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《工程地质学报》 2013年02期
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强震作用下穿越断层隧道围岩力学响应研究

杨志华  兰恒星  张永双  李郎平  熊探宇  
【摘要】:通常情况下,地下工程震害比地面建筑物震害较轻,但是在强震条件下,地下工程震害依然突出。2008年5.12汶川大地震(MS8.0)对地下工程造成了巨大破坏,尤其是穿越构造断裂带的铁路、公路隧道。本文采用三维离散元(3DEC)动力分析方法和实测汶川地震动记录,模拟研究了穿越断层的成兰铁路邓家坪隧道围岩在强震和断层共同作用下的动力响应过程。经过与实地调查的北川—映秀断裂带地表破裂情况对比验证,模拟结果具有较高的可信度。结果表明:地震动荷载、断层等因素的共同作用改变了隧道围岩中的初始应力分布,进而引起断层附近隧道围岩应力累积、应力集中,最终导致了具有高度复杂性的渐进性断层破裂过程和隧道围岩破坏过程,这个过程可以定性地划分为5个主要阶段:弹性应力集中阶段、破裂起始阶段、破裂加速阶段、稳定破裂阶段和破裂逐渐停止阶段。本研究将有助于深刻认识在强震和断层共同作用下的隧道围岩动力响应过程,并对隧道安全性评价具有重大意义。

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 李廷春;张乃杰;刘建章;王辉;;断层破碎带影响下隧道的震害分析[J];山东科技大学学报(自然科学版);2014年01期
2 朱付广;王禹;宋康林;刘继国;朱泽奇;;基于三维离散元法的地下洞室定位块体地震响应[J];水利水电科技进展;2014年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 靳宗振;跨断层隧道减震结构地震动力响应研究[D];西南交通大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘立宇;陈之毅;袁勇;;围岩级别对强震作用下隧道地震响应的影响[J];地下空间与工程学报;2011年S1期
2 陈桂华;徐锡伟;郑荣章;于贵华;李峰;李陈侠;闻学泽;何玉林;叶友青;陈献程;王志才;;2008年汶川M_S8.0地震地表破裂变形定量分析——北川-映秀断裂地表破裂带[J];地震地质;2008年03期
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5 李勇;黄润秋;周荣军;Alexander L.DENSMORE;Michael A.ELLIS;闫亮;董顺利;Nicholas RICHARDSON;张毅;何玉林;陈浩;乔宝成;马博琳;;龙门山地震带的地质背景与汶川地震的地表破裂[J];工程地质学报;2009年01期
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8 刘妮娜;门玉明;彭建兵;储春妹;刘洋;;地震荷载作用下地铁盾构隧道动力响应分析[J];水文地质工程地质;2010年04期
9 王如宾;徐卫亚;石崇;周先齐;;高地震烈度区岩体地下洞室动力响应分析[J];岩石力学与工程学报;2009年03期
10 郑颖人;肖强;叶海林;许江波;;地震隧洞稳定性分析探讨[J];岩石力学与工程学报;2010年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王智毅;汪荣华;;静力触探在望东长江公路大桥勘察中的应用[J];安徽建筑;2010年04期
2 张旭东;小煤窑采空区冲击钻桩局部封堵施工技术[J];地下空间;2000年03期
3 孙文杰;孔亮;郑颖人;任晓云;;基于安全系数的地铁车站衬砌优化设计探讨[J];地下空间与工程学报;2012年01期
4 丛宇;王在泉;张黎明;贤彬;石磊;;土岩组合地层暗挖地铁车站参数优化研究[J];地下空间与工程学报;2012年01期
5 肖强;郑颖人;陈庆;冯夏庭;;有衬砌隧道设计计算探讨——隧道稳定性分析讲座之三[J];地下空间与工程学报;2012年02期
6 俞缙;钱七虎;赵晓豹;;岩体结构面对应力波传播规律影响的研究进展[J];兵工学报;2009年S2期
7 臧万军;高波;;公路隧道与横通道交叉结构抗震性能研究[J];北京工业大学学报;2012年04期
8 杜子建;高永涛;朱俊;崔波;;基于REV的岩质边坡力学参数模拟试验方法[J];北京科技大学学报;2009年02期
9 ;Transmission ratio (T_n) in the radian direction normal to joints in 2-D compressional wave propagation in rock masses[J];Journal of University of Science and Technology Beijing(English Edition);2006年03期
10 侯明才;李智武;陈洪德;;中—新生代龙门山的差异隆升[J];吉林大学学报(地球科学版);2012年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 秦昊;地铁车站基坑开挖对邻近地下管线的影响研究[D];中国地质大学(北京);2010年
2 康富中;深埋超大规模地下铁路车站结构方案及关键支护参数优化研究[D];北京交通大学;2011年
3 王雯璐;侧填荷载对高填方涵洞地基承载力的影响[D];吉林大学;2011年
4 马海春;锚固洞室抗爆能力现场实验研究[D];中国科学技术大学;2011年
5 孙海峰;地下结构地震破坏机理研究[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
6 郭晓云;汶川地震反应谱研究[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
7 彭小波;汶川地震强震动记录分析及应用[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
8 王琼;跨断层隧道地震反应分析[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
9 梅海;龙门山地区构造应力场及灾害效应数值模拟研究[D];长安大学;2010年
10 韩超;强震作用下圆形隧道响应及设计方法研究[D];浙江大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王晓明;裂隙化岩体渗流特征及涌水量数值模拟[D];长沙理工大学;2010年
2 刘莹;波浪作用下黄河水下三角洲粉质土体海床响应研究[D];中国海洋大学;2010年
3 李红卫;陡倾顺层岩质高边坡变形破坏机理及防治措施的合理配置研究[D];中国铁道科学研究院;2010年
4 赵华祥;大型下穿结构抗震响应研究[D];昆明理工大学;2010年
5 裴利剑;有限元强度折减法土质边坡稳定性分析[D];昆明理工大学;2009年
6 杨国顺;井峪沟尾矿坝稳定性分析[D];沈阳建筑大学;2011年
7 燕军军;簸箕庄滑坡机理研究及稳定性评价[D];中国地质大学(北京);2011年
8 王焕;汶川地震断裂带结构特征及其与地震活动性的关系[D];中国地质大学(北京);2011年
9 饶江勇;高层建筑长短桩复合地基水平受力性状有限元分析[D];太原理工大学;2011年
10 平洋;建筑物水平掏土纠偏技术理论分析与应用研究[D];山东建筑大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵杰;王桂萱;裴强;张国强;;某核电厂取水隧洞不同设计方案抗震性能分析[J];防灾减灾学报;2010年01期
2 李廷春;殷允腾;;汶川地震中隧道结构的震害分析[J];工程爆破;2011年01期
3 李天斌;;汶川特大地震中山岭隧道变形破坏特征及影响因素分析[J];工程地质学报;2008年06期
4 申玉生;高波;王峥峥;;强震区山岭隧道振动台模型试验破坏形态分析[J];工程力学;2009年S1期
5 朱长安;李海清;林国进;高波;;断层破碎带隧道地震反应规律的数值模拟研究[J];公路;2012年04期
6 仇文革;舒磊;胡辉;赵斌;;高压缩性混凝土材料在隧道穿越断层带的应用及减震效果研究[J];材料导报;2012年20期
7 孙海涛,徐迎伍;软土地层中盾构隧道地震反应分析[J];勘察科学技术;2000年01期
8 李新坡;何思明;;节理岩质边坡破坏过程的PFC2D数值模拟分析[J];四川大学学报(工程科学版);2010年S1期
9 王明年;崔光耀;;高烈度地震区隧道设置减震层的减震原理研究[J];土木工程学报;2011年08期
10 申玉生;高波;胡邦;闻毓民;;强震区山岭隧道围岩全环间隔注浆预加固的方案研究[J];土木工程学报;2011年S1期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王琼;跨断层隧道地震反应分析[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
2 王峥峥;跨断层隧道结构非线性地震损伤反应分析[D];西南交通大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 吕连勋;李廷春;刘建章;吕学安;张仕林;;断层破碎带相对位置影响下隧道的地震响应分析[J];山东科技大学学报(自然科学版);2015年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 郑彦涛;公乌素煤矿1604综放面开采断层应力分布规律研究及其应用[D];内蒙古科技大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邱陈瑜;郑颖人;宋雅坤;;采用ANSYS软件讨论无衬砌黄土隧洞安全系数[J];地下空间与工程学报;2009年02期
2 雷谦荣;地震带的隧道开挖[J];地下空间;1994年02期
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4 李勇;周荣军;董顺利;张毅;何玉林;陈浩;闫亮;乔宝成;马博琳;;汶川地震的地表破裂与逆冲-走滑作用[J];成都理工大学学报(自然科学版);2008年04期
5 李勇;周荣军;Densmore A L;Ellis M A;黎兵;;青藏高原东缘龙门山晚新生代走滑挤压作用的沉积响应[J];沉积学报;2006年02期
6 李勇,孙爱珍;龙门山造山带构造地层学研究[J];地层学杂志;2000年03期
7 楼梦麟,王文剑,朱彤,马恒春;土-结构体系振动台模型试验中土层边界影响问题[J];地震工程与工程振动;2000年04期
8 尚守平;刘方成;卢华喜;杜运兴;;振动台试验模型地基土的设计与试验研究[J];地震工程与工程振动;2006年04期
9 陈国兴;庄海洋;杜修力;李亮;程绍革;;土-地铁车站结构动力相互作用大型振动台模型试验研究[J];地震工程与工程振动;2007年02期
10 林皋,朱彤,林蓓;结构动力模型试验的相似技巧[J];大连理工大学学报;2000年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张东明;岩石变形局部化及失稳破坏的理论与实验研究[D];重庆大学;2004年
2 庄海洋;土—地下结构非线性动力相互作用及其大型振动台试验研究[D];南京工业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 王学滨;岩石变形局部化的FLAC数值模拟[D];辽宁工程技术大学;2002年
2 徐营;岩石局部化变形与巷道围岩分岔失稳机理研究[D];山东科技大学;2006年
3 刘根;高烈度地震区隧道地震动力响应研究[D];西南交通大学;2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王建忠;简论穿山隧道的防排水应以排为主[J];中外建筑;2000年03期
2 吴剑,史世雍,周淑春;隧道围岩三轴压缩试验研究[J];山西建筑;2004年03期
3 菅玉奇,樊丽文;杭新景高速路设岭隧道右线塌方治理措施探讨[J];山西交通科技;2005年04期
4 ;信息[J];公路隧道;2006年01期
5 闫东;;隧道塌方分析及其整治[J];铁道建筑;2007年01期
6 李雷;张慧;张涛;;Q体系分类法在窝梁隧道中的应用[J];山西建筑;2007年30期
7 张楠;王述红;王晓明;李飞;;含弱层围岩的隧道变形破坏过程模型实验研究[J];地下空间与工程学报;2007年06期
8 许建聪;;隧道围岩–初支系统灰色突变失稳预测模型研究[J];岩石力学与工程学报;2008年06期
9 彭振宾;;隧道围岩温度场特性浅析[J];黑龙江交通科技;2010年07期
10 程选生;郑颖人;田瑞瑞;;隧道围岩结构地震动稳定性分析的动力有限元强度折减法[J];岩土力学;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 曹继伟;钟国;;韩家岭隧道围岩与支护结构稳定性的数值模拟分析[A];中国公路学会2003年学术年会论文集[C];2003年
2 戚承志;钱七虎;王明洋;陈剑杰;;深隧道围岩分区破裂的数学模拟[A];第3届全国工程安全与防护学术会议论文集[C];2012年
3 阳友奎;;应变软化地层中隧道围岩响应的解析[A];面向21世纪的岩石力学与工程:中国岩石力学与工程学会第四次学术大会论文集[C];1996年
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5 黄伦海;;隧道围岩稳定分析的相似模型实验研究[A];2001年全国公路隧道学术会议论文集[C];2001年
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7 杜健;王文忠;那云龙;;白茫雪山1号隧道工程地质评价[A];第九届全国工程地质大会论文集[C];2012年
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9 蔚立元;陈晓鹏;韩立军;王迎超;;基于复变函数方法的水下隧道围岩弹性分析[A];第十二次全国岩石力学与工程学术大会会议论文摘要集[C];2012年
10 房营光;陈尤雯;黄文兴;;地面超载下浅埋双圆形隧道围岩的粘弹性分析[A];面向国民经济可持续发展战略的岩石力学与岩石工程——中国岩石力学与工程学会第五次学术大会论文集[C];1998年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报采访组;一条隧道横穿十座山峰[N];闽北日报;2012年
2 陈戈 林清 吴楚楚 蔡华锋;隧道围岩试验系统国际领先[N];南方日报;2007年
3 通讯员 赵添学 本报记者 牛彦君;安远隧道攻坚战[N];甘肃日报;2011年
4 通讯员 孔祥文;专业团队打造技术优势[N];中国铁道建筑报;2006年
5 记者 孔祥瑞 通讯员 文永国;兰新铁路第二双线西宁隧道取得阶段性进展[N];青海日报;2010年
6 通讯员罗忠竖;为攻克隧道“癌症”把脉[N];中国铁道建筑报;2012年
7 王钦俞;西渴马隧道展示中国水电集团施工高水平[N];人民铁道;2009年
8 本报记者 唐红阳;零误差是怎样诞生的[N];湖南经济报;2006年
9 李帅张书玉;建设优质节能环保铁路工程[N];科技日报;2008年
10 本报记者 曹海平 关亮亮 通讯员 贠锦文;齐心协力破难题[N];甘肃经济日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 钟正强;隧道围岩非线性特征描述及其稳定性的数值计算研究[D];中南大学;2010年
2 文建华;隧道结构稳定性及其流固耦合损伤研究[D];武汉理工大学;2009年
3 张全胜;寒区隧道围岩损伤试验研究和水热迁移分析[D];同济大学;2006年
4 贾蓬;基于强度折减法的结构面影响下隧道围岩破坏机理数值试验研究[D];东北大学;2008年
5 岳顺;隧道围岩动力稳定性研究与时间序列建模分析[D];重庆大学;2009年
6 林传年;分岔隧道围岩损伤与稳定性研究[D];兰州大学;2006年
7 汪成兵;软弱破碎隧道围岩渐进性破坏机理研究[D];同济大学;2007年
8 彭念;原位扩建隧道围岩力学响应机理研究[D];重庆大学;2010年
9 涂忠仁;大跨海底隧道围岩抗力系数理论与试验分析及其设计应用研究[D];同济大学;2006年
10 王云龙;板岩隧道围岩变形破坏机制及稳定性控制方法研究[D];北京交通大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄健;长大隧道围岩智能分级系统开发与应用[D];成都理工大学;2009年
2 何凯波;隧道围岩在开挖应力下的弹塑性损伤演化机理研究[D];重庆交通大学;2009年
3 韩兴广;靖宇龙岗隧道围岩张应力特征有限元分析[D];吉林大学;2005年
4 耍强强;隧道围岩复杂块体几何建模技术及稳定性分析[D];成都理工大学;2012年
5 王永光;隧道围岩压力拱形成机制及演化特征分析[D];燕山大学;2014年
6 王希宝;都汶公路龙溪隧道围岩大变形机制及防治研究[D];成都理工大学;2008年
7 雷平;软弱夹层对隧道围岩及支护结构的影响研究[D];长安大学;2008年
8 关峰;铜(陵)—黄(山)高速公路富溪隧道风化岩基承载力研究[D];合肥工业大学;2006年
9 戚建邦;隧道围岩离散裂隙网络渗流场与应力场耦合分析[D];西安理工大学;2009年
10 季聪;义安隧道围岩破坏机制及支护设计优化研究[D];吉林大学;2013年
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