滑坡体偏压小净距黄土隧道洞口段力学行为研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hukuikui
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随着我国大量高速公路和铁路的建设,隧道工程也得到大力发展,为了解决特殊地形下公路线桥隧衔接、总体线型规划和优化等问题,出现了多种特殊形式的隧道。其中小净距隧道作为一种新型隧道结构能够适应比较复杂的地形,节约土地资源,有较好的优化线形并方便与桥梁衔接,近些年来得到广泛应用。但是由于小净距隧道结构的复杂性,在不同实际工程中差别很大,在设计施工中有许多关键问题亟需解决,需要我们更进一步研究和讨论。本文主要以陇漳高速乌梁隧道为研究背景,通过现场监测、理论分析、数值模拟对滑坡体偏压小净距黄土隧道进行研究,主要成果如下:(1)通过数值模拟对比了上下台阶预留核心土法、三台阶分部开挖法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法施工时围岩变形、支护结构受力、塑性区大小及分布,得出单侧壁导坑法和双侧壁导坑法表现接近而且优于上下台阶预留核心土法和三台阶分部开挖法,考虑到工程经济性,选择单侧壁导坑法为最优施工工法。(2)对比偏压小净距隧道在不同进洞顺序时,无论是左洞还是右洞作为后行洞引起的变形总是比作为先行洞引起的变形大,说明先开挖隧道会降低周围岩体的强度,使得后开挖隧道引起的围岩变形增大,这种影响相比之下大于后行洞的开挖扰动对先行洞的影响。对比了浅埋偏压条件下单侧壁导坑法不同施工顺序,得出先外后内,先浅后深的施工顺序比较合理。(3)通过建立浅埋偏压小净距隧道左、右洞相互扰动的围岩压力计算模型,得出了围岩压力计算公式以及适用条件,得出后行洞的开挖对先行洞的围岩压力分布造成影响,使先行洞侧压力系数减小,水平压力减小,也使得拱顶垂直压力变大。分析了在不同偏压角度、埋深、净距下围岩压力大小及规律,为小净距隧道设计和施工提供参考。(4)通过对穿越滑坡体小净距黄土隧道围岩的稳定性进行研究,得出滑坡体使小净距隧道围岩最大水平变形和最大沉降位置发生改变,围岩塑性区在滑动带与隧道相交处向下进行延伸,使拱肩塑性区减小,拱脚塑性区增大。在动荷载的扰动下,最明显的变化是动载导致中间岩柱塑性区贯通,因此,在隧道施工过程中应加强对深埋侧隧道拱肩、拱脚以及中间岩柱的支护。
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