場地-隧道-地上建筑地震相互作用是目前我國韌性城市建設(shè)中關(guān)注的熱點問題之一。如何揭示隧道在復(fù)雜場地地震作用下的縱向剪切變形對隧道-地上建筑地震相互作用系統(tǒng)動力特性的影響機理與規(guī)律，更是研究中的難點。目前，關(guān)于此方面的研究成果鮮有報道。中國地震局地球物理研究所金立國副研究員從數(shù)學(xué)物理方程的角度出發(fā)，提出了可以考慮隧道縱向剪切變形的場地-隧道-地上建筑地震相互作用的解析模型，獲得了系統(tǒng)相互作用的解析解，并利用該解析解研究了相關(guān)工程問題。

圖1  可考慮隧道縱向剪切變形的場地-隧道-地上建筑地震相互作用解析模型

圖2  場地-隧道-美國好萊塢倉儲結(jié)構(gòu)相互作用體系示意圖

圖3  本文解析解計算結(jié)果與場地-隧道-美國好萊塢倉儲結(jié)構(gòu)相互作用體系

地上建筑地震響應(yīng)傳遞函數(shù)實測記錄的對比

本文所提出的可考慮隧道縱向剪切變形的場地-隧道-地上建筑地震相互作用解析模型能夠很好的揭示城市復(fù)雜場地上隧道縱向剪切變形對于隧道-地上建筑地震相互作用體系動力特性的影響。從圖3可以看出，與地震實測記錄相比，對于實際的工程問題，本文所提出的解析模型和解析解，能夠給出很好的計算分析結(jié)果。本文提出的解析模型和解析解，成功應(yīng)用到了場地-隧道-美國好萊塢倉儲結(jié)構(gòu)地震相互作用體系這一實際工程中，充分證明了本文所提解析模型和解析解的具有很高的工程應(yīng)用價值。

在國家大力推進韌性城市建設(shè)的大背景下，本研究成果對于城市地上和地下工程結(jié)構(gòu)的建設(shè)，具有顯著的現(xiàn)實應(yīng)用意義，成果應(yīng)用前景明顯。成果可推廣應(yīng)用到實際工程中，可為我國城市地上建筑和地下結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計和分析提供科學(xué)的定量依據(jù)，具有顯著的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。

研究成果2022年6月發(fā)表于美國地震工程研究所EERI主辦的地震科學(xué)國際知名期刊《Earthquake Spectra》（Jin L., Du L., Xie J., et al. An analytical model for 2D seismic tunnel-aboveground structure interaction with considering the influence of tunnel longitudinal shear deformation[J]. Earthquake Spectra, 2022, 38(4): 3040-3062.），受中國地震局地球物理研究所基本科研業(yè)務(wù)費專項項目（DQJB21K45）資助。

【作者簡介】

金立國，男，博士、博士后，副研究員，碩士生導(dǎo)師?，F(xiàn)工作于中國地震局地球物理研究所強震動地震學(xué)研究室，主要從事巖土工程減災(zāi)、地下結(jié)構(gòu)抗震、場地地震反應(yīng)、地震波動理論、近岸海洋工程等的研究工作。