順層巖質邊坡對隧道洞口段支護結構穩(wěn)定性影響研究.pdf

1、隨著我國交通建設事業(yè)的高速發(fā)展，受困于地形、地質條件，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化程度較大的巖層，所以其內部圍巖較破碎、自穩(wěn)能力差。在不同的節(jié)理參數和產狀變化的情況下，洞口段的巖質邊坡內部的變形場和應力場都將隨之重新分布，甚至出現應力集中情況。在邊坡出現穩(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構上的力也將變大，隧道支護結構的穩(wěn)定性就會受到影響。本文結合重慶中梁山隧道

2、擴容改造工程，運用數值模擬、理論推導、現場實測等手段，開展了順層巖坡對洞口段支護結構穩(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)定性研究現狀，再結合三維離散元軟件3DEC算例，確定順層坡體內的變形規(guī)律。其次，利用三維離散元軟件3DEC計算了開挖后坡體內圍巖、洞口段隧道支護結構的位移和應力狀態(tài)，討論了不同節(jié)理參數對隧道洞口段支護結構的影響。最后，基于以上研究結論提出了邊坡加固措施和支護結構加固建議方案。
　　本研究主要內容包

3、括：①結合前人的研究，根據順層邊坡與隧道位置關系，定義了兩種情況:正交關系----順層節(jié)理面傾向與隧道軸線垂直;平行關系----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，得出了以下結論:平行關系條件下，節(jié)理摩擦角減小（20°以下）對隧道結構穩(wěn)定性影響較大，主要使洞口段襯砌應力受拉區(qū)和位移量變大;洞口段圍巖級別越高（巖體越完整），其對下方的隧道結構影響越小;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值模擬比較得出平行關系下隧道縱向變形在進洞25m～55m范圍最大;還推導了洞門擋墻的穩(wěn)定性驗算公式。③正交關系條件下:該隧道與順坡堆積體的距離在18m（即1.5倍洞徑）以內時，滑坡堆積體對隧道開挖影響較大;且在上述范圍內時，隧道底板中部應力集中，除底板外，襯砌受最大拉應力值出現在拱部，且小于極限抗拉強度值;模擬上部堆積體滑坡后，發(fā)現雖然隧道襯砌結構最大