强震区跨断层隧道纤维混凝土衬砌抗震效果分析*

安 栋，刘天旺，郭艳军

(1.北方工业大学 土木工程学院,北京 100144; 2.四川电力设计咨询有限责任公司,四川 成都 610041)

0 引言

我国西南地区的交通基础设施建设随着经济迅猛发展得到快速推进。但由于西南地区大多位于高烈度地震带，同时受到地形、地质的影响，隧道的建设不可避免地会通过高烈度地震区的跨断层地带[1-2]。纤维混凝土是纤维和水泥基料组成的复合材料，和素混凝土相比，其各种力学性能均有显著提升，因此在隧道工程中应用纤维混凝土材料可达到衬砌结构加固的目的，并且容易操作[3]。

目前，对于跨断层隧道的抗震技术，国内外的学者对其进行大量研究：文献[4-6]利用数值仿真软件对隧道在强震区的减震层减震效果进行分析研究；文献[7-9]采用模型试验及数值仿真对强震区隧道围岩注浆加固机制和抗震效果进行分析；文献[10-12]采用模型试验的方式对衬砌采用纤维混凝土材料的承载能力进行研究。

综上所述，现有文献主要是讨论隧道中布置减震层引起结构减震效果变化、围岩注浆的加固机制及隧道衬砌采用纤维混凝土的承载能力等内容，但对纤维混凝土隧道在跨断层抗震性能的研究较少。因此，本文采用替换衬砌材料为纤维混凝土的方法来实现结构的加固，从而加强隧道在跨断层的抗震性能；依托达万高速天坪寨隧道F1断层段，利用ABAQUS对隧道衬砌采用钢纤维混凝土(Steel Fiber Reinforced Concrete，简称SFRC)和钢-玄武岩混杂纤维混凝土(Steel Basalt Hybrid Fiber Reinforced Concrete，简称SBHFRC)的抗震效果进行研究。……