穿越走滑断层隧道破坏特性及结构抗震性能研究
改革开放以来，随着我国社会经济水平飞速发展，基础设施建设规模与水平也相应步入了新的历史阶段。但与东南沿海城市相比，中西部部分地区依然存在着经济发展不够充分，基础设施建设相对落后的问题。 为了解决“人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾”，加大中西部地区的基础设施建设规模就显得尤为重要，其中山岭隧道占据了重要地位。但中西部地区山高水长、构造复杂、地质活动十分强烈，隧道结构穿越活动断层的情况也频频出现，断层错动时极易导致隧道结构出现大规模的破坏情况。为了探明隧道结构在断层错动时的力学响应，提高隧道结构的抗错动性能，本文依托CZ铁路KD特长隧道，采用包括资料调研、理论分析、数值模拟在内的方式对跨断层隧道的力学响应进行研究。主要成果如下： （1）调研分析了国内外关于穿越活动断层及地震作用对隧道结构影响的相关文献和有关工程案例，总结出了交通隧道结构跨断层时的典型破坏形态及现有跨断层隧道设防体系特点。 （2）依托CZ铁路KD隧道穿越玉龙希走滑断层的具体情况，通过建立三维有限元模型分别研究了走滑断层不同错动角度、不同错动方向及不同设防方式下围岩及隧道结构的错动响应规律。基于不同错距下的隧道结构应力应变的演化特性，提出了穿越玉龙希走滑断层隧道的设防分区范围。 （3）基于混凝土损伤塑性（CDP）本构模型，建立了隧道穿越玉龙希走滑断层的数值模型，研究了不同错动交角（交角45°、70°、90°）及不同设防方式（整体式及20m、15m、10m、6m分段式）情况下衬砌破坏特性；并结合不同错距下衬砌结构的损伤破坏范围，提出了相应的隧道纵向设防长度。 （4）依托场地的地震设防等级，建立隧道动力响应模型，对隧道结构的衬砌加速度，应力响应及衬砌损伤破坏等多个方面在不同地震波作用下的动力特性进行对比分析，通过与隧道结构在走滑断层错动下的破坏特性进行对比，表明断层错动对隧道的破坏占据主要地位。
山岭隧道;走滑断层;粘滑错动;损伤破坏;分段设防;地震动响应;活动断层
西南交通大学
硕士
桥梁与隧道工程
张志强
2022
中文
U451
2022-12-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）