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基于弹性地基梁理论的跨活断层隧道围岩-衬砌体系破坏机制研究
| 题名： | 基于弹性地基梁理论的跨活断层隧道围岩-衬砌体系破坏机制研究 |
| 正文语种： | 中文 |
| 作者： | 马亚丽娜;舒恒;崔庆龙;盛谦;崔臻 |
| 作者单位： | 中交第二公路勘察设计研究院有限公司;中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室;中国科学院大学 |
| 关键词： | 隧道工程;活动断裂带;断层错动;围岩-衬砌体系;弹性地基梁理论;受力变形响应 |
| 摘要： | 随着我国西部高烈度地区的隧道工程建设的持续深入发展，长大隧道将不可避免地穿越复杂不良地质区域，接近或跨越活动断裂带，面临严重的错断威胁。将温克尔弹性地基梁理论引入跨活断层隧道抗错断问题的研究中，从几何学和理论力学等角度，将隧道简化为作用在地层上的弹性地基梁；采用法向弹簧与切向弹簧模拟地层与结构的相互作用，并利用有限元数值模拟手段，建立跨活断层隧道围岩-衬砌体系数值模型。基于数值模型，探索了断层错动条件下围岩-衬砌体系位移变化规律，研究了跨断层隧道力学响应特征，同时，深入分析了断层破碎带关键参数对围岩-衬砌体系错断响应的影响。研究结果表明：断层两盘错动影响范围主要集中在断层错动面两侧各30m的范围内；在中心剪切带处，围岩上下两盘位移连续;衬砌在断层上下盘内受到相反的弯矩作用，在断层破碎带内隧道以受压为主，而在远离断层带处主要呈受拉状态。此外，不同的断层倾角、破碎带宽度、岩体质量等级均对围岩-衬砌体系错断响应有一定影响，跨断层隧道穿越活断层的最佳角度为正交；断层破碎带宽度较大的情况易避免衬砌发生应力集中的现象；断层破碎带岩体质量等级越高，隧道受到断层错动作用越显著。该研究成果可为跨断层隧道抗错断设计提供一定的参考与理论支持。 |
| 期刊名称： | 公路工程 |
| 出版年： | 2022 |
| 期： | 01 |
| 页码： | 63-73 |
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