2025精選報告 | 中科院武漢巖土力學研究所總工陳衛忠
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2025年11月22日-23日，中國工程院工程科技學術研討會暨第十三屆國際橋梁與隧道技術大會在天津成功召開。大會以“新質生產力賦能交通基礎設施智能建養與韌性安全”為主題開展高質量學術報告與研討，涌現出一批具有前瞻性和實踐價值的研究成果。為更好傳播科技前沿成果、推動行業創新進步，組委會特別推出精選報告回顧，分享專家精彩觀點。
一、研究背景與行業現狀
我國活動斷裂發育、強震災害頻發，穿越斷裂帶的隧道工程抗錯斷需求迫切，現有技術多適用于陸域場景，海底隧道抗錯斷無成熟經驗可借鑒，工程風險與技術短板并存。
1、工程地質風險突出：滄口斷裂與膠州灣二隧斜交，發震等級6.5級，預估最大位錯量0.49米，國內多條重大隧道均需穿越活動斷裂帶，震害隱患顯著。
2、震害案例警示性強：國內外強震多次造成隧道錯斷、軸線偏轉、襯砌破壞，青海門源地震隧道因無抗錯斷措施，出現嚴重結構變形。
3、現有技術存在局限：陸域隧道常用鉸接、減震層等措施，但未形成統一標準，海底隧道抗錯斷無工程案例與成套設計方法支撐。
二、主要研究進展
團隊突破理論分析、試驗模擬、材料研發、結構設計多重瓶頸，構建了強震與斷層錯動下海底隧道抗錯斷研究體系，形成量化評價標準與成套技術方案。
1、理論與試驗創新：建立巖體非線性本構理論與靜動力統一人工邊界，研發專用斷層錯動試驗系統，還原隧道破壞機理，驗證減震措施可有效規避結構失穩。
2、抗震評價體系完善：確立強度、變形、能量多維度指標，明確不同破壞狀態下結構變形閾值，為設計提供量化依據。
3、材料與結構優選：篩選聚氨酯、泡沫混凝土等適配減震材料，研發UHPC高性能混凝土，優化裝配式抗震吸能結構，揭示減震層能量耗散機制。
4、核心技術定型：優化鉸接節段參數，提出“分段設防”理念，明確斷裂帶核心區與外圍差異化設防標準。
三、膠州灣二隧專項抗錯斷方案
針對膠州灣二隧滄口斷裂特點，制定“圍巖加固-減震吸能-柔性連接”一體化專項方案，通過室內試驗驗證，兼顧抗震、防水與通車多重需求。
1、分段設防設計：核心斷裂帶仰拱采用70cm聚氨酯充填管，路面段設20cm輸料球+砂漿結構，兩側區段配套簡化減震措施。
2、結構材料選型：斷裂帶核心段二襯采用UHPC結構，提升大變形下結構韌性，避免坍塌掉塊。
3、帶水試驗驗證：模擬海水環境開展錯動試驗，設防工況下結構無滲漏，2倍設防錯動量下仍保持整體完整，防護效果顯著。
四、結論與未來展望
本次研究攻克海底隧道抗錯斷關鍵技術，形成專項工程方案，后續仍需深化機理研究、優化材料性能，完善全生命周期技術體系。
1、核心結論：自主研發的試驗系統可精準模擬隧道錯動破壞，一體化抗錯斷體系實用性強，已完成膠州灣二隧針對性設計。
2、未來展望：深入研究斷層錯動與地震震動耦合作用機制，攻關減災材料長期耐久性，研發新型高性能材料，完善全壽命周期性能預測，推動技術標準化落地。
THE END
本期聚焦中國科學院武漢巖土力學研究所總工程師陳衛忠的大會報告《青島膠州灣第二海底隧道抗錯斷技術研究》，報告依托國家自然基金重大項目，以青島膠州灣第二海底隧道為工程載體，聚焦穿越活動斷裂帶的抗錯斷核心難題，系統梳理行業現狀、突破關鍵技術、制定專項設計方案并明確未來方向，構建起完整的海底隧道抗錯斷技術體系。核心內容如下↓↓↓
▲陳衛忠在大會現場分享報告
文/大會組委會綜合整理
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