地震與活動斷層耦合作用下隧道災變機理與控制研究

《地震與活動斷層耦合作用下隧道災變機理與控制研究》是依託大連理工大學,由王崢崢擔任醒目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：地震與活動斷層耦合作用下隧道災變機理與控制研究
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王崢崢

項目摘要

一般認為洞口段是隧道抗震的薄弱部位，但是5.12汶川地震隧道震害調查發現不少隧道洞身段也發生開裂破壞，甚至倒塌。究其原因，主要是這些隧道穿越地層條件多為斷層破碎帶。項目以西部高烈度地震區和活動斷裂區若干隧道工程為研究對象，從隧道動力學、地震工程學及地質學等學科基礎理論出發，結合汶川地震跨斷層隧道震害調查資料，採用地震模擬振動台試驗和三維數值模擬相結合的研究方法，系統研究地震與活動斷層耦合作用下隧道-圍岩-斷層系統的災變機理與控制對策。包括引入損傷理論和能量原理建立隧道抗震安全性評價方法；提出隧道採用柔性接頭形式穿越活動斷層，綜合考慮柔性接頭的可蠕動性與抗震性耦合技術，實現隧道正常使用階段的安全性與地震發生時的大變形吸能能力的合理均衡。項目預期將建立隧道安全性評價理論、方法以及災害控制對策。項目的研究對於深入揭示活動斷層區隧道地震破壞機理具有重要意義，為隧道抗震設計提供科學依據。

結題摘要

本項目通過三年的研究工作，已完成項目計畫內容，並取得了一系列研究成果。本項目從汶川地震收集的山嶺隧道震害資料出發，統計分析了汶川地震中山嶺隧道的震害資料，提出了山嶺隧道抗震風險層次分析模型，深入調查了受損隧道的地質構造情況，研究了跨斷層隧道的震害特徵，並系統描述了跨斷層隧道的震害形態。通過斷層活動與地震耦合作用下隧道—斷層體系的災變機理研究，提出了採用損傷指標和能量指標分析隧道—斷層體系的非線性反應，建立起基於損傷指標和能量指標的隧道—斷層體系的安全性評價體系。並提出了在隧道斷層處設定結構構造的措施。根據穿越活動斷層隧道的地震動力回響特性，分析了不同影響因素下隧道縱向抗震設防長度，數值模擬結合振動台試驗，提出了分級量化指標。根據震害調查分析及模擬結果，對斷層區隧道的抗震設防進行了分段，根據不同位置制定了不同的對策措施，並且通過現場測試驗證，修改完善了設防體系，最終提出了跨斷層隧道抗震設防套用性設計參數。發表學術論文10篇，其中SCI收錄2篇，EI收錄7篇，部分研究成果發表在《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》（SCI收錄）、《Disaster Advances》（SCI收錄）、《中南大學學報（自然科學版）》(EI收錄)、計算力學學報學報(EI收錄)、土木工程學報(EI收錄)及《現代隧道技術》(EI收錄)等國內外期刊上。另外，發表學術專著一部，並獲得大連市人民政府資助出版。