基于断裂错动引起地铁隧道的变形响应研究

作     者：孟振江 彭建兵 黄强兵 郭瑞 宋彦辉 黄树华 无

作者机构：长安大学地质工程与测绘学院西安710054 西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室西安710054 中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043 

出 版 物：《工程地质学报》 (Journal of Engineering Geology)

年 卷 期：2017年第25卷第6期

页      面：1624-1632页

核心收录：

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：中国地质调查局项目(DD20160235) 国家重点基础研究发展计划(973计划)(2014CB744700) 国家自然科学基金项目(41772274) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(310826174001)资助 

主　　题：断裂活动 地铁隧道 数值模拟 变形响应 设防长度 

摘      要：以西安地铁隧道穿越骊山山前断裂为研究原型,分析了该断裂的活动特征,并基于近场区地震危险性分析结果,对断裂黏滑活动可能产生的地表最大垂直位错量进行了预测;运用数值模拟方法,研究了断裂错动造成地层与隧道的变形响应特征,并对分段隧道结构受损的临界位错量值进行了分析验证;计算了断裂活动的影响范围,确定了地铁隧道穿越断裂带的主要设防区域。研究结果表明,随着断裂位错量的增大,上盘地层的沉降响应表现较明显,上下盘地层的差异沉降区域集中在断裂带附近,并呈倒三角形状逐渐向两侧扩展;当断裂位错量大于20cm时,上下盘远离断裂带的地铁隧道差异沉降尤为严重;当上盘沉降量达到50cm时,相邻分段隧道产生拉张、位错破坏;基于隧道拱顶处地层的竖向位移变化特征,得到地铁隧道穿越该断裂带的最小纵向设防长度为上盘40m、下盘15m,经对比验证,数值模拟计算结果与现场勘察结论一致;最后提出了相应的设防建议措施。