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断层作用下高铁隧道受力变形模拟研究

四川建材 2024年第3期50卷 175-176,179页

作者：邹嘉炜陈美鹏万进明徐振扬林颖典中国铁路上海局集团有限公司杭州铁路枢纽工程建设指挥部浙江杭州310009 浙江大学海洋学院浙江杭州310058

选取杭温高速铁路某段隧道区间为研究对象,将位移边界条件施加于断层的上盘、下盘处,运用ABAQUS软件构建三维模型,对在错动的断层下铁路隧道衬砌结构的外力响应变形机制进行分析,以探讨断层位错量、断层宽度、倾角对衬砌结构弯矩、应力... 详细信息

选取杭温高速铁路某段隧道区间为研究对象,将位移边界条件施加于断层的上盘、下盘处,运用ABAQUS软件构建三维模型,对在错动的断层下铁路隧道衬砌结构的外力响应变形机制进行分析,以探讨断层位错量、断层宽度、倾角对衬砌结构弯矩、应力、竖向位移的影响规律。研究显示,在断层上下盘相对错动的影响下,在断层破碎带的边界交接处隧道衬砌结构的弯矩、应力、竖向位移变化均会产生剧烈紊动;衬砌左、右拱腰处的主应力峰值随着断层位错量的增加而进一步增加,在围岩与断层破碎带交界处达到最大和最小值;在一定的断层宽度和位错量范围内,衬砌拱腰处可能发生拉应力和压应力,从而导致衬砌结构易于发生弯曲变形和拉扭破坏。

关键词：断层隧道衬砌错动受力变形

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活动性断裂带错动下隧道纵向响应的解析解

岩土力学 2020年第3期41卷 923-932页

作者：刘国钊乔亚飞何满潮樊勇同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 云南省水利水电勘测设计研究院云南昆明650021

震害调研表明,活动性断裂带区域的隧道灾害最为严重。针对错动作用下穿越活动性断裂带隧道的纵向响应进行了研究,推导了隧道纵向力学响应的解析解并进行了验证。考虑断裂破碎带围岩力学性质较差且处于错动变形的主要影响区,将隧道沿纵... 详细信息

震害调研表明,活动性断裂带区域的隧道灾害最为严重。针对错动作用下穿越活动性断裂带隧道的纵向响应进行了研究,推导了隧道纵向力学响应的解析解并进行了验证。考虑断裂破碎带围岩力学性质较差且处于错动变形的主要影响区,将隧道沿纵向进行分区,包括错动影响区、过渡影响区和非影响区。采用Pasternak双参数弹性地基梁,假定不同分区的地基参数和计算模式不同,建立了满足变形和内力连续的隧道纵向力学解析模型并进行了求解。解析计算结果与数值模拟结果、室内试验数据基本一致,验证了解析解的正确性。结果表明:错动作用下,活动性断裂带区域的隧道内力和变形发生了显著变化;隧道纵向挠曲变形与错动方向一致,但在断裂带与上下盘交界区域发生了反向的挠曲;在正断层错动下,纵向弯矩在断裂带与上下盘交界区域达到最大值,且上、下盘区域的隧道拱顶分别出现受拉和受压区域;断裂带区域内的剪力远大于其他区域,且受到较大弯矩,隧道结构易发生破坏。上述计算结果与实际调研结果相一致,表明了提出的解析计算方法可用于活动性断裂带错动下的隧道纵向响应分析。最后,针对地基系数和断裂带宽度两个关键参数进行了敏感性分析,得到了有益规律,可为该类区域的隧道设计和施工提供技术支撑。

关键词：活动性断裂带错动解析解弹性地基梁纵向响应

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基岩断层错动对心墙堆石坝的影响研究

岩石力学与工程学报 2006年第3期25卷 578-583页

作者：陈五一施维成河海大学水利水电工程学院江苏南京210098 河海大学岩土工程研究所江苏南京210098

用三维有限元法模拟木格措水电站心墙堆石坝坝址处基岩中的断层错动,分析断层错动对坝体尤其是坝体的防渗系统(包括土质心墙和混凝土防渗墙)的影响。计算模拟中,假定断层错动50cm,错动方向可以是竖直方向,也可以是水平方向。同时,将断... 详细信息

用三维有限元法模拟木格措水电站心墙堆石坝坝址处基岩中的断层错动,分析断层错动对坝体尤其是坝体的防渗系统(包括土质心墙和混凝土防渗墙)的影响。计算模拟中,假定断层错动50cm,错动方向可以是竖直方向,也可以是水平方向。同时,将断层错动情况下的坝体应力变形性状与断层没有错动的情况进行对比分析。计算结果表明:坝基70m厚的覆盖层有明显的缓冲作用,可减轻断层错动变形向坝体的传递。断层错动后,土质心墙的应力水平略有提高,但大多提高0.4～0.6MPa。断层错动50cm对坝体包括坝壳和土质心墙本身不构成威胁,但将导致断层附近的混凝土防渗墙局部破坏。因此,防渗系统是否失效还需进行相关的渗流及渗透变形研究。

关键词：水利工程心墙堆石坝错动断层有限元法

断层错动对高速铁路隧道衬砌结构受力变形特性的影响研究

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价值工程 2023年第34期42卷 133-135页

作者：严申华邹嘉炜陈美鹏万进明徐振扬付宁郑春铭宋飞李海潮周青兰福东李志黄天炜邹红湘林颖典中国铁路上海局集团有限公司杭州铁路枢纽工程建设指挥部杭州310009 中铁二十二局集团有限公司北京100043 中铁上海工程局有限公司上海200000 中铁十二局集团有限公司太原030024 浙江大学海洋学院杭州310058 浙江卡浦乐尔混凝土技术有限公司杭州310015

以杭温高速铁路某区间隧道为研究对象,采用Abaqus软件建立三维分析模型。通过对断层上、下盘强制施加位移边界条件,分析断层错动下铁路隧道衬砌结构受力变形机制,探究不同断层位错量、断层宽度及倾角下衬砌结构弯矩、应力和竖向位移的变化规律。结果表明,断层宽度和倾角变化对隧道衬砌竖向位移有重要影响。断层宽度和倾角越大,对衬砌拱底隆起变形影响越大。

关键词：断层隧道衬砌错动受力变形

阶式断裂错动所引起的地表位移与应变观测效应

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中国地震 1990年第1期6卷 65-70页

作者：张郢珍粟生平国家地震局分析预报中心

大的走滑断裂带,如鲜水河断裂,是由主干断裂及与其相伴的若干阶式(或平行)断裂组成。这种断裂的几何形状影响到断裂周围的应力、应变分布。本文利用三维位错理论分析了右旋左阶和右旋右阶断裂错动与单一断裂错动所产生的位移场及应变场... 详细信息

大的走滑断裂带,如鲜水河断裂,是由主干断裂及与其相伴的若干阶式(或平行)断裂组成。这种断裂的几何形状影响到断裂周围的应力、应变分布。本文利用三维位错理论分析了右旋左阶和右旋右阶断裂错动与单一断裂错动所产生的位移场及应变场的差别。计算结果表明,阶式断裂错动造成的地表效应与单一断裂的相应效应的图象有着不可忽视的区别。左阶断裂活动引起断裂重叠区的地表隆起及错动方向的线应变和体应变的压缩;而右阶断裂错动造成重叠区地表下沉和错动方向的线应变及体应变的膨胀。这两种阶式断裂的重叠区均是水平位移方向变化的转换区,而且这两种断裂周围的位移、应变图象要较单一断裂的图象不规则得多。

关键词：断裂地表位移应变错动观测

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1932年昌马地震破裂错动过程的初步探讨

地震地质 1989年第2期11卷 1-6页

作者：刘仲方江苏省地震局

以1932年12月25日发生在甘肃省境内祁连山西部的昌马地震(Ms=7.5)造成的宏观地表破裂带的调查与分析为基础,结合有关断裂活动的资料与室内模拟实验结果,本文着重探讨昌马地震发震断裂的构造演化及其应力集中部位的破裂错动过程。从宏观... 详细信息

以1932年12月25日发生在甘肃省境内祁连山西部的昌马地震(Ms=7.5)造成的宏观地表破裂带的调查与分析为基础,结合有关断裂活动的资料与室内模拟实验结果,本文着重探讨昌马地震发震断裂的构造演化及其应力集中部位的破裂错动过程。从宏观的角度提出了多破裂错动起始点的昌马地震断层模式。

关键词：地震破裂错动

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深凹露天转地下开采错动界限的数值模拟研究

金属矿山 2005年第9期34卷 18-22页

作者：杜建华宋卫东匡忠祥尹小鹏北京科技大学武汉钢铁集团矿业有限责任公司

针对大冶铁矿深凹露天转地下开采的实际情况,考虑岩性、断层和破碎带的影响,建立了错动界限计算模型。利用极限平衡理论和FLAC软件对转地下开采前的边坡稳定性进行了研究,分别分析了不同开采水平,塌陷区回填与不回填两种条件下的应力变... 详细信息

针对大冶铁矿深凹露天转地下开采的实际情况,考虑岩性、断层和破碎带的影响,建立了错动界限计算模型。利用极限平衡理论和FLAC软件对转地下开采前的边坡稳定性进行了研究,分别分析了不同开采水平,塌陷区回填与不回填两种条件下的应力变化、塑性区分布和位移变化规律,并以地表水平变形为标准来圈定不同开采水平的地表错动范围。结果表明,随着开挖深度的增加错动角逐渐提高,开挖至-120m水平时,不回填条件下,上盘平均错动角为60.9°,下盘平均错动角为63.1°,回填可使下盘错动角提高1°,上盘错动角提高0.3°左右。

关键词：深凹露天矿露天转地下边坡错动角数值模拟露天转地下开采数值模拟研究错动界限 FLAC软件

列车撞击作用下盾构隧道管片接头错动和张开分析

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铁道标准设计 2017年第3期61卷 124-128页

作者：邓志鑫晏启祥林文凯李灿西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室成都610031 中交第一公路勘察设计研究院有限公司西安710075

建立盾构隧道三维数值模型,在管片内侧施加特定速度和角度的列车脱轨撞击荷载,获取与被撞击块相连6颗螺栓所在位置的接头错动及张开量时程曲线。通过对比分析在撞击过程中不同位置接头的错动和张开量变化趋势以及出现的最大张开、错动量... 详细信息

建立盾构隧道三维数值模型,在管片内侧施加特定速度和角度的列车脱轨撞击荷载,获取与被撞击块相连6颗螺栓所在位置的接头错动及张开量时程曲线。通过对比分析在撞击过程中不同位置接头的错动和张开量变化趋势以及出现的最大张开、错动量,揭示在列车小角度撞击作用下盾构隧道管片接头张开和错动特性。结果表明:在速度200 km/h列车斜向12.5°撞击作用下,各螺栓位置的管片接头均出现不同程度的张开和错动,在撞击过程中各位置接头出现的最大错动量均远远超过实际工程中的限值;相对于管片接头的错动,撞击作用所造成的各位置接头平均张开量相对较小,某些位置接头在整个撞击过程中始终未发生张开。研究所得结论对盾构隧道的结构防撞和防水设计具有一定的参考价值。

关键词：盾构隧道高速列车撞击接头错动张开

走滑断层错动下隧道衬砌节段长度和变形缝宽度研究

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铁道建筑 2021年第12期61卷 123-126页

作者：罗金涛马伟斌许学良杜晓燕张宏程中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所中国铁道科学研究院集团有限公司高速铁路轨道技术国家重点实验室中国铁路昆明局集团有限公司工务部

走滑断层对穿越其中的隧道具有破坏性作用。本文以西南地区一穿越走滑断层铁路隧道为依托工程,将不同长度二次衬砌节段与不同宽度变形缝组合为9种工况,通过数值模拟分析得到不同工况下二次衬砌所承受的剪力、弯矩和围岩压力,进而研究二... 详细信息

走滑断层对穿越其中的隧道具有破坏性作用。本文以西南地区一穿越走滑断层铁路隧道为依托工程,将不同长度二次衬砌节段与不同宽度变形缝组合为9种工况,通过数值模拟分析得到不同工况下二次衬砌所承受的剪力、弯矩和围岩压力,进而研究二次衬砌节段长度及变形缝宽度变化对二次衬砌受力的影响。结果表明:二次衬砌节段长度变化对二次衬砌内力及所受围岩压力影响较大,过短对抗剪和抗压不利,过长对抗弯不利,设计中应予以着重考虑;变形缝宽度变化对二次衬砌内力影响较小,对围岩压力影响较大,过宽对抗压不利,设计中应根据现场实际情况与二次衬砌节段合理组合。

关键词：铁路隧道走滑断层数值模拟二次衬砌变形缝错动结构设计