跨走滑断层隧道地震破坏特征与抗减震措施研究

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。跨走滑断层隧道地震破坏特征与抗减震措施研究　　摘要：针对跨走滑断层隧道设置套管式可变形抗减震措施开展了振动台模型试验研究。通过分析围岩与隧道结构的地震加速度响应、地震动应变响应以及隧道结构的震后破坏形态，以无抗减震措施和无断层为对比例，对在直立与倾斜走滑断层处设置的套管式可变形抗减震措施进行了系统研究。结果表明：隧道结构不跨断层时的破坏多由静力所致；无论隧道结构是否跨断层，

2、即使采用抗减震措施，拱脚和仰拱的破坏均十分严重，应根据破坏机理对二者进行重点抗震加固；在实际工程中选用套管式可变形抗减震措施，宜将外套管设置在断层活动性较强的一侧，且让两套管共同承担断层的剪切作用能较好的发挥抗减震作用；在隧道结构选线阶段应尽量避免穿越断层或其他不良地质地段，保证隧道结构所在围岩介质的连续性，使隧道结构自身具备良好的抗震性能，胜过采用抗减震措施。研究结果有利于隧道结构新型抗减震措施的开发，以及为跨走滑断层隧道结构的抗震设防提供参考。　　关键词：隧道工程；抗减震措施；振动台模型试验；走向滑动断层；破坏特征　　中图分类号：U457+.5

3、；文献标志码：A文章编号：69410为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　DOI：/　　引言　　汶川大地震、日本阪神地震和台湾集集地震等影响较大的地震造成了跨断层的隧道结构主体发生严重破坏且难以修复，说明跨断层的隧道结构并非

4、是抗震性能优越的工程建筑[1]。造成隧道结构破坏严重的主要原因是实际地震荷载远大于抗震设防水平[2]。因此，地面结构经常采用的“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设计理念借鉴到隧道与地下工程中，未能经受得住大地震的考验[3]。那么跨断层的隧道结构应该提高相应的抗震设防标准。但是由于对隧道结构抗减震理念与方法缺乏系统性的研究，目前中国还没有独立的隧道与地下结构抗减震设计规范。隧道与地下工程较为发达的美国、瑞士和日本等国家，其地下结构抗减震设计标准同样亟待进行大量有针对性的研究来实现其实用性和操作性[4]。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目

5、设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　为了提高地震灾后救援效率以及获取隧道结构震害详细资料，西南交通大学高波教授课题组对震害严重的都江堰至汶川高速公路沿线的18座隧道进行深入细致的考察[5]。其中13座隧道穿越不良地质地段，有10座隧道多处穿越区域性构造断裂，这13座

6、隧道洞身主体结构在汶川地震中全部遭受严重破坏，甚至坍塌[6]。地震造成隧道结构的破坏通常可以分为地基失效破坏和隧道振动破坏两种[7]。地基失效破坏是指地震后地基丧失承载力而导致的隧道结构破坏；隧道振动破坏是指地震中由于隧道与围岩之间的刚度不匹配而产生相互作用发生的破坏。此外，地震波沿隧道结构轴线的相位衍生应力和变形分量也是震害的重要原因[8]。跨断层的隧道结构震害既可能由其中某种作用引起，也可能是几种作用的综合结果[9]。因此，对于跨断层隧道结构抗减震措施的设计和应用，必须分清原因，有的放矢地进行研究。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设

7、备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　目前，国外学者侧重于针对跨断层的地下管道工程进行理论研究，试验多采用离心机振动台，基于抗减震措施的研究较少且单一[10]。国内学者近年来逐渐开始采用振动台试验研究交通隧道工程在不同地质环境下的地震响应特征，但是针对跨断层隧道破坏机理

8、与抗减震措施的研究则较为有限[11]。振动台模型试验在试验自主化和创新性等方面优势明显，便于进行大比例尺模型试验以及真实准