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近年来,随着“一带一路”战略逐步开展,我国加大了对交通领域工程建设的投资,浅埋隧道也普遍出现在实际工程中。由于我国地震活动十分频繁,这对隧道的安全运营带来了极大的威胁,大量的隧道震害表明:浅埋软岩段是隧道受地震影响最显著和最容易失稳垮塌的区域之一。为了得到浅埋软岩隧道在小震作用下的地震响应和大震后的震动垮塌特征,论文以V级围岩条件下的浅埋隧道为研究对象,通过振动台模型试验、理论计算和数值模拟展开研究,主要结论如下:(1)模型试验结果表明围岩加速度随到地表距离的减小而增加,地表加速度相比拱顶加速度约放大63%,相同高度平面内靠近隧道的围岩振动具有一定的加强。隧道拱顶围岩处的水平位移是拱腰围岩处的1.23倍,围岩位移随着远离隧道而逐渐减小,随着震动次数和烈度的增加而不断增加。隧道拱顶上方垮塌形状近似漏斗,震动引起隧道拱肩和拱脚附近的轴力和弯矩变化最大,且拱腰和拱脚附近的裂缝分布最多,应加强拱腰和拱脚的抗减震设计,提高衬砌结构的抗震性能;(2)基于极限平衡原理的计算结果表明隧道半径、隧道埋深、围岩粘聚力和内摩擦角对浅埋隧道动力垮塌滑动面的分布有明显影响,其中隧道半径和围岩粘聚力是影响浅埋隧道稳定性的两个重要因素,减小隧道半径和增强围岩凝聚力是提高浅埋隧道稳定性的两个有效途径;(3)数值计算显示围岩加速度在竖向上越接近地表值越大,在横向上随远离隧道而减小,地表加速度大约是拱顶加速度的1.5倍,横向20m处加速度只有拱顶加速度的90%,但整体随埋深的减小而增大。围岩土体在地震作用下有明显的相对位移产生,其值随地层高度的增高而增大,随埋深的减小而减小,随围岩等级的降低而增大。地震改变了衬砌结构的初始受力状态,地震作用下衬砌在拱肩和拱脚附近的内力最为明显,内力随围岩条件的改善而减小,随衬砌刚度的过度提高而增大;(4)浅埋软岩隧道在模型试验和数值模拟中的动力响应特征大体相符,证明了模型试验开展的合理性。模型试验振动后的围岩塌陷区破裂面与理论计算中的围岩垮塌滑动面比较吻合,验证了基于极限平衡原理的理论计算可应用于浅埋软岩隧道动力垮塌分析。