场地-隧道-地上建筑地震相互作用是目前我国韧性城市建设中关注的热点问题之一。如何揭示隧道在复杂场地地震作用下的纵向剪切变形对隧道-地上建筑地震相互作用系统动力特性的影响机理与规律，更是研究中的难点。目前，关于此方面的研究成果鲜有报道。中国地震局地球物理研究所金立国副研究员从数学物理方程的角度出发，提出了可以考虑隧道纵向剪切变形的场地-隧道-地上建筑地震相互作用的解析模型，获得了系统相互作用的解析解，并利用该解析解研究了相关工程问题。

图1  可考虑隧道纵向剪切变形的场地-隧道-地上建筑地震相互作用解析模型

图2  场地-隧道-美国好莱坞仓储结构相互作用体系示意图

图3  本文解析解计算结果与场地-隧道-美国好莱坞仓储结构相互作用体系

地上建筑地震响应传递函数实测记录的对比

本文所提出的可考虑隧道纵向剪切变形的场地-隧道-地上建筑地震相互作用解析模型能够很好的揭示城市复杂场地上隧道纵向剪切变形对于隧道-地上建筑地震相互作用体系动力特性的影响。从图3可以看出，与地震实测记录相比，对于实际的工程问题，本文所提出的解析模型和解析解，能够给出很好的计算分析结果。本文提出的解析模型和解析解，成功应用到了场地-隧道-美国好莱坞仓储结构地震相互作用体系这一实际工程中，充分证明了本文所提解析模型和解析解的具有很高的工程应用价值。

在国家大力推进韧性城市建设的大背景下，本研究成果对于城市地上和地下工程结构的建设，具有显著的现实应用意义，成果应用前景明显。成果可推广应用到实际工程中，可为我国城市地上建筑和地下结构的抗震设计和分析提供科学的定量依据，具有显著的经济、社会和环境效益。

研究成果2022年6月发表于美国地震工程研究所EERI主办的地震科学国际知名期刊《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.），受中国地震局地球物理研究所基本科研业务费专项项目（DQJB21K45）资助。

【作者简介】

金立国，男，博士、博士后，副研究员，硕士生导师。现工作于中国地震局地球物理研究所强震动地震学研究室，主要从事岩土工程减灾、地下结构抗震、场地地震反应、地震波动理论、近岸海洋工程等的研究工作。