走滑断层作用下跨断层隧洞破坏机理研究

作     者：翁文林 王天强 付兴伟 宁宝宽 周光新 WENG Wenlin;WANG Tianqiang;FU Xingwei;NING Baokuan;ZHOU Guangxin

作者机构：中国长江三峡集团有限公司北京100038 沈阳工业大学建筑与土木工程学院辽宁沈阳110870 中国科学院大学武汉岩土力学研究所湖北武汉430071 

出 版 物：《人民长江》 (Yangtze River)

年 卷 期：2022年第53卷第1期

页      面：110-117,125页

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2016YFC0401803) 国家自然科学基金资助项目(51779253,41672319) 长江科学院开放研究基金资助项目(CKWV2016388/KY) 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金课题(SKLGDUEK1912) 

主　　题：走滑断层 断层破碎带 变形特性 数值模拟 香炉山隧洞 隧道工程 

摘      要：中国西部地区断层带分布广泛,使得西部地区隧洞建造过程中不可避免穿越活动断层。为研究不同因素对隧洞衬砌结构的影响,根据滇中引水工程香炉山引水隧洞穿越断层的活动形式,采用数值模拟方法模拟不同工况下走滑断层错动引发的隧洞衬砌变形及受力,由此得到断层错动量、断层带宽度、断层带围岩强度及断层倾角这4个主要因素对衬砌结构的影响程度。结果表明:①断层错动量、断层带宽度、断层带围岩强度及断层倾角4个因素对衬砌影响的程度依次减弱。②隧洞衬砌在走滑断层错动作用下的变形模式呈“Z字形分布。③断层破碎带范围内的剪力较大,衬砌弯矩分布沿隧洞纵向方向呈中心对称,在断层界限处达到弯矩最大值,衬砌中点的弯矩为0。④位于断层带处的隧洞衬砌洞顶及洞底应力分布受敏感参数影响的变化较大,隧洞衬砌两端的压应力较小;左右拱腰的纵向应力沿衬砌中间截面迹线呈对称分布,最大压应力出现在断层界限处,因此断层界限应该成为隧洞抗错断的控制重点。