基于断裂错动引起地铁隧道的变形响应研究

以西安地铁隧道穿越骊山山前断裂为研究原型，分析了该断裂的活动特征，并基于近场区地震危险性分析结果，对断裂黏滑活动可能产生的地表最大垂直位错量进行了预测；运用数值模拟方法，研究了断裂错动造成地层与隧道的变形响应特征，并对分段隧道结构受损的临界位错量值进行了分析验证；计算了断裂活动的影响范围，确定了地铁隧道穿越断裂带的主要设防区域。研究结果表明，随着断裂位错量的增大，上盘地层的沉降响应表现较明显，上下盘地层的差异沉降区域集中在断裂带附近，并呈"倒三角"形状逐渐向两侧扩展；当断裂位错量大于20cm时，上下盘远离断裂带的地铁隧道差异沉降尤为严重；当上盘沉降量达到50cm时，相邻分段隧道产生拉张、位错破坏；基于隧道拱顶处地层的竖向位移变化特征，得到地铁隧道穿越该断裂带的最小纵向设防长度为上盘40m、下盘15m，经对比验证，数值模拟计算结果与现场勘察结论一致；最后提出了相应的设防建议措施。