走滑断层作用下跨断层隧洞错断模型试验研究
Model Experimental Study of the Influence of Strike⁃slip Fault with Dislocation on Tunnel
- 防灾减灾工程学报 2022年42卷第3期 页码：597-605
- 作者机构：
1.沈阳工业大学建筑与土木工程学院，辽宁 沈阳 110870
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
- 作者简介：
王天强（1995—），男，硕士研究生。主要从事隧道与地下工程方面的研究。E⁃mail：1091035861@qq.com
- 基金信息：国家重点研发计划(2016YFC0401803);国家自然科学基金资助项目(51779253;41672319);长江科学院开放研究基金资助项目(CKWV2016388/KY);深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金课题(SKLGDUEK1912)
DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.202003039
中图分类号： TU443收稿：2020-03-18，
修回：2020-08-11，
纸质出版：2022-06-28
- 稿件说明：
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王天强,崔臻,盛谦等.走滑断层作用下跨断层隧洞错断模型试验研究[J].防灾减灾工程学报,2022,42(03):597-605.
WANG Tianqiang,CUI Zhen,SHENG Qian,et al.Model Experimental Study of the Influence of Strike⁃slip Fault with Dislocation on Tunnel[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(03):597-605.
王天强,崔臻,盛谦等.走滑断层作用下跨断层隧洞错断模型试验研究[J].防灾减灾工程学报,2022,42(03):597-605. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.202003039.
WANG Tianqiang,CUI Zhen,SHENG Qian,et al.Model Experimental Study of the Influence of Strike⁃slip Fault with Dislocation on Tunnel[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(03):597-605. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.202003039.
摘要
隧洞抗错断研究中，正、逆断层研究较多，走滑断层研究较少。针对走滑断层引起的隧洞变形破坏、应变分布规律以及上覆围岩的破裂形态等关键问题，以滇中引水输水隧洞为依托工程，制作了隧洞模型开展走滑断层作用下断层隧洞的抗错断模型试验研究，得到隧洞在走滑断层断层错动作用下的结构响应规律。结果表明：①隧道衬砌结构在走滑断层作用下的破坏形式是弯曲张拉破坏以及直接剪切组合破坏，其中剪切破坏是主要破坏形式；②隧道衬砌结构沿纵向以受拉为主，主要集中在活动盘距离错断面⁃0.5
D
~2.0
D
（
D
为隧洞直径） 范围内的隧洞衬砌顶部以及两侧拱腰沿纵向位置处，而受压区主要在活动盘距离错动面⁃0.5
D
~0.5
D
内与活动盘移动方向一致的一侧拱腰；环向应变的影响主要集中在断层错动面附近；③活动盘受断层错动影响范围和剧烈程度均小于固定盘，故断层错动作用下的固定盘是隧洞抗错断控制重点。
Abstract
Most studies in the literature have focused on the effect of normal and reverse fault on the tunnel lining structural response， and only a few had investigated the performance of tunnel linings subject to strike-slip faults. Focusing on this problem， a model test of tunnel lining performance under strike-slip fault movements was conducted based on the Central Yunnan water conveyance tunnel. The results suggest that the tunnel lining structural failures were mainly due to the combination of bending tension and direct shear， in which the shear failure plays the main role. The tensile deformation was distributed along the tunnel alignment， focusing on the tunnel crown and springlines in the range of -0.5D（D is the tunnel diameter） to 2.0D away from the strike-slip fault zone. The compressive deformation mainly distributed on the tunnel springlines in the range of -0.5D and 0.5D， and kept in line with the movement direction. The influence of circumferential strain was mainly concentrated near the fault zone. Moreover， the tunnel lining deformation in the stationary block was apparently greater than that in the moving wall under strike-slip fault movements. Therefore， more attention should be paid to the structural response of tunnel linings buried in the stationary block.
关键词
Keywords
references
王威 ， 任青文 . 活动断裂对深埋隧洞影响的研究概述 ［J］. 地震工程与工程振动 ， 2006 ， 26 （ 1 ）： 175 ⁃ 180 .
Wang W ， Ren Q W . General introduction to the effect of active fault on deep tunnel ［J］. Earthquake Engineering and Engineering Vibration ， 2006 ， 26 （ 1 ）： 175 ⁃ 180 . （in Chinese）
Ling M L ， Chung C F ， Jeng F S ， 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 .
Kiani M ， Akhlaghi T ， Ghalandarzadeh A . Experimental modeling of segmental shallow tunnels in alluvial affected by normal faults ［J］. Tunnelling and Underground Space Technology ， 2016 ， 51 ： 108 ⁃ 119 .
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 Z ， et al . Study on the longitudinal deformation and mechanical response characteristics of a tunnel crossing active fault based on elastic foundation theory ［J］. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering ， 2018 ， 38 （ 4 ）： 715 ⁃ 722 . （in Chinese）
陈宇龙 ， 黄栋 . 正断层与逆断层错动引起的上覆黏土变形特性离心试验 ［J］. 岩土力学 ， 2017 ， 38 （ 增1 ）： 189 ⁃ 194 .
Chen Y L ， Huang D . Centrifuge test of deformation characteristics of overburden clay subjected to normal and reverse fault rupture ［J］. Rock and Soil Mechanics ， 2017 ， 38 （ Sup 1 ）： 189 ⁃ 194 . （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］. Civil Engineering Journal ， 2014 ， 47 （ 2 ）： 121 ⁃ 128 . （in Chinese）
Liu X Z ， Li X F ， Sang Y L ， et al . Experimental study on normal fault rupture propagation in loose strata and its impact on mountain tunnels ［J］. Tunnelling and Underground Space Technology ， 2015 ， 49 ： 417 ⁃ 425 .
孙飞 ， 张志强 ， 易志伟 . 正断层黏滑错动对地铁隧道结构影响的模型试验研究 ［J］. 岩土力学 ， 2019 ， 40 （ 8 ）： 3037 ⁃ 3044 .
Sun F ， Zhang Z Q ， Yi Z W . Model experimental study of the influence of normal fault with stick⁃slip dislocation on subway tunnel structure ［J］. Rock and Soil Mechanics ， 2019 ， 40 （ 8 ）： 3037 ⁃ 3044 . （in Chinese）
毛金龙 ， 张锐 ， 吴行 . 隧道过断层受力机理相似模型试验研究 ［J］. 现代交通技术 ， 2019 ， 16 （ 3 ）： 31 ⁃ 34 .
Mao J L ， Zhang R ， Wu H . Similarity model test study on force mechanism of tunnel crossing faults ［J］. Modern Transportation Technology ， 2019 ， 16 （ 3 ）： 31 ⁃ 34 . （in Chinese）
信春雷 ， 高波 ， 周佳媚 ， 等 . 跨断层隧道抗减震措施性能振动台试验研究 ［J］. 岩土工程学报 ， 2014 ， 36 （ 8 ）： 1414 ⁃ 1422 .
Xin C L ， Gao B ， Zhou J M ， et al . Shaking table tests on performances of anti⁃seismic and damping measures for fault⁃crossing tunnel structures ［J］. Journal of Geotechnical Engineering ， 2014 ， 36 （ 8 ）： 1414 ⁃ 1422 . （in Chinese）
信春雷 ， 高波 ， 王英学 ， 等 . 跨断层隧道可变形抗减震措施振动台试验研究 ［J］. 岩土力学 ， 2015 ， 36 （ 4 ）： 1041 ⁃ 1049 .
Xin C L ， Gao B ， Wang Y X ， et al . Shaking table tests on deformable aseismic and damping measures for fault⁃crossing tunnel structure ［J］. Rock and soil mechanics ， 2015 ， 36 （ 4 ）： 1041 ⁃ 1049 . （in Chinese）
陈红旗 ， 魏云杰 . 断裂构造工程效应综述 ［J］. 土工程技术 ， 2003 ， 5 ： 249 ⁃ 252 .
Chen H Q ， Wei Y J . The formulation of fault engineering effect in whole ［J］. Geotechnical Engineering Technique ， 2003 ， 5 ： 249 ⁃ 252 . （in Chinese）
Uckan E ， Akbas B ， Shen J ， et al . A simplified analysis model for determining the seismic response of buried steel pipes at strike⁃slip fault crossings ［J］. Soil Dynamics and Earthquake Engineering ， 2015 ， 75 ： 55 ⁃ 65 .
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