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邱    波1  ,  叶   挺1  ,  闫希东1  ,  张晓乐2 ,  王立峰3

 

( 1 .  宁波市轨道交通集团有限公司建设分公司 ，宁波 315101 ;  2.  浙江华东测绘与工程安全技术有限公司，

杭州 310014 ;  3 .  浙江科技大学 土木与建筑工程学院 ，杭州 310023)

摘   要 ：为保障隧道穿越断层破碎带施工安全 ，依托江西某高速隧道工程 ，采用 PLAXIS 建立二维数值模型 ，分析断层破碎带对隧道衬砌位移的影响 ，并与现场监测数据对比验证模型合理性。重点研究了断层宽度 (B) 、倾角  ( β)  及覆高比  (H/D)  对衬砌位移和应力的影响规律。结果表明： 随断层宽度增大 ，拱顶最大沉降与拱底最大隆起值均增大 ，最大值位于断层中心区域 ，且拱底在断层外侧呈现轻微沉降 ；隧道边界与断层边界重合时 ，横向位移分布显著密集化。随断层倾角增大 ，拱顶最大沉降量呈先增后减趋势 ，峰值出现在倾角 60 °时（非拱顶位置）；当倾角为 90 °时 ，衬砌变形均匀 ，轮廓线呈 “U 型 ”分布。覆高比对衬砌变形亦有显著影响。研究成果可为穿越断层破碎带隧道的断层参数选取提供依据。

关键词：公路隧道 ；断层破碎带 ；监控量测 ；数值模拟

中图分类号：U459. 2         

文献标志码：A            

文章编号： 1005- 8249   (2025)  05- 0121- 08

DOI:10. 19860/j.cnki.issn1005 - 8249.2025 .05 .022

 

QIU Bo1  ,  YE Ting1  ,  YAN Xidong1  ,  ZHANG Xiaole2 ,  WANG Lifeng3

 （1. Construction Branch of Ningbo Rail Transit Group Co . ,  Ltd. ,  Ningbo 315101 ,  China;  2. Zhejiang  Huadong

Mapping and Engineering Safety Technology Co . ,  Ltd. ,  Hangzhou 310014 ,  China;  3. School  of Civil

Engineering and Architectural ,  Zhejiang University of Science and Technology ,  Hangzhou 310023 ,  China)

Abstract :  To ensure construction safety when tunneling through fault fracture zones ,  this study established a two - dimensional numerical model using PLAXIS based on a highway tunnel project in Jiangxi ,  China. The  model  analyzed  the  influence  of the fault fracture zone on tunnel lining displacement ,  with its rationality validated against field monitoring data. The  study  focused on the impact of fault width  (B) ,  dip  angle  ( β) , and  cover - depth  ratio  (H/D)  on  lining  displacement  and  stress . Results indicate :  As fault  width  increases , the  maximum  crown  settlement  and maximum invert  heave  also  increase , with  their peak values tending  to  occur  near  the  fault  center; slight settlement  is  observed  in  the invert  outside  the  fault  zone.  Transverse displacement distribution becomes significantly  denser  when  tunnel  boundaries  align  with  fault  boundaries .  With  increasing  dip angle ,  maximum crown settlement initially increases then decreases ,  peaking at a dip angle of 60 °( not at the crown) ;  at 90 °dip angle ,  lining deformation is uniform ,  exhibiting a " U - shaped "  distribution.  The cover - depth ratio also significantly influences lining deformation. The  findings  provide references for selecting fault parameters in tunnels crossing fault fracture zones . 

Key words :  highway tunnel;  fault fracture zone;  monitoring and measurement;  numerical simulation

基金项目：浙江省重点研究计划  (2021 C01131 ) 。

作者简介：邱   波  (1987—) ,  男 ，本科 ，高级工程师 ，研究方向：岩土工程。

通信作者： 王立峰  (1968—) ,  男 ，博士 ，教授 ，研究方向：岩土工程。

收稿日期：2024 - 10 - 18