穿越活断层倒虹吸结构变形影响敏感性研究

刘汉东, 赵亚文, 杨长林, 徐红超, 李冬冬

(1.华北水利水电大学,河南 郑州 450046; 2.云南省滇中引水工程有限公司,云南 昆明 650000)

随着我国水利水电事业的发展,在我国西部高烈度区,实际工程中常遇到交通隧洞、能源运输管线、引水管线等穿越活动断层的问题。活动断裂带的运动会引起地面建筑物的振动和变形,可能导致建筑物基础所处的岩土体发生剪切破坏、错动或滑坡[1-3]。如何使建筑物适应活断层的大变位是保证高烈度地区地震作用下水工建筑等安全运行的重要研究内容。

国内外学者采用物理模型试验和数值分析方法模拟断层的错动变形,分析过断层管线、隧道的破坏机理[4-7]。现有研究易忽略地形变化的影响,采用长方体模型模拟隧道穿越断层,大量研究主要集中在过断层地下隧道的破坏和防治方面[8-15]。活断层地表的研究则主要集中于断层错动模式、上覆土层厚度、断层错动量等因素对地表破裂和变形的影响。理论分析、数值模拟、现场调查及模型试验是研究断层地表变形破坏规律的主要方法。SAVAGE J C和PRESCOTT W H[16]分析了弹性半空间中垂直断层上的滑动变形。MEADE B和HAGER B[17]采用GPS,通过地表位移估计南加州主要活动断层的滑动速率。李小军等[18]利用有限元法分析断层上覆土层破裂过程。沈超等[19]通过离心机试验和实际监测数据,总结不同错动量下的地表位移规律。李连辉等[20-21]通过数值分析方法,研究不同覆土厚度、沉积层土性、活动断层的断层倾角、错断位错量、错断形式等对地表位移的影响。……