岩土力学 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (12): 4693-4702.doi: 10.16285/j.rsm.2018.1824

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

穿越断层隧道地震响应规律动力对比试验研究

刘云1, 2，赖杰1，辛建平3，李秀地4，邢荣军5   

  1. 1. 火箭军工程大学 作战保障学院，陕西 西安 710025；2. 重庆工业职业技术学院 建筑工程与艺术设计学院，重庆 401120； 3. 95356部队，湖南 衡阳 421800；4. 陆军勤务学院 军事设施系，重庆 401311；5. 重庆交通大学 土木工程学院，重庆 400074
  • 收稿日期:2018-09-27 出版日期:2019-12-11 发布日期:2020-01-04
  • 通讯作者: 赖杰，男，1986年生，博士，讲师，主要从事地下工程稳定性及岩土本构研究。E-mail: 513516059@qq.com E-mail: liuyun@cqipc.edu.cn
  • 作者简介:刘云，女，1988年生，博士，讲师，主要从事岩石力学试验和数值模拟方面的工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助（No.51378496）；重庆市教委科学技术研究项目资助（KJ1730413）；重庆市基础科学与前沿技术研究专项资助（cstc2017jcyjAX0078）；火箭军工程大学青年基金（2018QNJJ003）。

Comparison test of dynamic response characteristics of the tunnels through fault

LIU Yun1, 2, LAI Jie1, XIN Jian-ping3, LI Xiu-di4, XING Rong-jun5   

  1. 1. College of Combat Support, Rocket Force University of Engineering, Xi’an, Shaanxi 710025, China; 2. Faculty of Architechtural and Enviromental Engineering, Chongqing Industry Polytechnic College, Chongqing 401120, China; 3. 95356 Troops, Hengyang, Hunan 421800, China; 4. Department of Architectural and Civil Engineering , Army of Logistic University of PLA, Chongqing 401311, China; 5. School of Civil Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China
  • Received:2018-09-27 Online:2019-12-11 Published:2020-01-04
  • Supported by:
    This work was supported by National Natural Science Foundation of China (51378496), the Science and Technology Research Program of Chongqing Municipal Education Commission(KJ1730413), the Chongqing Research Program of Basic Research and Frontier Technology (cstc2017jcyjAX0078) and the Youth Foundation of Rocket Force Engineering University (2018QNJJ003).

PDF (Chinese)

294

摘要： 为研究断层隧道在地震作用下的影响规律，开展了穿越断层隧道的振动台对比试验，介绍了试验材料、相似比选取及动力加载情况。试验表明：地震作用下衬砌腰侧的受力明显大于顶部和底部，在进行结构设计时应进行加强；隧道衬砌具有一定的加速度放大效应，衬砌结构的加速度傅里叶谱值主要集中于中低频，在结构临近破坏时，加速度和应变响应值将发生突变；隧道衬砌裂缝发展与结构位置密切相关，地震作用下底部裂缝由内向外发展，腰部裂缝由外向内发展；断层走向与隧道纵向夹角越小，地震对隧道的作用越大，裂缝的发育越明显；隧道的最终破坏形式为管节本身的纵向拉裂缝和管节接缝处的错台组成。该研究成果为穿越断层隧道的相关设计提供参考。

关键词: 振动台对比试验, 断层隧道, 地震, 破坏, 裂缝

Abstract: The shaking table comparison test was carried out to study the dynamic response of the tunnel through fault under earthquake. In this study, the test materials, choice of the similarity ratio and the dynamic loading conditions were introduced. Test results show that stress on the waist is obviously greater than that on the top and bottom of the tunnel lining under earthquake, which means the waist needs to be strengthened in design. The tunnel lining has a certain acceleration magnification effect. In addition, the main Fourier spectrum energy of the lining is concentrated in the middle and low frequency, and the acceleration and lining strain responses will change abruptly when the structure gets close to failure triggered by earthquake. The development of lining cracks is closely related to their location. Cracks at the bottom of the lining develop from the inside to the outside; however, cracks at the waist develop from the outside to the inside. The smaller the angle between the fault and axial direction of the tunnel is, the more obviously the cracks develop. The ultimate tunnel failure modes consist of longitudinal tensile crack and joint dislocation. This research results provide a reference for the relevant design of the tunnel through fault.

Key words: shaking table comparison test, tunnel through fault, earthquake, failure, crack

中图分类号: 

  • TU 42
[1] 李利平, 朱宇泽, 周宗青, 石少帅, 陈雨雪, 屠文锋. 隧道突涌水灾害防突厚度计算方法及适用性评价[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 41-50.
[2] 李超, 李涛, 荆国业, 肖玉华. 竖井掘进机撑靴井壁土体极限承载力研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 227-236.
[3] 杨括宇, 陈从新, 夏开宗, 宋许根, 张伟, 张褚强, 王田龙. 崩落法开采金属矿巷道围岩破坏机制的断层效应[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 279-289.
[4] 卞康, 陈彦安, 刘建, 崔德山, 李一冉, 梁文迪, 韩啸. 不同吸水时间下页岩卸荷破坏特征的 颗粒离散元研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 355-367.
[5] 黄巍, 肖维民, 田梦婷, 张林浩, . 不规则柱状节理岩体力学特性模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2349-2359.
[6] 杜文杰, 盛谦, 付晓东, 汤华, 陈贺, 杜宇翔, 周永强, . 地震作用下岩羊村滑坡稳定性与失稳机制研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2461-2469.
[7] 侯公羽, 荆浩勇, 梁金平, 谭金鑫, 张永康, 杨希, 谢鑫, . 不同荷载下矩形巷道围岩变形及声发射 特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1818-1828.
[8] 肖世国, 刘航, 于昕左. 水平柔性拉筋式重力墙−坡体地震整体 稳定性分析方法[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1836-1844.
[9] 史林肯, 周辉, 宋明, 卢景景, 张传庆, 路新景, . 深部复合地层TBM开挖扰动模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1933-1943.
[10] 陈光波, 秦忠诚, 张国华, 李谭, 李敬凯, . 受载煤岩组合体破坏前能量分布规律[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 2021-2033.
[11] 艾迪昊, 李成武, 赵越超, 李光耀, . 煤体静载破坏微震、电磁辐射及裂纹扩展特征研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 2043-2051.
[12] 张振, 张朝, 叶观宝, 王萌, 肖彦, 程义, . 劲芯水泥土桩承载路堤渐进式失稳破坏机制[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 2122-2131.
[13] 徐东升, 黄明, 黄佛光, 陈成. 不同级配珊瑚砂水泥胶结体的破坏行为分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1531-1539.
[14] 韩俊艳, 李满君, 钟紫蓝, 许敬叔, 李立云, 兰景岩, 杜修力. 基于埋地管道非一致激励振动台 试验的土层地震响应研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1653-1662.
[15] 潘旦光, 程业, 陈清军. 地下商场结构对地面运动影响的振动台试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1134-1145.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!
版权所有 © 《岩土力学》编辑部
地址：湖北武汉武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所(430071)　邮编：200042　电话：027-87198484, 87199252, 87199253, 87198752　E-mail: ytlx@whrsm.ac.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发