走滑断层作用下跨断层隧洞破坏机理研究

中国西部地区断层带分布广泛,使得西部地区隧洞建造过程中不可避免穿越活动断层。为研究不同因素对隧洞衬砌结构的影响,根据滇中引水工程香炉山引水隧洞穿越断层的活动形式,采用数值模拟方法模拟不同工况下走滑断层错动引发的隧洞衬砌变形及受力,由此得到断层错动量、断层带宽度、断层带围岩强度及断层倾角这4个主要因素对衬砌结构的影响程度。结果表明:(1)断层错动量、断层带宽度、断层带围岩强度及断层倾角4个因素对衬砌影响的程度依次减弱。(2)隧洞衬砌在走滑断层错动作用下的变形模式呈"Z"字形分布。(3)断层破碎带范围内的剪力较大,衬砌弯矩分布沿隧洞纵向方向呈中心对称,在断层界限处达到弯矩最大值,衬砌中点的弯矩为0。(4)位于断层带处的隧洞衬砌洞顶及洞底应力分布受敏感参数影响的变化较大,隧洞衬砌两端的压应力较小;左右拱腰的纵向应力沿衬砌中间截面迹线呈对称分布,最大压应力出现在断层界限处,因此断层界限应该成为隧洞抗错断的控制重点。     

过活动断裂隧洞抗错断适应性结构响应分析

输水隧洞作为长距离跨流域调水工程的关键控制性工程为缓解经济布局与水资源分布之间的区域矛盾发挥着巨大作用。而我国西南高烈度地区地质构造复杂,活动断裂分布密集,导致输水隧洞工程不可避免地需要穿越多条活动断裂带建设。针对滇中引水工程香炉山隧洞过活动断裂带,开展隧道适应性结构在断层错动条件下的影响校核。以龙蟠—乔后断层F10-1为代表,基于隧洞关键部位的位移、相对变形、最大主应力和纵向等效内力等指标,评估活动断层对香炉山隧洞抗错断适应性结构的影响,并基于数值计算验证其在减小衬砌内力与变形方面的作用。结果表明受走滑为主的断层运动影响,隧洞的一侧边墙表现为受拉状态,拉应力较小,约为5 MPa;铰接缝的最大法向变形与切向变形均位于断层带中央节段之间;铰接设计这一适应性结构的存在有效改善了衬砌在错动条件下的受力状态。研究成果可以直接应用于穿越活断层输水隧洞的工程设计与施工,为相关工程隧洞建设提供有利支撑。     

双酶法制备梅花鹿鹿茸胶原多肽的工艺研究

目的:研究双酶水解鹿茸胶原蛋白制备鹿茸胶原多肽。方法:以梅花鹿鹿茸为原料,采用热水提取鹿茸胶原蛋白,先后加入2种酶酶解,测定酶解后鹿茸胶原多肽相对分子质量分布,根据单因素试验和正交试验确定两种酶的用量和酶解时间。结果:鹿茸胶原多肽的最佳工艺条件为:胃蛋白酶与鹿茸比(g:g)为1:100,酶解12 h,胰蛋白酶与鹿茸比(g:g)为1:100,酶解1 h,酶解得到的鹿茸胶原多肽相对分子质量小于3000约占60.65%,相对分子质量小于5000的约占88.16%,提取率为11.16%,蛋白质含量为89.07%。结论:采用双酶法提取制备鹿茸胶原多肽,相对分子质量小,易被人体消化吸收,该研究为鹿茸胶原多肽产品的开发和应用奠定了基础。     

正交试验优化哈蟆油蛋白双酶法水解工艺

目的：考察双酶法制备哈蟆油蛋白的最佳工艺。方法：以哈蟆油为原料,采用柠檬酸浸提和水煎煮的方法提取哈蟆油蛋白,先后加入胃蛋白酶和碱性蛋白酶进行酶解,根据酶解后哈蟆油蛋白相对分子质量分布,应用单因素和正交试验确定哈蟆油蛋白酶解的最佳条件。结果：最佳酶解条件为胃蛋白酶与底物比（m/m）1∶2 000、酶解时间2 h、碱性蛋白酶与底物比（m/m）1∶100、酶解时间6 h,酶解后哈蟆油蛋白相对分子质量小于5 000所占的比例为94.85%,哈蟆油蛋白中蛋白质含量为49.85%。结论：胃蛋白酶与碱性蛋白酶结合使用可以有效地降低哈蟆油蛋白的相对分子质量,利于人体吸收。     

穿越走滑断层铰接隧洞抗错断设计参数作用机制研究

为了研究铰接隧洞抗错断设计参数作用机制,通过开展小尺度物理模型试验,系统、深入地研究衬砌厚度、衬砌节段长度、隧洞直径、隧洞与断层带交角和隧洞断面型式等铰接设计参数对跨断层铰接隧洞结构变形破坏机制的影响。为了保证数值模型能够揭示合理的预测结果,将物理模型试验结果与数值分析结果进行比较,验证数值模拟的正确性。通过数值模拟研究断层带宽度、变形缝宽度、柔性连接材料刚度等铰接设计参数对铰接隧洞衬砌内力响应的影响。研究结果如下：(1)断层作用下的铰接隧洞呈现“S”形,隧洞破坏多表现为衬砌节段间铰接结构破坏,节段间发生大角度转动和错台,少数情况下衬砌节段发生压剪破坏。(2)铰接隧洞衬砌变形主要集中在断层带内。在两盘与断层带交界处,活动盘范围衬砌左边墙处于受拉状态,右边墙呈现受压趋势;固定盘范围衬砌左边墙处于受压状态,右边墙处于受拉状态。(3)断层带范围的衬砌内力呈现锯齿状变化,衬砌内力在变形缝处有明显的跌落。衬砌处于反向对称受弯的状态,最大弯矩出现在两盘与断层带交界部位;最大剪力出现在断层带中央部位。(4)在铰接隧洞抗错断设计参数作用机制方面,增加衬砌厚度、减小衬砌节段长度、减小隧洞直径,可以有效提...     

高应力环境下复杂错断机制隧道模型试验装置的研制与应用

活动断层受构造作用发生错动时,跨越活动断层的隧道将会发生不同程度的结构损伤及破坏。现存模拟跨活断层隧道错断的试验装置,大多针对浅埋隧道,未考虑深部应力环境,影响其试验结果在大埋深高应力隧道工程中的应用。鉴于此,研制可模拟高地应力环境下复杂断层错动机制的试验装置成为关键一环。结合我国西部强震区大型生命线工程跨活断层隧道特征确定试验装置参数需求,研制出试验装置,并基于该装置研究深埋与浅埋隧道衬砌破坏特征的差异。结果表明：(1)我国西部强震区工程跨活断层隧道具有大埋深、高地应力、复杂错断特征,故确定试验装置围压加载设计参数为0.8 MPa;水平错距设置为20 cm,竖直错距设置为10 cm。(2)通过开展自由场及隧道模型错断试验,验证设备可有效遂行走滑错动、倾滑错动、以及走滑–倾滑耦合错动,且在错动过程中围压可保持在稳定状态,达到研制目的。(3)通过隧道错断试验得出,深埋隧道产生较大的挤压变形,破坏区域较大;浅埋隧道在跨断层位置隧道被剪断,破坏程度较严重;在断层与隧道交角小角度时隧道破坏更严重。该设备的研制为研究高应力环境下跨复杂机制活断层隧道受破环影响提供重要的试验装备基础。     

活动断裂对隧洞变形响应特性的影响研究

长距离跨流域调水工程是解决水资源短缺与社会经济高质量发展之间矛盾的必然选择，由于受到地形和地质条件的限制，通常需要跨活动断裂建设长距离输水隧洞。为了全面、准确地认识活动断层的错断对输水隧洞变形破坏特性的影响，以滇中引水工程的关键控制性工程——香炉山输水隧洞为例，基于隧洞关键部位的位移与相对变形、最大主应力、纵向等效内力等指标，对断层带倾向、夹角、宽度、岩体力学参数等因素进行参数分析。结果表明：断层带走向与隧洞夹角以及断层带倾角越大，对隧洞衬砌变形受力状态越有利，当隧洞必须要跨越活动断裂时，其相交角度较大为宜；在相同错动量的前提下，断层宽度越小，对隧洞变形越不利；在断裂带两侧岩体质量条件和错动量不变的前提下，随着断裂带岩体质量的提升，隧洞受到的错动作用更加显著。研究成果可为相关隧洞工程建设提供参考。