活动断裂错动位移模式对隧洞变形与内力的影响研究

周光新; 崔臻; 盛谦; 吴海斌; 付兴伟

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.201907005

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活动断裂错动位移模式对隧洞变形与内力的影响研究

论文 | 更新时间：2025-09-25

- 活动断裂错动位移模式对隧洞变形与内力的影响研究
- Study on the Deformation and Internal Force of the Tunnel under the Displacement Pattern of the Active Fault Zone
- 防灾减灾工程学报 2021年41卷第6期页码：1323-1330
- 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：
  
  周光新（1995—），男，硕士研究生。主要从事岩土工程静动力稳定性评价研究。E-mail: 1152339437@qq.com
  盛谦（1962—），男，研究员。主要从事工程岩体力学性质与稳定性评价。E-mail: qsheng@whrsm.ac.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(U21A20159;52079133;51991393);长江科学院开放研究基金资助项目(CKWV2019746/KY);暨南大学“重大工程灾害与控制”教育部重点实验室(20200904002)
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.201907005
  中图分类号： U451
- 纸质出版：2021-12-15
- 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

刘学增，王煦霖，林亮伦 . 45°倾角正断层粘滑错动对隧道影响试验分析［J］. 同济大学学报（自然科学版）， 2014 ， 42 （ 1 ）： 44 - 50 .

Liu X Z ， Wang X L ， Lin L L . Modeling experiment on effect of normal fault with 45° dip angle stick-slip dislocation on tunnel ［J］. Journal of Tongji University （Natural Science）， 2014 ， 42 （ 1 ）： 44 - 50 . （in Chinese）

刘学增，王煦霖，林亮伦 . 60°倾角正断层黏滑错动对山岭隧道影响的试验研究［J］. 土木工程学报， 2014 ， 47 （ 2 ）： 121 - 128 .

Liu X Z ， Wang X L ， Lin L L . Model experimental study on influence of normal fault with 60° dip angle stick-slip dislocation on mountain tunnel ［J］. China Civil Engineering Journal ， 2014 ， 47 （ 2 ）： 121 - 128 . （in Chinese）

刘学增，王煦霖，林亮伦 . 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］. 岩石力学与工程学报， 2013 ， 32 （ 8 ）： 1714 - 1720 .

Liu X Z ， Wang X L ， Lin L L . Model experiment on effect of normal fault with 75°dipangle stick-slip dislocation on highway tunnel ［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering ， 2013 ， 32 （ 8 ）： 1714 - 1720 . （in Chinese）

Lin M ， Chung C ， Jeng F ， et al . The deformation of overburden soil induced by thrust faulting and its impact on underground tunnels ［J］. Engineering Geology ， 2007 ， 92 （ 3/4 ）： 110 - 132 .

焦鹏飞，来弘鹏 . 不同倾角逆断层错动对隧道结构影响理论分析［J］. 土木工程学报， 2019 ， 52 （ 2 ）： 106 - 117 .

Jiao P F ， Lai H P . Theoretical analysis on the influence of different dip angle reverse faults' dislocation on tunnel structure ［J］. China Civil Engineerng Journal ， 2019 ， 52 （ 2 ）： 106 - 117 . （in Chinese）

林克昌，陈新民，左娟花，等 . 断层宽度对跨断层隧道错动反应特性影响的数值模拟［J］. 南京工业大学学报（自然科学版）， 2013 ， 35 （ 3 ）： 61 - 65 .

Lin K Ch ， Chen X M ， Zuo J H ， et al . Numerical simulation of effects of fault width on characteristics of across-fault tunnel due to fault movement ［J］. Journal of Nanjing University of Technology （Natural Science Edition）， 2013 ， 35 （ 3 ）： 61 - 65 . （in Chinese）

赵坤，陈卫忠，赵武胜，等 . 逆断层错动作用下隧道衬砌铰接设计参数研究［J］. 岩石力学与工程学报， 2018 ， 37 （增1 ）： 3411 - 3421 .

Zhao K ， Chen W Zh ， Zhao W Sh ， et al . Study on parameters of articulated design of tunnel lining under reverse fault dislocation ［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering ， 2018 ， 37 （ Sup 1 ）： 3411 - 3421 . （in Chinese）

蒋树屏，李鹏，林志 . 穿越活动断层区隧道的抗断设计对策［J］. 重庆交通大学学报（自然科学版）， 2008 ， 27 （ 6 ）： 1034 - 1036 .

Jiang Sh P ， Li P ， Lin Zh . Design strategies of breaking resistance of tunnels crossing active faults zone ［J］. Journal of Chongqing Jiaotong University （Natural Sciences）， 2008 ， 27 （ 6 ）： 1034 - 1036 . （in Chinese）

熊炜，范文，彭建兵，等 . 正断层活动对公路山岭隧道工程影响的数值分析［J］. 岩石力学与工程学报， 2010 ， 29 （增1 ）： 2845 - 2852 .

Xiong W ， Fan W ， Peng J B ， et al . Numerical analysis of effect of normal fault activity on road mountain tunnel project ［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering ， 2010 ， 29 （ Sup 1 ）： 2845 - 2852 . （in Chinese）

马亚丽娜，盛谦，崔臻，等 . 基于弹性地基梁理论的跨活断裂隧洞纵向变形及内力响应特性研究［J］. 防灾减灾工程学报， 2018 ， 38 （ 4 ）： 715 - 722 .

Ma Y L N ， Sheng Q ， Cui Zh ， et al . Study on the longitudinal deformation and mechanical response characteristics of a cross active fault tunnel based on elastic foundation theory ［J］. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering ， 2018 ， 38 （ 4 ）： 715 - 722 . （in Chinese）

任兴普，李晓彬，李卫功 . 洗马河二级赛珠水电站引水隧洞跨越活断层设计［J］. 中国水运， 2015 ， 15 （ 2 ）： 167 - 168，200 .

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