原文传递
断层蠕滑错动作用下隧道衬砌损伤开裂研究及柔性连接抗错断措施
| 论文题名： | 断层蠕滑错动作用下隧道衬砌损伤开裂研究及柔性连接抗错断措施 |
| 关键词： | 隧道工程;衬砌结构;断层蠕滑错动;柔性连接 |
| 摘要： | 断层作为一种地质构造在我国西部地区广泛分布，近年来，随着西部山区地区隧道工程的大量建设，因此断层问题经常在工程建设中遇到，断层蠕滑错动产生的永久变形很容易对隧道结构产生损害，使隧道结构产生开裂，甚至破坏隧道结构。鉴于此，本文在前人研究的基础上，以存在穿越断层情况较多的高黎贡山山区隧道作为背景，基于非线性有限元计算理论，建立了围岩-断层破碎带-隧道的断层蠕滑错动三维有限元分析模型，分别在不同断层错动距离，不同断层倾角等不同的断层错动条件下，应用扩展有限元原理，以研究衬砌的开裂力学行为。同时，确定一种倾角与一定错动距离的条件，建立了同等条件不同长度的衬砌节段之间设置柔性连接的隧道结构，分析采用这种措施对于隧道结构衬砌结构的损伤以及开裂的影响，评价该抗错断措施的效果。基于上述分析，本文研究结论如下: (1)断层错动距离，断层倾角对穿越其中的隧道衬砌结构会产生较大影响。其中包括衬砌纵向不同部位、同一截面不同位置处的应力、位移、开裂程度、裂缝长度、裂缝开度等。 (2)柔型连接对于穿越断层隧道的抗错断能力具有明显的提高。在一定长度内，减小隧道节段长度，增加柔性连接数量，能有效的改善衬砌上应力的分布与幅值，较大程度的吸收隧道的位移变形，有效降低隧道衬砌局部的位错及开裂能量的积累，从而极大程度的减少裂缝的长度以及裂缝开度，甚至使得裂缝局部化，分散化。 (3)柔型连接能显著地降低断层蠕滑错动对于隧道的损伤。隧道衬砌中柔性连接的设置，可以减少损伤面积、损伤程度，且设置的柔性连接结构数量越多，即衬砌节段长度越短，损伤越趋于局部化、分散化，使得衬砌结构上不易形成整片损伤程度较大的贯通损伤，降低了形成结构局部薄弱部位，甚至产生裂缝的可能。 |
| 作者： | 张煜 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 晏启祥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
