山西某边坡开挖对既有隧道稳定性影响的研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuhanchi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在边坡开挖的工程中,关键问题之一就是如何评价和保证山体及邻近基础建设的稳定性。本文以山西某边坡开挖对既有隧道稳定性研究的工程实例为依托,为了保证项目顺利进行、边坡的稳定和不影响隧道的安全和正常使用,针对已形成的边坡对临近隧道的影响进行了研究。根据工程地质条件、强度折减原理及其他相关资料,采用大型有限差分软件FLAC3D,对边坡开挖后的山体及隧道进行三维数值模拟。具体研究内容如下:
  (1)根据实际工程需求选取合适的计算范围、建模和分析软件,对边坡开挖区段的山体和隧道进行三维数值模拟分析。运用FLAC3D软件从塑性区分布、应力场和位移等角度,分析了天然工况下边坡、山体及隧道的稳定性。研究结果表明,在工况一(天然工况即正常使用情况)下,开挖的边坡保持稳定状态,边坡的开挖工程对附近已建好隧道的影响微小,不会危害隧道的安全和正常使用。
  (2)基于强度折减的方法,研究边坡、山体及隧道在暴雨工况(土体饱和状态)下的稳定程度。研究结果表明,工况二(土体饱和的状态下)现状开挖边坡处于欠稳定状态,现状边坡会发生局部失稳,山体会发生蠕变,边坡的开挖对临近已建好隧道的危害较小,不会影响隧道的安全和正常使用。但是随着时间的推移(时效性),不排除影响变大的趋势。
  (3)为了更加全面的分析边坡和隧道的稳定性,在暴雨工况的基础上加入地震因素(土体饱和+地震)。结合研究区的地震条件,应用地震波生成软件合成一条近似于研究区实际情况的地震波;然后导入FLAC3D软件进行计算分析。研究结果表明,工况三(土体饱和+地震),即场地在连续大暴雨和同时发生地震的现状下,边坡、山体及隧道发生大位移变形,山体和边坡已经发生失稳破坏;隧道前出口剖面中边坡开挖产生的应力曲线发展至左侧隧道顶部,降低了隧道的安全度;边坡开挖对临近既有左侧隧道的危害较大,隧道中部、后部剖面左侧隧道受边坡开挖的影响较小。
  (4)在土体失稳破坏的判定依据中,数值计算的收敛性可作为稳定被破坏的依据。因此,通过最大不平衡力曲线的收敛状态分析可以在很大程度上起到判别岩体稳定性的作用。运用最大不平衡力曲线图对三种工况进行分析,结果表明,在天然工况下不平衡力曲线从峰值逐渐收敛趋近于0,边坡、山体及隧道处于稳定状态;暴雨工况下最大不平衡力曲线达到峰值后逐渐减小,曲线相对平衡但不趋于0,山体发生蠕变但基本上处于稳定状态;在暴雨和地震工况的最大不平衡力曲线中,可以明显看到曲线在峰值后并未收敛,曲线波动幅度大并且仍然表现出向上的趋势,山体未达到力平衡状态,处于完全破坏状态;三种工况下的最大不平衡曲线与各个工况的应力场、塑性区和位移的分析结果相互印证。
其他文献
学位
低轨卫星是对地观测和空间环境科学研究的重要平台,确定其高精度轨道对于海洋监测、地球重力场反演、地球电磁场探测、地形测绘、大气及空间环境探测等有着重要意义。近年来,利用全球卫星导航系统(GNSS)确定低轨卫星轨道已成为了研究热点,它能提供与用动力学模型独立的几何轨道,是目前高精度轨道确定的重要方法。  然而,由于低轨卫星运动速度快、空间环境变化复杂,其搭载的GNSS接收机对卫星信号的跟踪较为困难,采
随着国民经济建设的发展,GNSS(Global Navigation Satellite System)定位技术逐渐从军事领域拓展到民用市场,GNSS卫星定位服务开始走向千家万户。与此同时,无人驾驶等技术正在蓬勃发展,对定位服务系统的准确性和可靠性提出了更高的要求。  GNSS 网络 RTK(Real-Time Kinematic)技术能够提供厘米级的高精度空间位置服务,改善了RTK单参考站覆盖范
学位
学位
该研究一方面通过改变合成工艺、配方等条件,得到了一种水性聚氨酯乳液的较好的合成方法,该法具有工艺简单、有机溶剂用量少、成本低、乳液固含量较高、贮存稳定性好、易于成膜、涂膜性能可任意调节等特点;另一方面,通过DSC、机械性能、吸水率等的测定,较为详细地研究了离子型聚氨酯"结构-微相分离-性能"之间的关系.为聚氨酯水乳液的合成及应用提供了理论依据.
陕南山区地质环境脆弱,是我国地质灾害高发区之一,区内发育有大量堆积层滑坡,对人民群众生命安全和社会经济健康发展形成较大影响,开展这些堆积层滑坡的破坏机理及宏观动力特征研究具有重要的实际意义。  本文以陕南山区勉县境内的土关铺堆积层滑坡为研究对象,结合滑坡野外调查和工程地质勘查、岩土体力学试验等,分析研究区内堆积层滑坡的发育特征及其影响因素。采用颗粒流离散元法构建三维滑坡数值模型,分析滑坡破坏机理,
滑坡敏感性评价是对滑坡的空间分布和发生概率进行预测,能够为滑坡风险管理、城市规划等提供重要的科学依据,对区域滑坡灾害防灾减灾具有一定的指导意义。  本文在中国地质调查局西安地调中心“晋陕黄土高原河曲-韩城段地质灾害调查”项目研究的基础上,参与山西临县-陕西清涧县(吴堡图幅、成家庄图幅、辛家沟图幅、下三交镇图幅)野外地质灾害调查,结合该区域基础地质概况,分析滑坡灾害发育分布规律,利用加权信息量模型、
学位
煤炭作为我国能源发展的支柱,在我国国民经济发展中起到至关重要的作用。山西省煤炭资源极其丰富,独特的地理位置、优良的煤种和便利的开发条件,使得山西煤炭资源得以大规模开发和利用。由于煤炭资源的高强度开采,矿山地质环境破坏日益严重,不仅历史欠账始终未能解决,而且煤矿采空区仍在快速扩大,矿区人民生活质量明显下降,社会矛盾及不稳定因素呈现出增长趋势,对采煤沉陷区进行综合治理迫在眉睫。本文以山西省孝义市柳湾煤
随着社会的快速发展,越来越多的建设项目不得不面对用地紧张的问题,由于地形地貌的原因,在场地建设时加筋土边坡会出现越来越多的拐角部位。加筋土挡墙拐角部位在形态和结构上较直线部位有一定特殊性,相比之下更容易出现工程问题且目前没有获得足够的重视。为探究加筋土挡墙不同拐角形式的变形特征,运用有限差分软件FLAC3D,通过建立不同形式的拐角模型,即折角形、直角形和圆角形3种工程上常用的拐角形式,研究了不同荷
煤的孔隙特征是影响其渗透性及吸附解吸性能的关键因素,进而在一定程度上影响煤层气的开发效果。为了查明山西省古交矿区煤的孔渗性特征及吸附解吸性能,进而对矿区煤层气抽采和储层改造提供一些理论指导,本文采用霍多特孔隙分类方法,通过对煤的宏观煤岩观察、显微组分测定、工业分析、压汞、低温氩吸附、二氧化碳吸附、渗透率和等温吸附/解吸实验等,结合前人的研究成果,探讨了煤的孔隙特征对其渗透性及吸附解吸性能的影响,结
学位