高鐵隧道工程穿越汶川地震斷裂帶抗錯動機(jī)理與設(shè)計參數(shù)研究.pdf

1、隨著我國鐵路事業(yè)的迅速發(fā)展，鐵路隧道的建設(shè)需求和重要性日益明顯。我國西部地區(qū)的地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層活動頻繁，性狀各異。因此，在線路選擇過程中，隧道往往難以避免地穿越斷裂破碎帶。把握隧道工程的地質(zhì)條件和地震背景，分析具有發(fā)震可能的活動斷層于隧道工程的危害性，保證跨越活動斷層隧道工程在斷層錯動下的安全，對于我國西部地區(qū)工程建設(shè)具有非常重要的意義。本文以成蘭線新建鐵路隧道工程穿越汶川地震斷裂帶為研究背景，在研究分析西部地區(qū)主要斷裂的破裂參數(shù)與主

2、要隧道震害地基礎(chǔ)上，提出了穿越活動斷層隧道的抗錯動方案與方法設(shè)計，通過基于有限元法的三維數(shù)值模擬進(jìn)行隧道工程穿越斷層的抗位錯機(jī)理與抗錯動措施方法的效果驗證研究。
　　本文首先簡要敘述跨越活動斷層隧道的抗震計算的發(fā)展概況，總結(jié)目前國內(nèi)外地下結(jié)構(gòu)的抗震及抗錯動計算理論和研究方法，并對汶川5.12特大地震在近斷層區(qū)域的隧道震害資料進(jìn)行分析，歸納總結(jié)不同震級下隧道的破壞程度與其距活動斷裂距離之間的相關(guān)性。其次，通過總結(jié)中國西部地區(qū)歷史地震

3、參數(shù)，得出反映我國西部地區(qū)的地震震級與破裂參數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系。然后提出斷層隧道的抗錯動設(shè)計方法，主要包括連續(xù)抗震縫方法與超挖相關(guān)措施。
　　在提出合理的抗錯動設(shè)計方法的基礎(chǔ)上，選擇典型的活動斷層襯砌結(jié)構(gòu)形式，建立近斷層區(qū)段的圍巖-結(jié)構(gòu)體系模型，通過數(shù)值模擬計算的方式研究確認(rèn)結(jié)構(gòu)的抗震性能。對比分析在不同斷層傾角、不同的斷裂破碎帶寬度以及不同抗震縫間距條件下，隧道的位移響應(yīng)、結(jié)構(gòu)變形和襯砌內(nèi)力變化規(guī)律，以及隧道結(jié)構(gòu)的混凝土損傷情況。