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我国幅员辽阔,地形地貌复杂、多样。特别是位于我国西南部的云南、四川等省份其山脉连绵且地质构造复杂,地震活动频繁,大多数的城市处于高烈度区。在这种复杂的地质条件下,国家基础设施的建设就不可避免会遇到在山区断层附近和高烈度地震区修建的问题。因此,针对高烈度地震区、近断层的岩体隧道的抗震研究以及提出相应的抗减震措施就显得十分必要。本文依据“地下工程抗震技术研究项目”这一课题,基于国内外的研究现状,开展地下工程设置隔震层的抗震性能静力试验研究,本次试验主要研究探索隧道通过断层时的隔震层技术。本试验属于验证性试验,试验主要包括了相似材料的正交试验和模型试验两个部分。通过设计正交试验找到了一组可以应用到模型试验中的相似材料,并进一步的了解了以水泥、石膏为主要胶结材料的这一类相似材料的物理力学特性,分析了影响其物理力学特性的主要影响因素;模型试验中主要从应变、衬砌的破坏形态、破坏荷载等方面进行分析。本试验得到了以下结论:(1)应用正交试验方法,设计了9组不同的配比方案,并分别对每组相似材料的试块进行了称重、单轴压缩试验,取得了不同配合比下相似材料的密度、抗压强度、弹性模量等物理力学特性参数。结果显示1号比较接近相似模拟要求,最终确定模型相似材料的合理配比为河砂:水泥:石膏:拌合用水按重量1:0.06:0.14:0.27进行配比。(2)采用物理实验的方法得到:当断层宽度为500mmm及以下时,在断层处施加长度为12000mm、厚度为500mm的隔震层,可以抵抗305mm的水平位移荷载以及511mm竖向位移荷载的同时作用;其中未施加隔震层衬砌能够抵抗水平位移荷载值为60mm、竖向位移荷载值为100mm的同时作用。可以发现,施加隔震层后衬砌所能抵抗的位移荷载值提高了4倍。(3)进行延性评价发现,未施加隔震层衬砌结构的延性系数均值为1.67,施加隔震层衬砌的延性系数均值为2.23,二者相差大约25%。说明在跨断层衬砌处施加隔震层后,能够提高结构整体的延性,使其抗震能力得到了明显提高。由应变分析得到,在断层破碎带处布设隔震层并没有降低隧道结构受到的极限压应变值,但是其缓冲作用可以显著提高隧道结构的耐震能力。(4)通过对试验荷载进行分析发现,未施加隔震层处的衬砌在第20级荷载11.7mm时破坏,而施加隔震层处衬砌在第57级荷载79.5mm时破坏,其位移荷载相差约85%。如果扣除受到2#衬砌随围岩移动的影响,则二者位移荷载相差约80%。总的来说,施加隔震层后能够明显提高跨断层处衬砌的抗震能力。