走滑断层黏滑作用下隧道纵向及横断面分区破坏机理

黏滑作用下走滑断层将出现永久性的错动位移,当隧道与此类断层相交时将发生严重破坏,并且具有明显的分区特征。为了揭示隧道纵向和横断面的分区破坏机理,为穿越活动断裂带隧道抗震设计提供支撑,本文首先通过震害实例调研总结得到隧道的三种破坏模式,即环向裂缝、斜向裂缝和纵向裂缝。给出并讨论了断层类型、交角、错动量和隧道刚度等关键影响因素。结果表明:1)断层类型是影响隧道力学响应和安全性的最显著因素,而倾角影响很小;2)受左旋走滑断层黏滑作用的隧道沿纵向可分为弯曲-压缩-剪切(L-BCS)区和弯曲-压缩(L-BC)区,而受右旋走滑断层黏滑作用的隧道可分为弯曲-拉伸-剪切(L-BTS)区和弯曲-拉伸(L-BT)区;3)L-BCS区和L-BTS区的范围为1.4D~1.7D(D为隧道直径),而L-BC区和L-BT区范围随关键影响因素变化而变化;4)隧道横断面可分为偏心受压(C-EC)区和偏心受拉(C-ET)区,分别发生偏心受压破坏或偏心受拉破坏。C-EC区和C-ET区的范围约为距断层面5D;5)穿越左旋走滑断层隧道的C-EC区包括上盘左拱腰、下盘右拱腰、拱顶和仰拱,C-ET区包括下盘左拱腰和上盘右拱腰。穿越右旋走滑断层隧道的横断面分区分布与左旋对称。