1.1研究背景

1.1.1地下隧道震害实例

随着道路交通的发展，地下隧道变得越来越重要和普遍，其在地震中的抗震表现也越来越引发人们的关注和研究。一般认为地下隧道由于受到周围土体或岩体的约束，具有良好的抗震性能。但是20世纪90年代发生的数次大型地震，诸如1995年日本阪神地震，1999年土耳其科贾埃利地震和台湾集集地震，造成了严重的人员伤亡和工程结构损坏。其中，阪神地震是首次记录到地铁隧道主体结构震害，大量立柱被压坏的案例。台湾集集地震中57座隧道中的49座受到不同程度的损坏[1]，土耳其在建的Bolu高速公路隧道在建造过程中遭遇地震的严重毁坏[2]。因此，地下隧道的地震响应研究对于减轻地震带来的震害具有十分重要的必要性和工程指导意义。

1.1.2双层隧道实例

在城市的复杂地铁轨道交通网络中，由于规划原因，出现或者上下平行“十字型”的上下交叉线路是难以避免的。例如南京地铁1号线1期工程小行站—安德门站地铁区间布置了3条隧道[3]。北京地铁10号线国贸—双井盾构区间隧道下穿1号线区间隧道,两隧道间的土层厚度仅1.1m，三维数值模型的建立为1.25m;8号线前门站换乘通道隧道上跨国铁新建隧道为双洞盾构隧道,隧道衬砌的外径为直径线盾构隧道,两隧道间的土层厚度也不足2m[4]。新加坡高速公路交通系统在穿越海相黏土冲积层与回填土时建设了四洞重叠并行系统。意大利-瑞士高速公路中穿越米兰的隧道从水平平行过渡到垂直平行。日本京都的东西向Tozai线选用四孔麻花形近距离地铁隧道和Keishin线连接[5]。俄罗斯以及我国台湾也都有垂直双孔隧道的工程实例。兰州市南山公路龙坪隧道采用双层双车道公路隧道[6]。深圳地铁一期工程罗湖至大剧院区间也采用了重叠隧道形式[7].

1.1.3地下隧道抗震研究方法

目前地下隧道抗震研究方法主要有三种：地震观测，模型实验和理论分析。

(1) 地震观测

地震观测是通过实地观测地下结构遭遇地震时的结构动力响应特性，能直观的反映和评价结构的 受力特征。但这种方法依赖于以前的实地记录，受观测时间和观测手段的影响，大多数情况下不 能实际应用。

(2) 模型实验