地震時(shí),基巖斷層錯(cuò)動(dòng)誘發(fā)近斷層隧道結(jié)構(gòu)變形破壞,影響隧道安全運(yùn)行和正常使用,而相關(guān)隧道破壞機(jī)制和設(shè)防措施缺少系統(tǒng)研究。本文基于正斷層錯(cuò)動(dòng)誘發(fā)上覆砂土層中隧道變形破壞的離心機(jī)模型實(shí)驗(yàn),結(jié)合數(shù)值模擬和理論分析等方法,對土體沉降,隧道變形破壞,合理設(shè)防范圍等方面展開了研究。主要研究工作包括:展開了不同隧道埋深的離心機(jī)模型實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步通過數(shù)值模擬和理論分析結(jié)果對比驗(yàn)證實(shí)測數(shù)據(jù),還對影響斷層-隧道相互作用的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行分析,主要得到以下研究成果:（1）隧道對地表沉降的影響:隧道對上覆土體沉降具有“遮攔”效應(yīng),使其上方地表土體沉降量明顯小于自由場（無隧道）時(shí)的地表沉降量,“遮攔”效應(yīng)隨隧道埋深的增加而減小。（2）正斷層錯(cuò)動(dòng)引起的隧道變形模式:隧道沿縱向發(fā)生“S”形變形,下盤一側(cè)隧道發(fā)生“上拱”變形,隧道拱頂承受拉應(yīng)變,上盤一側(cè)隧道發(fā)生“下沉”變形,隧道拱頂承受壓應(yīng)變。誘發(fā)的縱向應(yīng)變可分解為由彎曲和軸向拉伸變形引起的彎曲應(yīng)變和軸向拉應(yīng)變,分別采用隧道最大曲率和最大軸向拉應(yīng)變評估隧道抗彎剛度和軸向剛度對隧道變形程度的影響。（3）隧道的合理設(shè)防范圍:以隧道縱向應(yīng)變超過破壞臨界應(yīng)變視為隧道發(fā)生破壞,并采取... 

【文章來源】：華僑大學(xué)福建省

【文章頁數(shù)】：113 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

都汶公路龍溪隧道震害[4]（汶川地震）

第1章緒論5擬分析，研究了斷層破裂帶位置，隧道灌漿等因素對隧道穩(wěn)定性的影響，研究發(fā)現(xiàn)：隨著斷層破裂帶與隧道的間距減小，隧道變形量和塑性區(qū)增加，此外，由于土體剪切變形沿著斷層破裂帶發(fā)育，導(dǎo)致隧道及其周邊土體位移量非常大。Lin等[40]通過模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬方法，研究了隧道受逆斷層剪切破裂帶影響的破壞情況，發(fā)現(xiàn)主破裂帶呈彎曲或分裂為兩個(gè)亞剪切帶，并且土體剛度和斷層傾角是控制破裂帶結(jié)構(gòu)、土體內(nèi)部應(yīng)力和隧道所受荷載的主要因素。Anastasopoulos和Gazetas[41]采用有限元法對隧道-土體界面進(jìn)行了模擬，并通過離心機(jī)模型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)明挖暗埋隧道結(jié)構(gòu)受斷層破裂帶路徑強(qiáng)烈影響，提出近斷層隧道設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮內(nèi)力包絡(luò)線，斷層破裂帶的位置和斷層錯(cuò)動(dòng)量等因素的影響。Baziar等[42-43]通過離心機(jī)模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬方法模擬隧道-土體相互作用，主要從隧道-斷層相對位置，土體相對密度和隧道剛度等角度出發(fā)，討論了隧道受力響應(yīng)，研究發(fā)現(xiàn)隧道在逆斷層作用下產(chǎn)生了位移和旋轉(zhuǎn)，此外，還發(fā)現(xiàn)由于隧道的“遮攔”，地表出露的斷層崖數(shù)量比自由場條件下有所增加。圖1.2隧道軸線與基巖斷層線平行[37]第二種情況是隧道與基巖斷層線正交的破壞模式研究，關(guān)于這種情況，主要考慮隧道不可避免跨越斷層帶時(shí)，隧道需要短距離大角度跨越，所以理想狀態(tài)就是正交跨越。相比隧道平行跨越，該問題影響因素較多，隧道失效機(jī)制復(fù)雜，故該課題的相關(guān)研究不多：例如，Anastasopoulos等[44]通過數(shù)值模擬方法模

虜客撂蹇贍芫植客芽眨?⒁運(yùn)淼雷菹蟯渚刈魑?范ㄋ淼萊鈉銎蘋黨ざ?范圍，發(fā)現(xiàn)45°傾角下的破壞區(qū)長度大于60°傾角下的破壞區(qū)長度。黃蕓等[49-50]針對正斷層錯(cuò)動(dòng)誘發(fā)地鐵隧道縱向變形破壞缺乏有效理論預(yù)測模型的情況，建立了地鐵隧道縱向變形的理論計(jì)算模型，提出影響隧道縱向應(yīng)變的參數(shù)有隧道尺寸和埋深、土層厚度、基巖斷層錯(cuò)動(dòng)量和斷層傾角等。肖至慧[51]基于走滑斷層錯(cuò)動(dòng)下砂土內(nèi)隧道變形的模型試驗(yàn)，考慮了隧道兩端邊界條件的影響，研究了隧道前后拱腰的位移特征和應(yīng)變特征，發(fā)現(xiàn)隧道主要在破裂帶附近發(fā)生彎曲破壞。圖1.3隧道軸線與基巖斷層線正交[45]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[10]45°傾角正斷層粘滑錯(cuò)動(dòng)對隧道影響試驗(yàn)分析[J]. 劉學(xué)增,王煦霖,林亮倫.  同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(01)

博士論文
[1]地裂縫對地鐵隧道的影響機(jī)制及病害控制研究[D]. 黃強(qiáng)兵.長安大學(xué) 2009

碩士論文
[1]走滑斷層錯(cuò)動(dòng)下土體隧道的變形破壞研究[D]. 肖至慧.華僑大學(xué) 2019
[2]穿越斷層隧道震害機(jī)理以及抗減震技術(shù)研究[D]. 張維慶.西南交通大學(xué) 2012
[3]地層錯(cuò)動(dòng)下軟土場地土體裂縫形成擴(kuò)展機(jī)理研究及工程應(yīng)用[D]. 劉建榮.北京交通大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3573013