正断层错动对围岩–衬砌体系响应影响的离散–连续耦合模拟研究

发布时间：2021-12-17 04:32

　　震害记录表明,隧洞结构的破坏多发生在围岩质量差和地层条件有较大变化的断层破碎带。为研究断层错动对围岩–隧洞响应特性的影响,提出基于三维离散–连续耦合理论的跨断层隧洞错断分析方法,并将现有室内模型试验引入验证耦合方法正确性的对比试验中。基于耦合模型,探索细观裂纹不断聚集形成破裂的过程及剪切带的演化规律,研究跨断层隧洞变形机制及内力响应特征,另外,深入分析了衬砌厚度、衬砌混凝土弹性模量和隧洞上覆土层厚度对隧洞受力变形响应的影响。研究结果显示:拉裂纹在上盘内衬砌底部聚集形成倒三角破裂带,剪裂纹呈条带状集中分布在断层错动面处;同时,衬砌在临近断层剪切面处发生急剧变形,上盘内衬砌顶部受压而底部受拉,下盘内衬砌顶部受拉而底部受压;此外,合理范围内提高衬砌厚度及混凝土弹性模量有利于提高衬砌抵抗变形的能力,埋深较大的隧洞在断层错动条件下易受到围岩保护,从而减小变形破坏的程度。研究结果可以为跨断层隧洞的围岩稳定性评价、隧洞抗错断结构设计提供一定参考。

【文章来源】： 岩土工程学报. 2020,42(11)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【文章目录】：
0 引言
1 三维离散–连续耦合计算方法
2 耦合模型的搭建与验证
    2.1 验证性砂箱试验
    2.2 耦合模型
    2.3 围岩参数
    2.4 隧洞模型
    2.5 测点布设
    2.6 结果对比及方法验证
3 耦合模拟计算结果及讨论
    3.1 细观裂纹的发育与分布
    3.2 衬砌响应特征
4 衬砌响应特征影响因素分析
    4.1 隧洞衬砌厚度
    4.2 衬砌混凝土弹性模量
    4.3 隧洞上覆土层厚度
5 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]跨断层隧道围岩渐进性破坏模型试验及数值模拟 [J]. 徐前卫,程盼盼,朱合华,丁文其,李元海,王婉婷,罗云.  岩石力学与工程学报. 2016(03)
[2]60°倾角正断层黏滑错动对山岭隧道影响的试验研究 [J]. 刘学增,王煦霖,林亮伦.  土木工程学报. 2014(02)
[3]45°倾角正断层粘滑错动对隧道影响试验分析 [J]. 刘学增,王煦霖,林亮伦.  同济大学学报(自然科学版). 2014(01)
[4]汶川地震断层破碎带段隧道结构震害分析及震害机理研究 [J]. 崔光耀,王明年,于丽,林国进.  土木工程学报. 2013(11)
[5]75°倾角正断层黏滑错动对公路隧道影响的模型试验研究 [J]. 刘学增,王煦霖,林亮伦.  岩石力学与工程学报. 2013(08)



本文编号：3539410