断层对隧道的影响研究开题报告

全文总字数：2853字

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着地面建筑的越来越多，地上使用空间的越来越小，人们从 20 世纪开始将视线转移到了地下空间上。在铁路和公路的选线设计中，隧道不可避免地会穿越断层破碎带。断层黏滑错动是地震断层的突发错动，对工程的影响主要表现为错动破坏和地震破坏，引起的地层永久性变形会对公路隧道造成极大威胁。因此断层错动给结构设计提出新的问题，而断层的活动性质及错位量是影响区间结构稳定及安全的重要因素。由于隧道结构和断层错动之间的影响关系不明确，那么探讨不同节段长度在断层错动位移下以及地震作用下的力学响应，寻找隧道应力和应变的发展变化规律，显得尤为重要。

为避免活断层地震错动下隧道结构遭受过大破坏，国内外学者尝试采用抗断设计来减小灾害的发生，保证结构安全。冯启民等最早研究了埋地管道在大位移断裂错动下的反应，并指出作用的效应与断裂类型及管道埋深均有关系。Gregor T． 等 通过有限差分法和有限元法，利用计算模型评估断层错动下隧道结构的行为，计算结果表明了数值分析的可行性。邵润萌结合成兰线铁路项目，建立围岩 －断层 － 隧道体系的有限元模型，计算断层错动作用对穿越断层的隧道的影响。C． Tan 等 研究了深圳断层区的活动性，通过模拟现场三维构造应力，计算了最大水平主压应力和隧道轴线之间的夹角。刘学增等通过模型试验研究逆断层粘滑错动对隧道结构的影响。李学锋等以活动断裂带为工程背景，探究变形缝间距对跨断层隧道内力的影响。孙风伯等着重分析了隧道与断裂带垂直距离对隧道的危害效应，对隧道破坏现象与断裂距离的相关性进行了归纳总结。但国内外目前针对隧道结构和断层错动之间影响的研究很少，而且模型试验不能完全考虑与隧道结构组分的各种影响因素，因此，很难准确描述断层错动对隧道结构的影响。本文主要考虑隧道主体结构、断层及其影响带范围，采用有限元方法研究活动断裂错动位移、不同断面衬砌结构型式的隧道受力进行数值模拟分析，探讨不同节段长度在断层错动位移下以及地震作用下的力学响应，隧道应力和应变的发展变化规律，为隧道设计提供参考为合理设计隧道结构抗错动提供依据和参考。

2. 研究的基本内容与方案

研究的基本内容：

本文在考虑隧道主体结构、断层及其影响带范围的基础上，主要研究：（1）不同节段长度在断层错动位移下；（2）地震作用下的力学响应；（3）隧道应力和应变的发展变化规律。

研究目标：

3. 研究计划与安排

2020年3月1日-2020年3月15日：查阅相关资料，明确研究内容

2020年3月6日-2020年3月23日：确定论文题目，撰写开题报告

2020年3月24日-2020年3月31日：ansys软件学习，隧道模型的建立

4. 参考文献（12篇以上）

1. 冯启民，赵林． 跨越断层埋地管道屈曲分析［j］． 地震工程与工程振动，2001，4 ( 21) : 80 － 87.

2. gregor t，garrod b，young d．analysis of underground structures crossing an active fault in coronado，california［c］/ / proceedings of the 33rd ita-aites world tunnel congress． istanbul: ita-aites，2007．

3. 邵润萌．断层错动作用下隧道工程损伤及岩土失效扩展机理研究［d］． 北京: 北京交通大学土木建筑工程学院，2011.

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