交通隧道、引水（輸水）隧洞、能源輸送管路等超長(cháng)線(xiàn)性工程是解決區域交通不便、經(jīng)濟不協(xié)調、水資源分配不均及能源跨區域調配的重要工程載體，川藏鐵路、滇中引水等一大批國家重大項目均建設在我國西部和西南部構造活躍地區，此類(lèi)工程的部分線(xiàn)路難以避免穿越活斷層，如圖1所示?；顢鄬娱L(cháng)期蠕滑錯動(dòng)引起的深埋隧道（洞）圍巖、襯砌或管道等工程結構物的破壞，是此類(lèi)工程建設和運行中的關(guān)鍵難題。穿越活斷層隧道（洞）錯動(dòng)位移分布模式與結構破壞機理的深刻認知，是隧道（洞）抗錯和適錯技術(shù)研發(fā)及方案設計的科學(xué)依據。

　　針對這一關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所巖體工程多場(chǎng)耦合效應學(xué)科方向組張傳慶研究員、周輝研究員等基于川藏鐵路隧道大部分區段位于“側向走滑區”的地質(zhì)事實(shí)，以走滑活斷層錯動(dòng)位移演化模式及其控制為主攻方向，開(kāi)展了大量模型試驗研究，取得了一系列進(jìn)展： 

　?。?）發(fā)明了剛柔相濟三向應力邊界施加技術(shù)、分布隨動(dòng)的位移邊界施加技術(shù)，研發(fā)了深埋條件下活斷層蠕滑錯動(dòng)的物理模擬試驗設備，如圖2所示，實(shí)現了川藏鐵路穿活斷層錯動(dòng)的關(guān)鍵要素（地應力和復雜斷層地質(zhì)結構）的精準模擬； 

　?。?）提出了一套適用于深埋條件活斷層蠕滑錯動(dòng)模擬的試驗方法，通過(guò)試驗辨識出不同地應力條件和斷層地質(zhì)結構下斷層錯動(dòng)位移分布模式，如圖3所示，揭示了不同條件下斷層不同部位的位移分配比例特征及破碎帶內位移梯度變化規律，提出了基于位移梯度的斷錯風(fēng)險指標，實(shí)現了活斷層區域圍巖與結構斷錯風(fēng)險的準確評價(jià)； 

　?。?）基于大型模型試驗成果，揭示了隧道結構對斷層位移分布特征的影響和斷錯過(guò)程中隧道結構的響應規律，辨識出了斷錯過(guò)程中襯砌破壞演化規律、破壞形態(tài)、位置及范圍，如圖4所示，驗證了位移分布模式和梯度作為結構破壞程度評價(jià)和結構參數設計依據的科學(xué)性。 

　　相關(guān)研究成果得到了國家自然科學(xué)基金委川藏鐵路重大基礎科學(xué)問(wèn)題專(zhuān)項項目“深埋超長(cháng)隧道工程災變機制：課題1-穿越活動(dòng)斷裂帶超長(cháng)隧道工程斷錯災變機制與防控技術(shù)”和國家自然科學(xué)基金-雅礱江聯(lián)合基金重點(diǎn)項目“深部斷層活化規律與洞室群穩定性和環(huán)境安全性評價(jià)”的資助。 

　　論文鏈接1：http://ytlx.whrsm.ac.cn/CN/volumn/volumn_1448.shtml 

　　論文鏈接2：http://www.zndxzk.com.cn/ 

　　論文鏈接3：http://www.rmcjzz.com/CN/10.16232/j.cnki.1001-4179.2019.11.025 

圖1 川藏鐵路沿線(xiàn)活動(dòng)斷裂帶分布圖（據郭長(cháng)寶等(2021)） 

圖2 深埋條件下活斷層蠕滑錯動(dòng)的物理模擬試驗設備 

圖3 斷層錯動(dòng)位移分布模式 

圖4 穿活斷層隧道襯破壞特征試驗成果 

（文/圖 巖體工程多場(chǎng)耦合效應組）