李学锋，代志萍，谷雪影，曹自豪

(1.同济大学土木工程学院地下建筑与工程系，上海 200092;2.上海同岩土木科技有限公司，上海 200092)

0 引言

断层带错动的永久变形，对于穿越其中的隧道的影响是巨大的，甚至会产生毁灭性的后果。研究人员对龙门山主干活动断裂的水平和垂直运动速率的研究表明，水平运动速率为 0.18～1.28 mm/年，垂直运动速率为0.03～1.07 mm/年。为保证活断层地震错动下隧道结构免遭过大破坏，国内外学者尝试采用抗断设计来减小灾害的发生，保证结构安全。冯启民等［1］研究了埋地管道在大位移断裂错动下的反应，并指出作用的效应与断裂类型及管道埋深均有关系。Gregor T.等［2］(2007)通过有限差分法和有限元法，利用计算模型评估断层错动下隧道结构的行为，计算结果表明了数值分析的可行性。刘学增等［3－4］通过模型试验研究了砂性土中断层不同倾角、错动方式对隧道结构的影响。邵润萌［5］结合成兰线铁路项目，建立围岩－断层－隧道体系的有限元模型，计算断层错动作用对穿越断层的隧道的影响。C.Tan等［6］(2000)研究了深圳断层区的活动性，通过模拟现场三维构造应力，计算了最大水平主压应力和隧道轴线之间的夹角。刘学增等［7］通过模型试验研究逆断层粘滑错动对隧道的影响。张志超等［8］研究了断层对地下管线的影响。针对不同变形缝间距对隧道抗错断的影响的研究很少。模型试验不能完全考虑各种影响因素，因此，很难准确描述断层错动对隧道的影响［9－10］。本文以位于活动断裂带的棋盘石隧道为依托，通过建立数值模型，分析不同节段长度隧道在断层错动位移下围岩压力和隧道二次衬砌内力的变化情况以及隧道塑性应变变化和塑性区发展趋势，为隧道施工提供参考。……