Study on the Deformation and Internal Force of the Tunnel under the Displacement Pattern of the Active Fault Zone

Guangxin ZHOU; Zhen CUI; Qian SHENG; Haibin WU; Xingwei FU

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.201907005

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Study on the Deformation and Internal Force of the Tunnel under the Displacement Pattern of the Active Fault Zone

更新时间：2025-09-25

- Study on the Deformation and Internal Force of the Tunnel under the Displacement Pattern of the Active Fault Zone
- Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering Vol. 41, Issue 6, Pages: 1323-1330(2021)
- 作者机构：
  
  1.中国科学院大学工程科学学院，北京 100049
  2.中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，湖北武汉 430071
  3.中国长江三峡集团有限公司，北京 100038
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.201907005
  CLC： U451
- Published：15 December 2021
- 稿件说明：
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周光新,崔臻,盛谦等.活动断裂错动位移模式对隧洞变形与内力的影响研究[J].防灾减灾工程学报,2021,41(06):1323-1330.

ZHOU Guangxin,CUI Zhen,SHENG Qian,et al.Study on the Deformation and Internal Force of the Tunnel under the Displacement Pattern of the Active Fault Zone[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2021,41(06):1323-1330.
周光新,崔臻,盛谦等.活动断裂错动位移模式对隧洞变形与内力的影响研究[J].防灾减灾工程学报,2021,41(06):1323-1330. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.201907005.

ZHOU Guangxin,CUI Zhen,SHENG Qian,et al.Study on the Deformation and Internal Force of the Tunnel under the Displacement Pattern of the Active Fault Zone[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2021,41(06):1323-1330. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.201907005.

摘要

在考虑多种断层错动位移模式的基础上，建立穿越活动断裂带的隧洞数值模型，进行跨活断裂隧洞断层错动的数值计算，开展不同断层错动位移模式对隧洞衬砌的变形与内力的影响研究。选择断层带中隧洞结构变形的最可能的模式——固支梁支座垂直位移时梁的结构变形作为断层带错动位移模式，即为“S”型错动位移模式。考虑“S”型与“直线型”两种位移模式对铰接设计隧洞结构变形与内力的影响。结果表明：考虑断层带错动位移模式下，错动作用时衬砌受影响的范围主要集中在断层破碎带附近，衬砌内力峰值出现在断层带与上下盘交界处；断层错动位移模式不同，断层错动时衬砌变形以及所受内力的分布规律基本相同。但衬砌拱顶垂直位移曲线、衬砌所受内力在断层带剧变程度以及峰值大小相差较大；“S”型位移模式相对于“直线型”在对铰接衬砌的变形以及受力上有较大的差异。在进一步研究断层错动位移模式时，可对跨断层隧洞的影响研究上考虑“S”型位移模式。

Abstract

Based on the consideration of various fault dislocation displacement patterns， this paper first establishes a tunnel numerical model that drills through an active fault zone， then carries out numerical calculation on tunnel shear displacement caused by the active fault， and finally studies the influence of different fault dislocation displacement patterns on the deformation and internal force of tunnel lining. The most probable pattern for deformation of the tunnel structure in the fault zone， that is， the structural deformation of the fixed support beam due to the vertical displacement of the support， is selected as the dislocation displacement mode of the fault zone， namely the "S" type displacement pattern. The influence of "S" type and "linear" type displacement patterns on structural deformation and internal force of the articulated tunnel is considered.The calculation results show that： considering the dislocation displacement pattern of the fault zone， the affected area of the lining under dislocation action is mainly concentrated in the vicinity of the fault fracture zone. The peak lining internal force appears at the ends of the shear zone. The distribution rules of lining deformation and internal forces are basically the same regardless of the displacement patterns of fault dislocation. However， the vertical displacement curve of the lining arch and the variation and the peak value of the internal force of the lining in the fault zone vary greatly for different displacement patterns of fault dislocation. Compared with "linear" displacement pattern， "S" displacement pattern has great difference in deformation and stress of articulated lining. In order to further study the influence of fault dislocation displacement pattern on cross-fault tunnel， "S" displacement pattern can be considered.

关键词

Keywords

references

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