2015,31(3):162-168.15 白 龙,赵 旭,杜修力,等.沉管隧道接头地震动力响应分析J.防灾减灾工程学报,2015,35(2):153-159+165.114含纵向限位装置沉管隧道地震响应特性研究现 代 隧 道 技 术MODERN TUNNELLING TECHNOLOGYVol.60,No.4(Total No.411),Aug.2023第60卷第4期(总第411期),2023年8月出版BAI Long,ZHAO Xu,DU Xiuli,et al.Seismic Response of Joints of Immersed Tube TunnelsJ.Journal of Disaster Prevention andMitigation Engineering,2015,35(2):153-159+165.16 李心熙,禹海涛,李春元,等.沉管隧道暗埋段三维大规模地震响应分析J.现代隧道技术,2021,58(4):104-108+140.LI Xinxi,YU Haitao,LI Chunyuan,et al.3D Large-scale Seismic Response Analysis of Bored Section of an Immersed Tunnel ProjectJ.Modern Tunnelling Technology,2021,58(4):104-108+140.17 王 湛,张宝湖,张延猛,等.基于横向不均匀地基刚度的车陂路沉管隧道管节损伤与变形分析J.隧道建设(中英文),2021,41(增2):209-214.WANG Zhan,ZHANG Baohu,ZHANG Yanmeng,et al.Damage and Deformation of Chebei Road Immersed Tunnel Based on Multiple Lateral Differential Foundation StiffnessJ.Tunnel Construction,2021,41(S2):209-214.18 中华人民共和国住房和城乡建设部.城市轨道交通结构抗震设计规范:GB 509092014S.北京:中国标准出版社,2014.Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the Peoples Republic of China.Code for Seismic Design of Urban RailTransit Structures:GB 509092014S.Beijing:Standards Press of China,2014.19 禹海涛,宋 毅,李亚东,等.沉管隧道多尺度方法与地震响应分析J.同济大学学报(自然科学版),2021,49(6):807-815.YU Haitao,SONG Yi,LI Yadong,et al.Multi-scale Method and Seismic Response Analysis of Immersed TunnelJ.Journal ofTongji University(Natural Science),2021,49(6):807-815.20 CHEN Zhiyi,LIANG Sunbin,HE Chuan.Seismic Performance of an Immersed Tunnel Considering Random Soil Properties andWave Passage EffectsJ.Structure and