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摘要
随着我国铁路建设的不断推进，山岭铁路隧道不可避免地会穿越活动断层区，而活动断层的错动会对隧道结构的安全性产生显著影响。为此，开展穿越断层隧道抗错断设计的相关研究具有重要的现实意义。铰接设计对跨活动断层区隧道衬砌的抗错断具有显著效果，为探究铰接参数对跨活动断层隧道抗错断效果的影响，以某铁路某跨走滑活动断层区隧道为背景，基于混凝土塑性损伤本构，建立三维弹塑性有限元模型。分析了断层错动时不同二衬节段长度、不同铰接缝宽度情况下二衬的损伤分布特征以及剪切应变大小。研究结果表明：百年最大错距30 cm作用下，无抗错断措施隧道二衬在错动面附近边墙处出现严重的受拉损伤，有贯通趋势，隧道拱顶与仰拱处产生严重的受压损伤，受压损伤因子有向两侧边墙贯通的趋势；铰接设计对隧道横向变形有较好的控制作用，可显著提升隧道的抗错断性能，且二衬节段长度越短，隧道抗错断效果越好，在隧道衬砌的铰接设计中，节段长度应不超过12 m;不同铰接缝宽度下隧道二衬的损伤情况基本一致，铰接缝宽度的变化对隧道抗错断效果并未产生明显影响，铰接设计中铰接缝宽度在满足要求的情况下应不大于0.3 m。
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