跨走滑断层隧道失稳演化过程及稳定性分析

作者：王道远; 布亚芳; 张亚琴; 王朝红; 田小路; 杨杰; 袁金秀

来源：铁道工程学报, 2023, 40(09): 62-71.

• 隧道工程
• 走滑断层
• 失稳机制
• 剪切梁理论
• 敏感性分析

研究目的:为评判跨走滑断层隧道的稳定性，首先视跨断层隧道为一含剪切带的“围岩-断层-围岩”复合岩体系统，揭示其失稳演化机制；其次基于含断层带复合剪切梁理论，推导跨走滑断层隧道失稳临界损伤长度、临界损伤荷载和极限位移计算表达式；最后对影响隧道稳定性的主要参数进行敏感性分析。研究结论:(1)跨走滑断层隧道失稳演化过程主要经历3个典型阶段，即含剪切带的“围岩-断层-围岩”系统变形协调促使强度降低、断层剪切带两侧围岩受拉而呈现拉裂损伤区、“围岩-复合剪切带-围岩”系统达到新的平衡状态；(2)当断层宽度、动摩擦系数、峰值剪应力、剪切梁剪切模量越小，隧道埋深、剪切梁宽度、塑性软化剪切模量越大，跨走滑断层隧道稳定性越差；(3)跨走滑断层隧道稳定性影响因素的敏感性为：断层宽度t>剪切梁剪切模量G>隧道埋深H>滑动摩擦系数μf>断层塑性软化剪切模量Gfs>断层峰值剪应力τfc;(4)本研究结论可为跨走滑断层隧道设计提供一定的理论依据。

• 单位
  河北建设集团股份有限公司; 河北交通职业技术学院