費(fèi)建波, 魏嘉延, 金家康, 馬偉斌, 陳湘生,

(1. 極端環(huán)境巖土和隧道工程智能建養(yǎng)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣東 深圳 518060; 2. 濱海城市韌性基礎(chǔ)設(shè)施教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(深圳大學(xué)), 廣東 深圳 518060; 3. 深圳大學(xué)土木與交通工程學(xué)院, 廣東 深圳 518060; 4. 中裕鐵信交通科技股份有限公司, 河北 衡水 053000;5. 中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司鐵道建筑研究所, 北京 100081)

0 引言

近年來,隨著我國西部鐵路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展,大量鐵路山嶺隧道工程穿越活斷層和高烈度地震區(qū)。頻率高、震級(jí)大的地震作用,加之分布廣泛的不良地質(zhì),給鐵路隧道建設(shè)和運(yùn)營維護(hù)帶來了巨大挑戰(zhàn),很多技術(shù)難題仍未解決。一般認(rèn)為,隧道等地下結(jié)構(gòu)在地震時(shí)由于受到圍巖約束,震動(dòng)幅度小,震動(dòng)次數(shù)少,抗震性較好[1]。但實(shí)際工程表明,穿越活動(dòng)斷裂帶隧道受震害影響顯著,結(jié)構(gòu)震損嚴(yán)重[2],因此發(fā)展隧道結(jié)構(gòu)減震技術(shù)十分必要[3]。目前,地震多發(fā)區(qū)和活動(dòng)斷裂帶隧道工程中常用的應(yīng)對(duì)措施包括超挖設(shè)計(jì)、設(shè)置減震縫和設(shè)置減隔震層3種方式。

超挖設(shè)計(jì)是斷層位錯(cuò)時(shí)容許隧道產(chǎn)生一定變形、避免支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞的一種常用設(shè)計(jì)方法[4]。根據(jù)工程區(qū)域的斷層位錯(cuò)預(yù)估量、地震烈度、圍巖地質(zhì)條件及隧道斷面形式等多方面因素,可沿隧道斷面徑向增大隧道尺寸進(jìn)行超挖設(shè)計(jì)。這樣斷層錯(cuò)動(dòng)發(fā)生后,超挖的隧道斷面可以保證隧道限界,為列車安全運(yùn)營提供保障。

設(shè)置減震縫是沿隧道縱向設(shè)置環(huán)向結(jié)構(gòu)縫,把隧道分為多個(gè)相互獨(dú)立的節(jié)段。各個(gè)節(jié)段可發(fā)生橫向或縱向相對(duì)位移但并不產(chǎn)生相互作用,圍巖的變形大部分通過各個(gè)節(jié)段的錯(cuò)動(dòng)而釋放,使結(jié)構(gòu)的橫向或縱向相對(duì)位移集中在減震縫處,減弱各個(gè)節(jié)段上因圍巖變形而產(chǎn)生的相對(duì)位移,從而降低結(jié)構(gòu)內(nèi)力[5-7]。唐浪洲[8]研究表明設(shè)置減震縫對(duì)襯砌剪切和擠壓破壞有減緩效果。

增加結(jié)構(gòu)的韌性是地震多發(fā)區(qū)和活動(dòng)斷裂帶隧道工程減隔震的另一種重要途徑。國內(nèi)外學(xué)者近期將“韌性”概念引入隧道工程技術(shù)研究領(lǐng)域,重點(diǎn)關(guān)注當(dāng)外部環(huán)境發(fā)生變化時(shí)韌性隧道具備的抵御外部沖擊、適應(yīng)變化并自我修復(fù)的能力。在圍巖和隧道襯砌結(jié)構(gòu)之間設(shè)置剛度較低的隔震層是一種有效的增韌措施[9]。已有研究發(fā)現(xiàn),設(shè)置隔震層可減小隧道襯砌結(jié)構(gòu)變形[10],降低隧道襯砌應(yīng)力,縮小破壞的塑性區(qū)[11],協(xié)調(diào)地震時(shí)襯砌與圍巖的變形[12]。

隔震層材料包括泡沫混凝土、瀝青、橡膠、火山渣、片石混凝土、等高分子聚合物等[13]。其中,泡沫混凝土密度低、剪切剛度小,是一種常用的隧道隔震層材料。Ma等[14]通過直剪、單軸和三軸壓縮試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),泡沫混凝土隔震結(jié)構(gòu)可提升隧道抗震效果[15-16]。Ma等[17]研發(fā)了非水反應(yīng)高聚物材料,并通過離心試驗(yàn)驗(yàn)證用該材料作隔震層能降低襯砌動(dòng)力響應(yīng),但泡沫混凝土、高聚物材料在地震作用下易發(fā)生脆性破壞,威脅隧道安全。

橡膠材料彈性好、可恢復(fù)性強(qiáng)[18],其作為隔震層材料可增強(qiáng)襯砌與圍巖的變形協(xié)調(diào)能力,提升隧道工程的韌性[19]。本文針對(duì)地震多發(fā)區(qū)和活動(dòng)斷層帶的跨斷層山嶺隧道,運(yùn)用狹義的韌性隧道概念,設(shè)計(jì)新型橡膠隔震結(jié)構(gòu),研發(fā)速度相關(guān)的高阻尼橡膠材料,并將新型隔震層結(jié)構(gòu)應(yīng)用于實(shí)際工程中,以期提升跨斷層隧道結(jié)構(gòu)適應(yīng)變形的能力。

1 隧道隔震層橡膠材料

橡膠是一種高彈性的高分子化合物(分子量一般在10萬以上),橡膠的分子鏈可以交聯(lián),交聯(lián)后的橡膠受外力作用發(fā)生變形時(shí),能迅速復(fù)原,因而具有一般材料所沒有的高彈性。此外,橡膠具有良好的物理力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性,如較高的強(qiáng)度、較好的氣密性及防水性、電絕緣性等。

1.1 速度相關(guān)高阻尼橡膠材料

在調(diào)研分析國內(nèi)外隔震橡膠材料性能的基礎(chǔ)上,依據(jù)現(xiàn)有行業(yè)工程隔震規(guī)范和隔震材料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定初步確定增塑劑和橡膠材料復(fù)合物類別及配比。按照試驗(yàn)規(guī)范(如GB/T 12830—1991等)的測(cè)試材料剪切模量和阻尼性能確定最佳材料配合比。結(jié)合隧道隔震層材料使用工況,分別采用剪切模量不低于0.8、1.2 MPa的高阻尼橡膠(HDR G0.8、HDR G1.2)和0. 8 MPa的天然橡膠(NR G0.8)。

1.1.1 剪切模量

考慮到橋梁橡膠隔震技術(shù)已被廣泛應(yīng)用,較為成熟,參考GB 20688.2—2006《橡膠支座 第2部分: 橋梁隔震橡膠支座》制定了橡膠材料的剪切模量性能指標(biāo)值,如表1所示。

在橡膠材料生產(chǎn)過程中,通過添加不同種類和用量的增塑劑(DOS),可使橡膠材料剪切模量達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)。以100份橡膠為基準(zhǔn),增塑劑用量對(duì)橡膠剪切模量的影響如圖1所示。橡膠材料的剪切模量指標(biāo)測(cè)試方法采用GB/T 12830—1991中“硫化橡膠與金屬粘合剪切強(qiáng)度測(cè)定方法 四板法”。

圖1 增塑劑(DOS)用量對(duì)橡膠剪切模量的影響

1.1.2 阻尼性能

參考GB 20688.3—2006《橡膠支座 第3部分 建筑隔震橡膠支座》和JG/T 118—2018《建筑隔震橡膠支座》確定等效阻尼比的最佳橡膠基材物理力學(xué)性能要求。選擇直徑20 um、長度1 mm的纖維素短纖維和石油樹脂為阻尼助劑,提高橡膠材料的等效阻尼比,選用不同石油樹脂用量控制材料阻尼性能。

綜合上述手段開展測(cè)試分析,選用NR G0.8天然橡膠和HDR G0.8、HDR G1.2高阻尼橡膠3種類型橡膠材料,配方如表2所示。

表2 不同類型橡膠隔震層用橡膠材料配方

1.2 試驗(yàn)測(cè)試

考慮到地震作用力是周期性振蕩荷載,本研究采用GB/T 7759—1996《硫化橡膠、熱塑性橡膠常溫、高溫和低溫下壓縮永久變形測(cè)定》的試驗(yàn)測(cè)試方法,針對(duì)1.1節(jié)采用的橡膠材料,設(shè)計(jì)多種頻率的加載試驗(yàn),探究不同頻率周期性荷載作用下的結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能,模擬在地震發(fā)生作用下隔震層的受力變形性能,分析其減隔震效果。

制備如圖2所示的試件,其中藍(lán)色部分為橡膠,通過膠黏劑與鋼片熱硫化粘結(jié)為一體,橡膠單片尺寸為25 mm×25 mm×6 mm(長×寬×厚)。外力加載由位移U控制,位移變化服從U=A·(2πf·t)。其中,f為加載頻率,t為時(shí)間,振幅A=6 mm(50%剪應(yīng)變)。每次加載循環(huán)3圈,取第2圈進(jìn)行分析。

圖2 試件制備示意圖

橡膠材料的物理力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果見表3。由表可知,HDR G0.8、HDR G1.2、NR G0.8 3種橡膠材料均具有較高的拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長率,高阻尼HDR G0.8、HDR G1.2材料有較高的等效阻尼比,當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)可以抵抗圍巖對(duì)二次襯砌的沖擊強(qiáng)度,適應(yīng)斷層黏滑發(fā)震和蠕滑錯(cuò)動(dòng)引發(fā)的襯砌變形協(xié)調(diào)需求。

表3 橡膠材料的物理力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果

橡膠材料滯回曲線如圖3所示,曲線面積代表了材料吸收或釋放的能量值。應(yīng)力增加時(shí),曲線面積是正值,表示材料吸收能量;反之,材料釋放能量。應(yīng)力增加段和應(yīng)力下降段的面積差值表示能量在1個(gè)循環(huán)加載下耗損的能量。因此,滯回圈的面積代表1個(gè)應(yīng)力循環(huán)所消耗的能量[20]。由橡膠材料的剪切滯回曲線可知,HDR G0.8、HDR G1.2 2種高阻尼橡膠材料可有效吸收地震產(chǎn)生的震動(dòng)能量,并將地震能量轉(zhuǎn)化為橡膠材料的熱能散發(fā)出去,減緩圍巖對(duì)二次襯砌的沖擊。

(a) HDR G0.8

(b) HDR G1.2

(c) NR G0.8

1.3 速度相關(guān)性

為驗(yàn)證HDR G1.2橡膠材料動(dòng)力性能的速度相關(guān)性,開展1.2節(jié)所述的循環(huán)加載試驗(yàn),試驗(yàn)的加載頻率f分別取0.2、0.5、1、1.5、2、3 Hz。周期性加載試驗(yàn)中不同的加載頻率對(duì)應(yīng)實(shí)際工況下不同的沖撞或擠壓速率,試驗(yàn)中加載速率由慢(7.53 mm/s)到快(113 mm/s),用以分析斷層慢速錯(cuò)動(dòng)到快速黏滑作用下隔震層的剪切速率響應(yīng)特征。

由v=dU(t)/dt可知,加載過程中的最大速度為v=2πfA。加載過程中,速度最大值為零位移點(diǎn),速度最小為位移最大點(diǎn)。因此,提取零位移時(shí)的阻力、最大位移時(shí)的阻力、等效阻尼比等進(jìn)行比較,見表4。

由表4可知,橡膠材料隨頻率增加,其最大阻力和剪切剛度明顯增加。試驗(yàn)橡膠材料在不同頻率荷載下的滯回曲線見圖4。由圖可知,隨著頻率增加,滯回圈面積變大,體現(xiàn)了更好的吸能能力,證明該材料承受周期性荷載的能力和抗震效果較好。

圖4 試驗(yàn)橡膠材料在不同頻率荷載下的滯回曲線

橡膠材料的速度相關(guān)性使得隔震層在低速變形下相對(duì)柔軟,但一旦遇到高速?zèng)_撞或擠壓,材料便變得堅(jiān)硬從而可更好地抵抗外力,實(shí)現(xiàn)根據(jù)外力條件剛?cè)嶙哉{(diào)節(jié)。

2 隧道新型隔震結(jié)構(gòu)

基于1.3節(jié)所述的速度相關(guān)高阻尼橡膠材料,設(shè)計(jì)微孔發(fā)泡橡膠復(fù)合多孔橡膠、微孔發(fā)泡橡膠復(fù)合加勁骨架結(jié)構(gòu)、點(diǎn)帶支承隔震結(jié)構(gòu)3種隔震層結(jié)構(gòu)。通過室內(nèi)靜力加載試驗(yàn)、數(shù)值計(jì)算,驗(yàn)證新型隔震層結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能。

2.1 微孔發(fā)泡橡膠復(fù)合多孔橡膠結(jié)構(gòu)

采用速度相關(guān)高阻尼橡膠材料,設(shè)計(jì)了微孔發(fā)泡橡膠與多孔橡膠復(fù)合形成雙層變剛度結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)示意圖見圖5,微孔橡膠與多孔橡膠的材料性能見表5。

應(yīng)力較小時(shí),使用密度較小的微孔發(fā)泡材料制作隔震層,一方面通過橡膠材料受力變形吸收能量,利用橡膠本身的阻尼性能消耗能量;另一方面,橡膠基體的剛度隨著震動(dòng)速度的增加而增大,保護(hù)二次襯砌結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生破壞。橡膠隔震層安裝時(shí)可考慮在初期支護(hù)和二次襯砌間做好鋼筋骨架層,將橡膠隔震結(jié)構(gòu)固定在骨架之間。

圖5 微孔發(fā)泡橡膠復(fù)合多孔橡膠結(jié)構(gòu)示意圖

表5 微孔橡膠與多孔橡膠的材料性能

2.2 微孔發(fā)泡橡膠復(fù)合加勁骨架結(jié)構(gòu)

微孔發(fā)泡橡膠復(fù)合多孔橡膠結(jié)構(gòu)采用發(fā)泡工藝,可有效減輕隔震層自重?？紤]到隔震結(jié)構(gòu)無法自承重會(huì)給襯砌施加額外荷載,將橡膠層加筋制作成微孔發(fā)泡橡膠復(fù)合加勁骨架結(jié)構(gòu),微孔發(fā)泡橡膠和速度相關(guān)性橡膠一體硫化成型,形成新型隔震層結(jié)構(gòu),如圖6所示。這種結(jié)構(gòu)型式是在速度相關(guān)性橡膠內(nèi)部預(yù)埋加勁骨架(鋼板或是波紋板),骨架間采用卡扣或錨栓連接,可提供結(jié)構(gòu)的整體剛度,將單塊橡膠隔震層連接在一起。生產(chǎn)中通過復(fù)合模壓工藝,發(fā)泡橡膠與速度相關(guān)橡膠在模具中一體硫化成型。

圖6 微孔發(fā)泡橡膠復(fù)合加勁骨架結(jié)構(gòu)

微孔發(fā)泡橡膠復(fù)合多孔橡膠結(jié)構(gòu)和微孔發(fā)泡橡膠復(fù)合加勁骨架結(jié)構(gòu)都是由2種性質(zhì)的橡膠材料復(fù)合而成,層與層間的連接較為薄弱。如果連接強(qiáng)度不夠,襯砌發(fā)生變形時(shí)可能在連接面發(fā)生破壞。但實(shí)際工程中這2種結(jié)構(gòu)與襯砌和圍巖緊密接觸,通過室內(nèi)壓縮試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),受力變形過程中其剛度變化不大。

2.3 點(diǎn)帶支承隔震結(jié)構(gòu)

采用速度相關(guān)高阻尼橡膠材料研制的第3種結(jié)構(gòu)是凹凸有致的橡膠層如圖7所示,可通過模壓工藝成型。橡膠層利用膨脹螺栓固定在隧道初期支護(hù)外的找平層,形成點(diǎn)帶支承隔震結(jié)構(gòu),如圖8所示。該結(jié)構(gòu)利用橡膠良好的阻尼耗能能力及特殊結(jié)構(gòu)的變形能力,形成點(diǎn)帶支承剛度小、面鋪剛度大的隔震結(jié)構(gòu)。在實(shí)際隔震結(jié)構(gòu)工程中,可設(shè)計(jì)為二維帶狀支承和三維點(diǎn)狀支承2種隔震層形式,見圖9。

圖7 點(diǎn)帶支承隔震層形狀示意圖

圖8 點(diǎn)帶支承隔震結(jié)構(gòu)示意圖

(a) 帶狀支承

(b) 點(diǎn)狀支承

3 點(diǎn)帶支承隔震結(jié)構(gòu)力學(xué)性能

3.1 數(shù)值計(jì)算

針對(duì)帶狀凸起橡膠隔震層受力后的豎向壓縮變形過程開展有限元模擬分析。隔震層受壓前后形態(tài)的模擬結(jié)果見圖10,壓縮過程中的載荷與變形關(guān)系見圖11。

由圖11可知,結(jié)構(gòu)剛度隨著應(yīng)變的增加而增加,隔震層前期剛度較小,有較好的適應(yīng)變形的能力,體現(xiàn)了很好的韌性。當(dāng)壓縮變形較大時(shí),相鄰?fù)蛊饌?cè)向緊密接觸變形為均一橡膠層,隔震層的剛度也變大。這種變剛度特性使隔震層能更好地抵抗地震時(shí)快速外部荷載作用,也能適應(yīng)斷層慢速錯(cuò)動(dòng)。

(a) 壓縮前

(b) 壓縮后

圖11 帶狀支承隔震層的受力變形曲線

3.2 室內(nèi)試驗(yàn)

將橡膠點(diǎn)帶支承隔震層平置于微機(jī)伺服萬能試驗(yàn)機(jī),以0.5 mm/min的速度進(jìn)行豎向壓縮,最大壓縮位移為5 mm,記錄壓縮過程中的受力變形曲線。點(diǎn)狀和帶狀支承隔震層試樣如圖12所示,壓縮試驗(yàn)加載裝置和試驗(yàn)現(xiàn)場照片如圖13所示。

3.2.1 帶狀支承隔震層試驗(yàn)結(jié)果

帶狀支承隔震層壓縮應(yīng)變與彈性模量關(guān)系如圖14所示。由圖可知,帶狀支承橡膠隔震層在豎向壓縮過程中,壓縮彈性模量隨著壓縮應(yīng)變的增加而逐漸增大。壓縮應(yīng)變?yōu)?0%和30%時(shí),橡膠隔震層的壓縮彈性模量會(huì)發(fā)生突變,在壓縮應(yīng)變-彈性模量曲線上呈現(xiàn)階梯狀變化。前期凸起結(jié)構(gòu)之間未相互接觸擠壓,壓縮彈性模量穩(wěn)定增長;壓縮應(yīng)變?cè)鲩L至10%后,壓縮彈性模量趨于穩(wěn)定;壓縮應(yīng)變?cè)鲩L至30%后,凸起結(jié)構(gòu)側(cè)壁開始接觸,結(jié)構(gòu)間縫隙迅速閉合,形成層狀橡膠結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)剛度顯著增大。

(a) 點(diǎn)狀支承隔震層

(a) 壓縮試驗(yàn)加載裝置

(b) 試驗(yàn)現(xiàn)場照片

圖14 帶狀支承隔震層壓縮應(yīng)變與彈性模量關(guān)系

3.2.2 點(diǎn)狀支承隔震層試驗(yàn)結(jié)果

點(diǎn)狀支承隔震層壓縮應(yīng)變與彈性模量關(guān)系如圖15所示。由圖可知,點(diǎn)狀支承橡膠隔震層在豎向壓縮過程中,初始?jí)嚎s彈性模量較大,在壓縮應(yīng)變?yōu)?%時(shí),由于單個(gè)凸起失穩(wěn)丟失承載能力,壓縮彈性模量突然降低到較低水平。

(a) HDR G0.8

(b) HDR G1.2

4 新型隔震結(jié)構(gòu)的工程實(shí)踐

在蘭新高鐵大梁隧道震害修復(fù)工程中應(yīng)用了帶狀凸起橡膠隔震層結(jié)構(gòu)。蘭新高鐵大梁隧道震害主要源自斷層錯(cuò)動(dòng)造成的隧道結(jié)構(gòu)環(huán)向錯(cuò)斷、拱部大面積脫落,隧道震害現(xiàn)場如圖16所示。工程修復(fù)時(shí)在初期支護(hù)與二次襯砌及仰拱之間設(shè)置隔震層,如圖17所示,可有效協(xié)調(diào)初期支護(hù)與二次襯砌間的變形,避免襯砌整體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。

圖16 大梁隧道震害現(xiàn)場

圖17 隧道隔震層構(gòu)造示意圖

拱墻部位隔振材料采用帶狀橡膠隔震層,其結(jié)構(gòu)尺寸如圖18所示。將初期支護(hù)基面外露錨桿頭和鋼筋頭等突出物割除,灑水浸潤;刮涂水泥砂漿并抹平,灑水覆蓋養(yǎng)護(hù);養(yǎng)護(hù)完成后的平整度應(yīng)符合兩突出物之間的深長比D/L≤1/50(其中,D是水泥砂漿找平層基面相鄰兩凸面之間的凹深,L為水泥砂漿找平層基面相鄰兩凸面之間的距離,L不大于1 m)。將橡膠隔震層利用M12膨脹螺栓均勻固定在拱墻部位,膨脹螺栓縱向間距為250 mm,環(huán)向間距為280 mm,膨脹螺栓間距和數(shù)量可根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)調(diào)整,橡膠隔震層之間的安裝間隙控制在5～10 mm。帶狀支承隔震結(jié)構(gòu)布置如圖19所示,施工現(xiàn)場見圖20。新型隔震結(jié)構(gòu)為震損隧道修復(fù)提供了技術(shù)支撐,確保了震后行車安全。

圖18 隧道隔震層結(jié)構(gòu)尺寸(單位: mm)

(a) 橫斷面圖

(b) 平面布置圖

(b)

5 結(jié)論與討論

我國西部地震多發(fā),給交通運(yùn)輸安全帶來巨大威脅。斷裂帶活動(dòng)中慢速的蠕滑錯(cuò)動(dòng)和快速的黏滑發(fā)震2階段均可能造成隧道結(jié)構(gòu)損傷,因此研究跨斷層隧道的隔震技術(shù)對(duì)鐵路隧道安全十分必要。本文采用速度相關(guān)高阻尼橡膠材料研發(fā)了地震多發(fā)區(qū)山嶺隧道新型隔震結(jié)構(gòu),并開展靜力和動(dòng)力2類加載試驗(yàn),對(duì)應(yīng)驗(yàn)證隔震結(jié)構(gòu)在慢速蠕滑錯(cuò)動(dòng)和快速黏滑發(fā)震下的基本力學(xué)性能,可得出以下結(jié)論:

1)速度相關(guān)高阻尼橡膠材料的使用,改善了隔震結(jié)構(gòu)的受力性能和剛度,為減隔震性能提升創(chuàng)造了條件。

2)優(yōu)選采用的帶狀支承隔震結(jié)構(gòu)具有變剛度特性,能更好地抵抗地震時(shí)快速外部荷載作用,也能適應(yīng)斷層慢速錯(cuò)動(dòng)。

3)布置新型隔震結(jié)構(gòu)可提升地質(zhì)環(huán)境動(dòng)靜荷載作用下(如斷層黏滑—蠕滑作用)初期支護(hù)和二次襯砌結(jié)構(gòu)間的變形協(xié)調(diào)能力,增加隧道工程的韌性。

4)隔震結(jié)構(gòu)方案在蘭新高鐵大梁隧道震害整治工程的應(yīng)用,為應(yīng)對(duì)跨斷層隧道工程的挑戰(zhàn)提供解決思路。

本研究提出的隔震層結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程中重點(diǎn)應(yīng)用于穿越活動(dòng)斷裂帶隧道中。在此區(qū)段,斷層錯(cuò)動(dòng)為影響隧道結(jié)構(gòu)安全的主要因素。布設(shè)帶狀支承隔震結(jié)構(gòu)客觀上可能使初期支護(hù)和二次襯砌之間不能緊密貼合。但這種“不密貼”在斷層錯(cuò)動(dòng)區(qū)間提供了一定的緩沖空間,可緩解斷層錯(cuò)動(dòng)對(duì)二次襯砌的不利影響,改善跨斷層隧道二次襯砌的受力條件和承載性能。

此外,設(shè)計(jì)新型隧道隔震結(jié)構(gòu)的出發(fā)點(diǎn)是應(yīng)對(duì)多遇地震和設(shè)防地震,理想目標(biāo)是使隧道在多遇地震作用下不受到破壞或可正常使用,在設(shè)防地震作用下經(jīng)簡單維修可繼續(xù)使用,在確保行車安全的同時(shí)延長隧道的使用壽命。