跨导热断层隧道动力响应及震害机理分析.pdfVIP

2025年1月铁道工程学报Jan2025

第1期（总316）JOURNALOFRAILWAYENGINEERINGSOCIETYNO.1（Ser.316）

文章编号：1006-2106（2025）01-0069-08

跨导热断层隧道动力响应及震害机理分析*

1**123

袁金秀朱正国王道远崔光耀

4567

马济文宋宝禄田小路章浩天

（1.石家庄铁道大学，石家庄050043；2.河北交通职业技术学院，石家庄050091；

3.北方工业大学，北京100144；4.宁夏城际铁路有限责任公司，银川750200；

5.中铁十六局集团电气化工程有限公司，北京100018；6.中铁十六局集团第四工程有限公司，

北京101400；7.河北省季冻区公路服役安全与预警技术创新中心，石家庄050091）

摘要：研究目的：跨导热活动性断层段是隧道震害最为严重的段落之一，但目前其震害作用机理尚不明确。

本文建立“热-震-错”耦合计算模型，考虑不同活动性断层岩温、倾角、宽度、围岩级别等因素，探讨跨导热活

动性断层段隧道地震动力响应规律；同时，对比单一温度荷载、单一地震荷载、单一错动及“热-震-错”耦合作

用下主应力、剪应力的异同，揭示跨导热断层段隧道震害作用机理。

研究结论：（1）导热断层的存在改变了地温的热传导路径，原水平分层的初始温度场转变为在导热断层

位置呈现向上突起的分布特征，其影响范围为断层两侧3倍洞跨；（2）隧道结构主应力和位移均随断层岩温、

倾角、宽度和围岩级别的增大而增大，但断层各参数对隧道结构应力影响远大于对位移影响；最大主应力位

于活动性断层上盘D2位置附近，最大位移位于活动性断层上盘S14位置附近；（3）主拉应力受断层参数影响

强弱关系为：断层宽度断层倾角断层围岩级别断层岩温；主压应力受断层参数影响强弱关系为：断层围岩

级别断层宽度断层倾角断层岩温；位移受断层参数影响强弱关系为：断层宽度断层围岩级别断层倾角

≈断层岩温；（4）跨导热断层段隧道震害作用机理为断层错动影响最强，地震影响次之，高岩温影响最弱；其隧

道衬砌结构破坏以60°共轭剪切破坏为主；（5）本研究成果可为跨导热断层隧道抗减震设计提供一定理论依

据。

关键词：隧道；强震；导热断层；动力响应；震害机理

中图分类号：U45文献标识码：A

AnalysisofDynamicResponseandDamageMechanismofTunnel

CrossingThermalFault

1123456

YUANJinxiu，ZHUZhengguo，WANGDaoyuan，CUIGuangyao，MAJiwen，SONGBaolu，TIANXiaolu，

ZHANGHaotian7

（1.ShijiazhuangTiedaoUniversity，Shijiazhuang，Hebei050043，China；2.HebeiJiaotongVocationalandTechnical

College，Shijiazhuang，Hebei050091，China；3.NorthChinaUniversityofTechnology，Beijing100144，China；

4.NingxiaIntercityRailwayCo.Ltd，Yinchuan，Ningxia750200，China；5.ChinaRailway16thBure