研究背景：

近年来，基础设施抗灾韧性已经成为了一个研究热点，是我国“十四五规划”中提出的“韧性城市”的重要组成部分。山岭隧道作为连接城市或地区的重要交通基础设施，是未来“区域韧性”的重要组成部分。山岭隧道抗灾韧性是指隧道结构在遭遇灾害作用时，能够保持其结构完整性、稳定性和功能性，以及在灾后快速恢复到正常使用状态的能力。目前，涉及隧道抗震或抗错动韧性的研究内容较少。关于隧道韧性的研究主要集中于隧道的衬砌结构，还没有涉及到整个隧道系统，包括通风系统、照明系统、防排水系统、供电系统等。因此，需要逐步开展涉及整个隧道系统的抗震或抗错动韧性研究工作。

研究方法及结果：

为解决上述问题，本研究提出了一种穿断层山岭隧道抗错动韧性评价方法，该方法包含了三个核心创新：

隧道错动响应的数值计算通常耗时较长，且易出现收敛困难。为此，本研究提出子结构法。该方法通过缩小模型尺寸，可节省约70%的计算时间，同时有效克服断层错动面大位移导致的收敛问题。该方法的计算流程简洁（图1），数据提取与荷载施加仅需编写相应代码即可高效完成。

采用分层置信规则库（HBRB）方法计算隧道系统的剩余功能。HBRB是一种专家系统，能够构建输入与输出之间的复杂非线性关系。该方法由多个子规则库组成，每个子规则库包含若干IF-THEN规则，其基本思想是将底层输入逐层传递，最终获得顶层输出（图2）。在本研究中，将基础组件的剩余功能作为输入，经HBRB方法推理后，输出隧道系统的整体剩余功能。

提出了完整的穿断层隧道抗错动韧性评价框架，如图3所示。该流程主要包括以下四个步骤：

步骤一：建立基础组件与隧道系统之间的层级关系；

步骤二：对基础组件进行易损性分析，量化其剩余功能。其中，结构构件（如衬砌、路面等）的易损性数据通过有限元方法（结合子结构法）计算获取，非结构构件的易损性数据则通过查阅相关规范及文献确定；

步骤三：采用分层置信规则库（HBRB）方法整合所有基础组件的剩余功能，进而求得隧道系统的整体剩余功能。同时，借鉴《建筑抗震韧性评价标准》（GB/T 38591-2020）中的构件损伤状态判定方法，在求解过程中引入蒙特卡洛模拟以处理不确定性；

步骤四：基于隧道功能恢复曲线，计算隧道的抗错动韧性指数。

该成果发表在国际权威期刊《Tunnelling and Underground Space Technology》（Tonglai Zhou, Binbin Hu, Tan He, Shuang Li*）. Study on the anti-dislocation resilience of mountain tunnels crossing normal faults[J]. Tunnelling and Underground Space Technology, 2025, 164: 106844.

https://doi.org/10.1016/j.tust.2025.106844.（IF:8.7, *通讯作者）

图1 子结构法流程图

图2 分层置信规则库方法的基本结构

图3 隧道抗错动韧性评价框架