逆断层黏滑作用下隧道力学行为研究

作者：郭翔宇; 耿萍^*; 丁梯; 王琦; 杨琪; 何悦

来源：振动与冲击, 2021, 40(17): 249-258.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2021.17.034

• 逆断层
• 黏滑
• 隧道
• 裂缝

西南地区板块运动活跃,隧道不可避免的会穿越活动断裂带,活动断裂带的黏滑作用将对隧道结构的安全和稳定性构成巨大威胁。首先建立300 km×100 km的空间大尺度板块挤压模型,通过对板块施加挤压速率,计算板块运动20万年期间逆断层黏滑作用的产生及变形特点,然后将断层黏滑时刻位移施加到精细有限元模型上,分析隧道结构在逆断层黏滑作用下的力学与损伤行为。结果显示黏滑时刻断层面处剪切应力呈现"骤降-再回升"状态,同时断层上盘产生脉冲型速度时程;断层顶面位移特征曲线可分为单峰值曲线和双峰值曲线,最终均保持永久位移;地层刚度越大,隧道衬砌在黏滑作用下产生的裂缝宽度越大,裂缝拓展范围则越小。所研究工况下,不同地质条件时,衬砌最大裂缝宽度为19.8 cm,最大扩展长度为55.4 m。该研究成果可为隧道在逆断层黏滑作用下的结构破坏特点提供参考。

• 单位
  土木工程学院; 中铁二院工程集团有限责任公司; 西南交通大学