南坪隧道—滑坡相互作用机理数值模拟研究

发布时间：2020-03-31 03:47

【摘要】：随着西部大开发战略的继续推进,经济发展带来了更多的交通建设,受困于地理位置的制约,公路、铁路穿越山区的建设成为了必然。由于山区地形地质条件的复杂性以及降雨、地震等自然灾害频繁发生的特点,在这些地区修建隧道时,常常会诱发滑坡的产生。由此可知:当隧道处于山坡地段时,加之人为、降雨、地震等多种因素作用于山坡上,通常会引起山坡的变形,由此引发的隧道病害现象就变得十分平常,而且产生的后续影响通常很严重。因此对隧道-滑坡相互作用机理进行深入研究,就显得十分必要,而且是紧迫的工作。本文以大准铁路穿越某不稳定黄土边坡为例,基于数值模拟及现场监测手段,开展隧道与边坡相互作用机理研究。论文开展的主要研究工作及成果如下:(1)开展现场工程地质调查、室内试验等工作,概化了研究对象的地质模型及力学模型,并获取了?、c、φ等相关计算参数。(2)开展模拟不同工况、不同加固方式下隧道开挖后边坡稳定性影响规律研究,并分析边坡变形对隧道结构应力应变影响。(3)考虑降雨入渗,对非饱和土体渗流影响,分析了降雨历时对边坡内部孔隙水压力、边坡饱和度变化及边坡稳定性影响规律。分析可知:饱和度等值线为1的位置与边坡孔隙水压力为0的界面是相一致的;随着降雨入渗,边坡安全系数由1.11下降至0.85,边坡由欠稳定状态转化成破坏状态。(4)针对不同边坡加固方式下安全系数变化可以看出,原始边坡安全系数1.11、消坡后安全系数1.13,皆不稳定;综合治理后边坡安全系数为1.15,边坡达到边坡稳定安全系数的要求,最终起到了治理作用。(5)通过现场监测数据可知:在治理完成后,边坡地表水平位移及深孔位移差量为0,趋于稳定;隧道的水平收敛维持在3.6cm、拱顶沉降维持在6.7cm,保持定值,这说明边坡、隧道处于稳定状态,达到了治理效果。
【图文】：

技术路线图

西南科技大学硕士研究生学位论文 第 12 页2 南坪隧道区工程概况2.1 交通位置场区行政区划隶属于鄂尔多斯市准格尔旗哈岱高勒乡马家塔村，位于准格尔旗南侧，距准格尔旗约 23 公里。场区西距 S103 省道复线（薛魏线）约3km，沿 S103 向北约 20km 至准格尔 旗薛家湾镇，距呼和浩特 127km；与G109（北京—拉萨）、G18（荣乌高速）相接，沿 G109 向西 150km 到鄂尔多斯市东胜区，交通较为便利。2.2 地形、地貌准格尔旗地处晋、陕黄土高原与鄂尔多斯高原的接连处，，地势由西北向东南倾斜，海拔 1100m～1300m，为内蒙高原低中山区。
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U452.11;P642.22

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本文编号：2608513