斷層粘滑及近場(chǎng)地震動(dòng)作用下公路隧道結(jié)構(gòu)力學(xué)行為研究.pdf

1、我國(guó)境內(nèi)具有復(fù)雜、活躍的板內(nèi)構(gòu)造，本地區(qū)地震活動(dòng)大多與板內(nèi)的活動(dòng)斷層有關(guān)，其觸發(fā)機(jī)制多為地殼內(nèi)部震源斷層的粘滑行為。震源斷層發(fā)震時(shí)會(huì)造成地表巖土層沿?cái)鄬用娈a(chǎn)生脆性破裂形成地震斷層，長(zhǎng)久以往近場(chǎng)區(qū)域還會(huì)伴有若干斷層、斷層破碎帶等特殊地質(zhì)構(gòu)造;另外，震害調(diào)研以及地震工程學(xué)研究成果反應(yīng)近斷層地震動(dòng)具有速度脈沖、豎向分量效應(yīng)等特征，其對(duì)結(jié)構(gòu)物的影響明顯區(qū)別于遠(yuǎn)場(chǎng)地震動(dòng)。隨著各地建設(shè)規(guī)劃的實(shí)施，難免有地處震源斷層場(chǎng)地區(qū)域的隧道工程，因此對(duì)于近場(chǎng)區(qū)

2、域的隧道結(jié)構(gòu)而言有不可小覷的安全隱患，本文便著手?jǐn)鄬诱郴饔孟驴绲卣饠鄬庸匪淼赖钠茐臋C(jī)理和近場(chǎng)地震動(dòng)作用下穿越斷層破碎帶公路隧道的動(dòng)力響應(yīng)兩方面開展了如下工作:
　　(1)以龍門山斷裂為背景，基于速率弱化摩擦本構(gòu)定義震源斷層非線性接觸關(guān)系，以模擬斷層粘滑時(shí)刻的破裂行為，并利用Burgers粘彈性本構(gòu)定義地殼巖石圈的流變屬性，通過(guò)施加板塊的擠壓(拉伸)速率進(jìn)行逆斷層(正斷層)粘滑過(guò)程的數(shù)值模擬，同時(shí)對(duì)比計(jì)算了多種板塊運(yùn)動(dòng)速率下斷層

3、產(chǎn)生粘滑作用的差異。其次，建立了水平面內(nèi)的走滑斷層數(shù)值計(jì)算模型，采用同樣的方法模擬走滑斷層的粘滑過(guò)程。最終，得到三種形式斷層粘滑作用時(shí)的關(guān)鍵參數(shù)特征曲線，作為下一步研究的基礎(chǔ)。
　　(2)建立一正向穿越傾角60°地震斷層的公路隧道三維有限元模型，將(1)中獲得的斷層粘滑時(shí)刻上下盤的相對(duì)位移時(shí)程施加到三維計(jì)算模型中，通過(guò)擴(kuò)展有限元理論獲得不同地層條件的逆斷層、正斷層、走滑斷層粘滑作用下襯砌開裂的力學(xué)行為和破壞機(jī)理。
　　(3)