跨活动断层区隧道抗错断措施影响因素分析

作     者：严松宏 佟浩 孙纬宇 朱辉 林峻岑 马统洲 朱沛林 

作者机构：兰州交通大学土木工程学院 

出 版 物：《铁道标准设计》 (Railway Standard Design)

年 卷 期：2024年

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：国家自然科学基金项目(52208392 52068044) 

主　　题：铁路隧道 断层 破碎带 变形缝 节段衬砌 抗错断措施 

摘      要：断层错动是引起隧道破坏的主要原因之一。以西南某穿越活动断层带铁路隧道为研究对象，通过ANSYS软件建立二维有限元模型，对其施加强制位移，分别研究不同断裂带倾角、铰接缝宽度、隧道节段长度和铰接缝材料参数对断层错动时隧道受力和变形特征的影响。研究结果表明：断层倾角对隧道变形的影响较大，随着断层倾角的增大，隧道变形的影响范围成对数函数形式减小；铰接缝的存在能够降低断层错动对隧道变形的影响范围，铰接缝宽度宜设置为0.6m；设置节段式衬砌可以显著降低隧道的剪力和弯矩，对跨活动断层隧道的节段式衬砌，节段长度应小于16 m；随着铰接缝弹性模量的降低，隧道衬砌内力的分布均有减小的趋势，且铰接缝弹性模量对隧道内力的影响较大；对于跨活动断层隧道节段式衬砌的铰接缝宜选用变形能力较大的塑性混凝土，弹性模量宜控制在0.315GPa以下。研究成果可为穿越断层破碎带隧道结构的抗震设防提供参考。