蠕滑-地震动联合作用下跨断层输水隧洞衬砌结构损伤分析

来源：振动与冲击杂志2025年第4期北京时间：

作者：张中昊，，李赛，汪可欣wangkexin0

单位：1.东北农业大学水利与土木工程学院，哈尔滨150030；2.哈尔滨工业大学土木工程学院，哈尔滨150000

摘要：为了探究断层蠕滑错动和地震动顺序作用下流固耦合作用对于衬砌结构稳定性和损伤的影响，建立隧洞-围岩-水联合作用的有限元模型，进行输水隧洞结构动力响应分析。结果表明：在地震动作用下，无水和满水工况下衬砌监测点位移响应的变化趋势趋于一致，满水工况下的竖直方向位移响应发生较大波动，但隧洞内的动水作用抑制了横向位移响应；衬砌塑性应变的最大值均出现在断层错动面，满水工况下衬砌表现为更危险的塑性状态；满水工况下衬砌单元的损伤状态更为严重，且损伤集中于断层处的衬砌部位，第4级衬砌单元损伤中，压缩损伤单元总体积为79.02 m3，拉伸损伤单元总体积为349.78 m3。同无水工况下的衬砌单元4级损伤状态相比，当隧洞满水时，压、拉损伤单元体积分别存在了6%和7%的增涨幅度，说明流固耦合作用导致断层处衬砌损伤加剧。研究成果可为输水隧洞结构抗震设计提供参考。<br>

关键词：输水隧洞；蠕滑错动；流固耦合；结构稳定性；损伤；地震动作用