减震层减震原理及跨断层隧道减震技术振动台试验研究

通过波函数展开法给出平面sv波入射下深埋圆形隧道“围岩—减震层—初期支护—二次衬砌”减震结构的动力响应解析近似解,分析了减震层厚度、弹性模量对衬砌结构动应力集中系数的影响,并开展了跨断层隧道抗减震研究大型振动台模型试验,通过分析跨断层及其设置减震层后隧道衬砌动力响应特性和破坏形态,得到以下有益结论：减震层与围岩弹性模量比越低,减震层厚度越大,衬砌动应力集中系数越小；减震层与围岩弹性模量的最优减震比在1/10~1/20,最优减震层厚度不宜大于0.2m；跨断层破碎带隧道设置减震层可以明显降低跨断层衬砌结构加速度峰值和衬砌动应变幅值；断层处隧道衬砌裂缝分布数量多、复杂,多集中于拱脚、拱肩,并分布有剪切错动引起的环向裂缝,设置减震层后,断层处隧道衬砌裂缝明显减少,衬砌受力得到明显改善；断层处地表出现了平行断层方向为主的的贯通裂缝和大量斜裂缝,说明断层处以剪切破坏为主,设置减震层后,地表裂缝明显减少。