高鐵隧道工程穿越汶川地震斷裂帶抗錯動機理與設計參數研究.pdf

1、隨著我國鐵路事業(yè)的迅速發(fā)展，鐵路隧道的建設需求和重要性日益明顯。我國西部地區(qū)的地質條件復雜，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與主

2、要隧道震害地基礎上，提出了穿越活動斷層隧道的抗錯動方案與方法設計，通過基于有限元法的三維數值模擬進行隧道工程穿越斷層的抗位錯機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，總結目前國內外地下結構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行分析，歸納總結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性。其次，通過總結中國西部地區(qū)歷史地震

3、參數，得出反映我國西部地區(qū)的地震震級與破裂參數之間的對應關系。然后提出斷層隧道的抗錯動設計方法，主要包括連續(xù)抗震縫方法與超挖相關措施。
　　在提出合理的抗錯動設計方法的基礎上，選擇典型的活動斷層襯砌結構形式，建立近斷層區(qū)段的圍巖-結構體系模型，通過數值模擬計算的方式研究確認結構的抗震性能。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、結構變形和襯砌內力變化規(guī)律，以及隧道結構的混凝土損傷情況。