斷層破碎帶處隧道結(jié)構(gòu)的震害機(jī)理分析.pdf

1、地震與刮風(fēng)、下雨一樣，是一種自然現(xiàn)象，是自然界的頭號殺手。地震的發(fā)生具有隨機(jī)性和普遍性，但是近幾年來，地震頻繁發(fā)生，不僅造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，還破壞了大量的地面、地下建筑。隧道結(jié)構(gòu)由于受到周圍巖土體介質(zhì)的強(qiáng)約束作用，其抗震能力要優(yōu)于地面建筑結(jié)構(gòu)，但是當(dāng)隧道結(jié)構(gòu)穿過或接近斷層破碎帶等不良地質(zhì)段時(shí)，在地震動(dòng)的強(qiáng)烈作用下，同樣會發(fā)生嚴(yán)重的破壞。因此，現(xiàn)階段必須加強(qiáng)斷層破碎帶處隧道結(jié)構(gòu)的震害機(jī)理分析。
　　結(jié)合青島膠州灣海底隧道的

2、地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、區(qū)域地震地質(zhì)特征以及斷面參數(shù)和支護(hù)方式，利用有限元軟件ANSYS建立數(shù)值計(jì)算模型，并借助有限差分軟件FLAC3D進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。在計(jì)算中，建立相交斷層破碎帶與隧道水平基線夾角為0°、30°、60°、90°的4種計(jì)算模型進(jìn)行計(jì)算，并對比分析地震作用下相交斷層破碎帶處隧道結(jié)構(gòu)的塑性區(qū)擴(kuò)展及分布情況，位移、主應(yīng)力和加速度的時(shí)程運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及峰值變化規(guī)律;建立非相交斷層破碎帶與隧道水平基線夾角為0°、30°、60°、9

3、0°的4種計(jì)算模型進(jìn)行計(jì)算，并對比分析地震作用下非相交斷層破碎帶處隧道結(jié)構(gòu)的塑性區(qū)擴(kuò)展及分布情況，位移、主應(yīng)力和加速度的時(shí)程運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及峰值變化規(guī)律。
　　通過對數(shù)值計(jì)算結(jié)果的分析，本文主要得到以下結(jié)論:斷層破碎帶的存在加重了其穿過的隧道結(jié)構(gòu)部位的地震破壞;隧道橫斷面內(nèi)存在相交斷層破碎帶時(shí)，斷層破碎帶與隧道水平基線大角度相交時(shí)隧道結(jié)構(gòu)的破壞要比小角度相交時(shí)隧道結(jié)構(gòu)的破壞嚴(yán)重;隧道橫斷面內(nèi)存在與隧道水平基線夾角為30°的非相交斷層破