斷層蠕滑錯(cuò)動(dòng)作用下隧道襯砌損傷開裂研究及柔性連接抗錯(cuò)斷措施.pdf

1、斷層作為一種地質(zhì)構(gòu)造在我國(guó)西部地區(qū)廣泛分布，近年來，隨著西部山區(qū)地區(qū)隧道工程的大量建設(shè)，因此斷層問題經(jīng)常在工程建設(shè)中遇到，斷層蠕滑錯(cuò)動(dòng)產(chǎn)生的永久變形很容易對(duì)隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損害，使隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生開裂，甚至破壞隧道結(jié)構(gòu)。鑒于此，本文在前人研究的基礎(chǔ)上，以存在穿越斷層情況較多的高黎貢山山區(qū)隧道作為背景，基于非線性有限元計(jì)算理論，建立了圍巖-斷層破碎帶-隧道的斷層蠕滑錯(cuò)動(dòng)三維有限元分析模型，分別在不同斷層錯(cuò)動(dòng)距離，不同斷層傾角等不同的斷層錯(cuò)動(dòng)條件下

2、，應(yīng)用擴(kuò)展有限元原理，以研究襯砌的開裂力學(xué)行為。同時(shí)，確定一種傾角與一定錯(cuò)動(dòng)距離的條件，建立了同等條件不同長(zhǎng)度的襯砌節(jié)段之間設(shè)置柔性連接的隧道結(jié)構(gòu)，分析采用這種措施對(duì)于隧道結(jié)構(gòu)襯砌結(jié)構(gòu)的損傷以及開裂的影響，評(píng)價(jià)該抗錯(cuò)斷措施的效果。基于上述分析，本文研究結(jié)論如下:
　　(1)斷層錯(cuò)動(dòng)距離，斷層傾角對(duì)穿越其中的隧道襯砌結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生較大影響。其中包括襯砌縱向不同部位、同一截面不同位置處的應(yīng)力、位移、開裂程度、裂縫長(zhǎng)度、裂縫開度等。

3、　　(2)柔型連接對(duì)于穿越斷層隧道的抗錯(cuò)斷能力具有明顯的提高。在一定長(zhǎng)度內(nèi)，減小隧道節(jié)段長(zhǎng)度，增加柔性連接數(shù)量，能有效的改善襯砌上應(yīng)力的分布與幅值，較大程度的吸收隧道的位移變形，有效降低隧道襯砌局部的位錯(cuò)及開裂能量的積累，從而極大程度的減少裂縫的長(zhǎng)度以及裂縫開度，甚至使得裂縫局部化，分散化。
　　(3)柔型連接能顯著地降低斷層蠕滑錯(cuò)動(dòng)對(duì)于隧道的損傷。隧道襯砌中柔性連接的設(shè)置，可以減少損傷面積、損傷程度，且設(shè)置的柔性連接結(jié)構(gòu)數(shù)量越多