順層巖質(zhì)邊坡對隧道洞口段支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響研究.pdf

1、隨著我國交通建設(shè)事業(yè)的高速發(fā)展，受困于地形、地質(zhì)條件，公路隧道穿越山體斜坡地段十分常見。而隧道洞口段的山體表層，往往都為堆積土層或受風(fēng)化程度較大的巖層，所以其內(nèi)部圍巖較破碎、自穩(wěn)能力差。在不同的節(jié)理參數(shù)和產(chǎn)狀變化的情況下，洞口段的巖質(zhì)邊坡內(nèi)部的變形場和應(yīng)力場都將隨之重新分布，甚至出現(xiàn)應(yīng)力集中情況。在邊坡出現(xiàn)穩(wěn)定性降低或失穩(wěn)之后，下滑推力將變大，那么作用在隧道支護結(jié)構(gòu)上的力也將變大，隧道支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性就會受到影響。本文結(jié)合重慶中梁山隧道

2、擴容改造工程，運用數(shù)值模擬、理論推導(dǎo)、現(xiàn)場實測等手段，開展了順層巖坡對洞口段支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響研究。首先，介紹了極限平衡理論和順層巖坡穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀，再結(jié)合三維離散元軟件3DEC算例，確定順層坡體內(nèi)的變形規(guī)律。其次，利用三維離散元軟件3DEC計算了開挖后坡體內(nèi)圍巖、洞口段隧道支護結(jié)構(gòu)的位移和應(yīng)力狀態(tài)，討論了不同節(jié)理參數(shù)對隧道洞口段支護結(jié)構(gòu)的影響。最后，基于以上研究結(jié)論提出了邊坡加固措施和支護結(jié)構(gòu)加固建議方案。
　　本研究主要內(nèi)容包

3、括：①結(jié)合前人的研究，根據(jù)順層邊坡與隧道位置關(guān)系，定義了兩種情況:正交關(guān)系----順層節(jié)理面傾向與隧道軸線垂直;平行關(guān)系----順層節(jié)理面傾向與隧道軸線平行;并分析了兩種位置關(guān)系下隧道襯砌支護的受力模式。②通過三維離散元軟件3DEC計算分析，得出了以下結(jié)論:平行關(guān)系條件下，節(jié)理摩擦角減?。?0°以下）對隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響較大，主要使洞口段襯砌應(yīng)力受拉區(qū)和位移量變大;洞口段圍巖級別越高（巖體越完整），其對下方的隧道結(jié)構(gòu)影響越小;節(jié)理剛度的

4、改變對隧道襯砌穩(wěn)定性影響有限;節(jié)理傾角越小，隧道襯砌受影響越大;運用彈性地基梁理論和數(shù)值模擬比較得出平行關(guān)系下隧道縱向變形在進洞25m～55m范圍最大;還推導(dǎo)了洞門擋墻的穩(wěn)定性驗算公式。③正交關(guān)系條件下:該隧道與順坡堆積體的距離在18m（即1.5倍洞徑）以內(nèi)時，滑坡堆積體對隧道開挖影響較大;且在上述范圍內(nèi)時，隧道底板中部應(yīng)力集中，除底板外，襯砌受最大拉應(yīng)力值出現(xiàn)在拱部，且小于極限抗拉強度值;模擬上部堆積體滑坡后，發(fā)現(xiàn)雖然隧道襯砌結(jié)構(gòu)最大