断层错动作用下公路隧道的力学响应及一种综合抗错动技术：以天山胜利隧道为例

《Scientific Reports》：Mechanical response of highway tunnels under fault dislocation and a combined anti-dislocation technology: a case study of the Tianshan-Shengli Tunnel

　　

摘要

活动断层在中国分布广泛，对隧道的安全运营构成重大威胁。目前，关于隧道抗错动技术的研究主要侧重于单独的铰接设计或超挖，而关于两者共同作用下隧道响应和抗错动性能的研究有限。因此，基于一条穿越活动断层的高速公路隧道，首先揭示了隧道受断层错动作用的变形和破坏特征。随后，遵循分段防治策略，提出了一种结合超挖和铰接设计的综合抗错动方案。最后，研究了该综合技术对隧道响应的影响及其减灾效果。结果表明，在断层错动下，隧道衬砌沿纵向呈现 S 形弯曲变形。衬砌破坏起始于断层层面并向外扩展，主要表现为剪切 - 弯曲破坏。建议在断层层面两侧约 30 m 范围内采用重点防治措施，而在两侧约 70 m 范围内应用一般抗错动措施。提出了具体的综合抗错动方案，详细说明了措施的结构配置。该综合技术有效降低了衬砌变形的严重程度，改善了衬砌的应力状态，从而减轻了衬砌破坏，显示出良好的减灾效果。该综合抗错动技术已成功应用于工程项目，为穿越活动断层隧道的抗错动设计提供了参考。