走滑断层错动作用下隧道变形的数值分析

摘要

活断层会造成地层错动变形,使得跨断层隧道产生错位、变形甚至坍塌,严重危害隧道的安全。文章以云南某穿越断层的隧道工程为背景,利用FLAC 3D软件建立了跨断层隧道的三维有限差分模型,分析断层倾角、断层倾向、衬砌厚度对隧道变形及应力的影响。结果表明:在走滑断层的影响下,隧道衬砌的水平位移和水平收敛在断层附近急剧变化,且衬砌水平收敛在断层位置达到峰值。衬砌在断层滑移的影响下出现了纵向拉应力,并且断层附近的衬砌出现了明显的应力集中,两侧拱腰位置具有较大的纵向拉应力。断层倾角、衬砌厚度对水平收敛的影响较小,而断层倾向对水平收敛的影响较大。研究成果可为类似的跨断层隧道结构设计提供一定的依据。