第七届全国防灾减灾工程学术会议

为研究我国西部地区穿越断层带的铁路隧道内无砟轨道结构的力学行为，本文基于混凝土塑性损伤理论（CDP模型）和有限元方法，构建了无砟轨道-隧道-围岩耦合系统仿真模型，对比分析了断层错动作用对采用纵连式轨道板的CRTS II型无砟轨道和采用单元式轨道板的CRTS III型无砟轨道受力、变形和损伤的影响。研究结果表明：两种轨道结构在正断层作用下的轨道高低不平顺性、轨道结构损伤及层间离缝量均随错动量增加而增大。然而，CRTS II型轨道因其结构刚度较大，更易因应力集中导致轨道板和底座板损伤和范围更大的层间离缝，正断层下轨道板损伤系数最大值为CRTS Ⅲ型轨道的16倍，层间离缝范围最大为CRTS Ⅲ型轨道的1.3倍；相比之下，CRTS Ⅲ型轨道采用单元式轨道板，其整体性较弱，使其在适应基础变形和缓解应力集中方面表现更优，但轨道不平顺性较差，其位于相对上移一侧断层的钢轨上拱反弯幅值的最大值为CRTS Ⅱ型轨道的2倍。由于逆断层对轨道结构存在压缩效应，各结构损伤程度较正断层有所减轻，但轨道结构变形和层间接触状态随错动量的变化与正断层时基本保持一致。本研究为穿越断层的高速铁路隧道轨道结构设计与维护提供了理论支撑。

高速铁路;无砟轨道;断层错动;受力变形;混凝土损伤