摘要：以乌鲁木齐地铁隧道穿越西山活动逆断层工程为例,建立三维弹塑性有限元模型.首先模拟分析了逆断层错动作用下隧道二次衬砌塑性应变发展过程,拉压损伤因子、剪切应变的横向及纵向分布规律,计算了混凝土的裂缝宽度;其次研究了不同错动位移、隧道底部距围岩交界面不同垂直距离及不同破碎带宽度的结构损伤规律,最后进行了设置柔性接头的减灾效果研究.结果表明:二次衬砌结构破坏首先出现在拱顶;然后是拱底,最后在拱腰处累积.破裂面附近拱腰处发生拉压剪的共同破坏;远离破裂面上盘拱顶,破碎带拱底处发生受拉破坏;远离破裂面上盘拱底,破碎带拱顶处发生受压破坏.基于混凝土裂缝得到隧道拉裂破坏的严重与轻微受损区分别为10 m和30 m.错动位移越大,结构受损越严重;隧道底部距围岩交界面垂直距离越大,土层越厚,耗散能量越多,结构受损越轻;破碎带宽度越大,隧道破坏越严重,当破碎带宽度达到26 m时,破碎带宽度对隧道的影响基本保持稳定.设置柔性接头可以显著降低结构的损伤,基本满足在设防错动位移下的设计要求.

摘要：断层蠕滑错动和地震作用对穿越断层及其上覆土层的浅埋地下结构的破坏是极其严重的。通过开展节段双仓管廊结构穿越45°逆断层的1∶30室内相似模型试验,对双仓管廊结构的位移、应变和接触压力分布规律等主要参数开展实时监测,并结合结构的渐进破坏过程、破坏模式和分布特征进行深入分析,以清晰揭示逆断层错动作用下节段双仓管廊结构的力学响应规律和致灾机理。结果表明:柔性接头可较好地释放断层蠕滑错动产生的能量和强制位移,并减小施加在结构上的弯曲剪切复合作用。节段衬砌结构的相邻节段影响较小,仅在C~E块的接头处出现局部破坏,避免了结构出现整体坍塌。上盘区域内管廊结构的位移变化明显。靠近断层面的双仓管廊结构的内力响应显著,尤其是70~120cm管廊结构破坏严重,应作为重点设防区域。逆断层错动完成后,双仓管廊结构易出现张拉和压缩破坏,其开裂破坏形式主要有裂缝、环间错台和剥落掉块。可见采用柔性接头措施可有效提高穿越断层的地下结构的抗断性能和震后保通能力。

摘要：本文设计了一个MW7.0级地震的简单的逆断层有限移动源破裂模型,计算了断层周围64个观测点的加速度、速度和位移时程及峰值,简单讨论了近场地震动峰值、断层附近地表永久位移(或地表形变)的分布特点,并讨论了永久位移和地面运动速度大脉冲的关系。重点研究了断层附近三分量的永久位移(或地表形变)大小、方向和地震动作用特点。

摘要：结合某隧道工程项目,采用FLAC3D有限差分软件,建立相应的数值模型,分析由于地震引发的逆断层错动作用对正交穿越断层隧道的影响,并揭示其影响机理。结果表明断层错动对主动盘内隧道的影响范围远大于被动盘,断层两侧隧道衬砌竖向相对位移随着错距量的增加而发生线性增长,且断层对衬砌影响范围不受错距大小的影响。在断层上盘与下盘之间挤压力的作用下,衬砌边墙处最容易发生拉裂破坏和剪切破坏,为最不利位置,拱顶次之,仰拱所受影响最小。在逆断层倾角一定的情况下,随着错动距离的增大,衬砌不同部位受到的最大主应力、最小主应力、剪应力均整体呈增大趋势。对依托工程隧道的安全性和可靠性进行评价,同时对类似特殊修建条件下隧道的设计和施工具有一定的指导作用。

摘要：研究目的:由于断裂活动的复杂性和工程示范样本的缺失性,逆断层黏滑错动过程隧道抗错断力学机制尚未清晰揭示。因此,本文以某交通隧道逆断层黏滑错动段为原型,采取强制位移法开展1∶30抗错断模型试验,对逆断层黏滑错动下隧道衬砌结构应变、受力进行对比分析,以揭示逆断层黏滑错动条件下隧道抗错断力学机制。研究结论:(1)逆断层黏滑错动具有显著区域性特征,黏滑错动过程主要影响Ⅱ-Ⅱ~Ⅴ-Ⅴ断面范围内,远离错动面衬砌结构受错动影响较小;(2)隧道衬砌结构纵向主要为压应变超限受损,最大纵向压应变位于固定盘侧Ⅴ-Ⅴ断面;活动盘侧环向压应变超限位于Ⅲ-Ⅲ断面的拱顶,固定盘侧环向拉应变超限位于Ⅳ-Ⅳ和Ⅴ-Ⅴ的拱顶、环向压应变超限位于仰拱;(3)活动盘侧最大接触压力位于Ⅱ-Ⅱ断面仰拱,错动前后相差近2倍;固定盘侧最大接触压力位于Ⅴ-Ⅴ断面拱顶,错动前后相差1. 1倍;黏滑错动对活动盘侧围岩压力影响近似为固定侧1倍;(4)本研究成果可为逆断层黏滑错动地质地段隧道抗错断设计和施工提供理论依据。

摘要：敦(敦煌)格(格尔木)铁路阔克萨隧道穿越活断层,对隧道工程设计挑战性较大。为保证活动断层段隧道结构稳定、运营安全和震后可修复,以穿断层阔克萨隧道为研究对象,考虑断层两侧围岩差异较大的特殊性,借助FLAC3D有限差分软件与室内模型试验,采用数值模拟与试验相结合的方法,对逆断层错动下隧道结构受力变形情况与抗错动设计效果进行研究。结果表明:二者揭示的规律基本一致,验证了本次研究的可靠性;隧道结构设减震缝比未设减震缝的抗错动能力得到较大提高,以结构应变为例,最大纵向应变受断层错动影响程度降幅达43.14%,最大环向应变降幅37.97%;断层错动对围岩较弱的下盘影响更大,在逆断层中,围岩强弱比隧道是否在上升盘的影响性更大;隧道与断层相交处结构边墙破坏最为严重,为最不利处,拱顶次之,仰拱最小。

摘要：数字地形分析是活动构造和构造地貌研究中的一种重要手段,目前已被广泛应用于地表过程分析中。随着高精度数字地形数据获取的日益便捷,精细定量化研究地貌参数已成为一个重要趋势。呼图壁断裂和独山子断裂位于天山山脉北麓,地表迹线十分典型而显著。在这2个区域内,前人已经完成了区域大比例尺活动断裂地质地貌填图,并发表了大量研究成果。因此,它们是十分理想的探索断层迹线自动化提取方法的2个区域。在实际提取过程中,根据逆断层陡坎的倾向是否与其所在地貌面坡向一致,文中分别定义了正向和反向逆断层陡坎。基于对这2种不同断层陡坎形态的分析,利用ArcGIS软件平台并选择恰当的地貌参数实现了对断层地表迹线的提取。通过坡度计算、冲沟提取、数据密度分析和流程建模等步骤,建立了2套智能化提取流程。最终提取结果与以往的地质地貌填图和遥感数据目视解译结果基本一致。除此之外,独山子研究区的提取结果还揭露了未曾被识别的反向断层陡坎迹线。这不仅说明文中提出的方法具有很好的适用性,同时也能够提取十分细小的逆断层地表迹线。与传统方法相比,这种人机交互式的半自动化方法大大提高了工作效率。但是,如何真正实现任意地质构造背景中逆断层地表迹线的完全自动化提取,仍然是未来一个重要的研究方向。

摘要：为解决逆断层工区浅层天然气频繁涌出的问题,依托成都轨道交通30号线工程,通过CH_(4)短期监测试验、CH_(4)补给试验、CH_(4)长期监测试验和气相色谱试验,探索逆断层工区浅层天然气的涌出、补给、赋存特征和聚集能力。结果表明:(1)活动逆断层区域浅层天然气短期聚集能力强、涌出量大、补给速度快,但补给的持续性较差。(2)在休止期逆断层的破碎带区域中,浅层天然气短期聚集能力强、涌出量大、补给效率和持久稳定性好,长期的敞孔通风措施可以有效降低该区域浅层天然气的短期聚集能力和涌出量;而在裂隙发育带中浅层天然气聚集能力弱、涌出量小、补给效率和持久稳定性差,长期敞孔通风条件可以排放掉钻孔周围的绝大部分浅层天然气。(3)休止期逆断层中,浅层天然气在破碎带区域连续分布,在裂隙发育带范围内以气囊的方式不均匀分布。(4)浅层天然气主要赋存在逆断层方圆1~2 km,气体体积分数随埋深增加而增大,CH_(4)与其他烃类气体的比值(C_(1)/C_(2)+)随埋深增加而减小。

摘要：以穿越新疆大旱沟西岸逆断层的拟建隧道为工程依托,采用大比例尺活断层错动加载系统开展室内模型试验,探明在逆断层错动作用下隧道分段衬砌力学响应特征及裂缝形态分布规律。通过建立三维地层-结构模型,模拟分析逆断层错动下不同衬砌分段长度时衬砌的变形特性及力学特征。结果表明:在逆断层错动下,上盘竖向位移随错动距离增大而增大,由逆断层错动导致的衬砌裂缝以纵向裂缝为主,裂缝主要位于边墙、墙脚以及仰拱中心;断层错动后衬砌相邻节段变形不连续,变形缝有利于提高隧道结构的抗错动性能;跨断层中心竖向截面处衬砌第一主应力随断层错动距离增加而近似呈线性增大,且衬砌分段长度越大则衬砌内力越大。

摘要：根据依托工程某隧道相关地质资料,运用FLAC3D有限差分软件建立穿越逆断层破碎带隧道数值模型,针对不同断层错距,分析逆断层错动作用下隧道衬砌受力与变形规律,得出衬砌破坏形式。结果表明衬砌强烈变形集中在断层两侧各20m范围内,衬砌受力集中位置在断层与上盘交界处,其中拱脚处压应力集中,拱腰处剪应力集中,拱顶和仰拱受到纵向应力方向相反,衬砌结构破坏形式是拉张—挤压和剪切组合破坏,研究成果可对类似工程设计与施工提供参考。