發(fā)布時(shí)間：2020-08-07 23:58

【摘要】：我國(guó)是個(gè)多山的國(guó)家,順層巖體邊仰坡在我國(guó)分布十分廣泛,近些年隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施的不斷發(fā)展,高速公路的建設(shè)越來(lái)越多,尤其在順層巖體地帶修建隧道,地形、地質(zhì)條件復(fù)雜,給隧道開挖帶來(lái)一定困難。隧道洞口一般埋深較淺、圍巖風(fēng)化破碎,加上順層巖體特殊地質(zhì)構(gòu)造,易造成順層滑坡的工程事故。因此只有對(duì)隧道洞口順層仰坡穩(wěn)定性方法進(jìn)行深入研究,采取有效的加固措施,才能保障施工安全。本文以寶漢高速某新建隧道為依托,采用理論分析、數(shù)值模擬以及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法對(duì)隧道洞口順層仰坡穩(wěn)定性分析方法及加固措施進(jìn)行研究。主要研究結(jié)論如下:(1)針對(duì)不同的仰坡破壞模式,分析總結(jié)了不同的順層仰坡穩(wěn)定性分析方法,通過(guò)對(duì)不同的穩(wěn)定性分析方法進(jìn)行了適用條件和優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比分析,得出了傳遞系數(shù)法和Sarma法比較適合自然狀態(tài)順層仰坡的穩(wěn)定性分析。(2)傳統(tǒng)傳遞系數(shù)法對(duì)加錨邊仰坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析時(shí),將錨固力看作集中力施加在錨索所穿過(guò)的滑裂面所在的土條的底部,其余土條所分配的錨固力為零。這種計(jì)算方法容易導(dǎo)致滑裂面處正應(yīng)力急劇增加,不符合土條的實(shí)際受力狀態(tài),影響邊仰坡穩(wěn)定性安全系數(shù)的計(jì)算精度。針對(duì)傳統(tǒng)傳遞系數(shù)法錨固力分配不均的弊端,本文根據(jù)前人錨固力研究成果提出了改進(jìn)傳遞系數(shù)法。即將錨索錨固力看作分布力均勻分布在所穿過(guò)土條上,而不是傳統(tǒng)的將錨固力看作集中力僅作用在錨索與滑裂面交點(diǎn)所在的土條底部。這種改進(jìn)算法改善了滑裂面應(yīng)力集中的現(xiàn)象,更能反映土條的實(shí)際受力狀況,從而提高傳統(tǒng)傳遞系數(shù)法在加錨順層仰坡穩(wěn)定性分析中的計(jì)算精度。(3)將傳統(tǒng)傳遞系數(shù)法、改進(jìn)傳遞系數(shù)法、Sarma法運(yùn)用到寶漢高速某隧道加錨順層仰坡具體工程實(shí)例中,計(jì)算得出的加錨后仰坡安全系數(shù)分別為1.26、1.38、1.39,結(jié)果表明:傳統(tǒng)傳遞系數(shù)法計(jì)算加錨順層仰坡的安全系數(shù)偏小,偏于保守,不利于節(jié)約工程成本;改進(jìn)傳遞系數(shù)法與Sarma法相比,不僅計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單快捷而且計(jì)算得出的剩余下滑力是確定預(yù)應(yīng)力錨索錨固參數(shù)的重要依據(jù),同時(shí),改進(jìn)傳遞系數(shù)法與Sarma法的計(jì)算結(jié)果比較接近,驗(yàn)證了改進(jìn)傳遞系數(shù)法的正確性。說(shuō)明改進(jìn)傳遞系數(shù)法是一種較好的順層仰坡穩(wěn)定性分析方法。(4)結(jié)合寶漢高速某公路隧道具體工程實(shí)例,運(yùn)用有限元分析軟件MIDAS/GTS進(jìn)行數(shù)值模擬,針對(duì)加錨順層仰坡的特殊工程概況,采用接觸單元法和不同結(jié)構(gòu)體法分別模擬軟硬互層仰坡及預(yù)應(yīng)力錨索,在模擬隧道開挖的作用下研究預(yù)應(yīng)力錨索對(duì)順層仰坡穩(wěn)定性的影響,使有限元模型分析工況更符合工程實(shí)際。此外,通過(guò)對(duì)加錨前后順層仰坡的最大總位移、最大主應(yīng)力及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,得出加錨后的仰坡總位移和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果比較接近,而且均低于規(guī)范規(guī)定允許位移量,滿足安全施工要求。從而也驗(yàn)證了改進(jìn)傳遞系數(shù)法在加錨隧道洞口穩(wěn)定性分析中的準(zhǔn)確性及預(yù)應(yīng)力錨索加固措施的可行性。
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U455.4
【圖文】：

4 工程應(yīng)用4 工程應(yīng)用程概況）工程簡(jiǎn)介漢高速某隧道是寶雞到漢中高速公路 PH-13 標(biāo)段，位于在 G316 國(guó)道以東隧道為左右線單洞 3 車道分離式設(shè)計(jì)。左線隧道進(jìn)、出口里程樁號(hào)8 128、 ZK1 86 093，總長(zhǎng)度為 7965m 。右線隧道進(jìn)、出口里程樁號(hào)8 162、 YK1 86 310，總長(zhǎng)度為 8148m。均屬于特長(zhǎng)隧道。

圖 4.10 鋼絞線安裝 圖 4.11 現(xiàn)場(chǎng)錨索張拉示意圖（4）錨索安裝在安裝錨索前，應(yīng)仔細(xì)核對(duì)錨索編號(hào)，確定準(zhǔn)確無(wú)誤后，運(yùn)用高壓風(fēng)機(jī)清理錨孔中的小砂石后才能安裝預(yù)應(yīng)力錨索。同時(shí)，錨索安裝時(shí)要提前做好各項(xiàng)檢查，檢查止水器具是否完好；檢查排氣管的位置是否合理并保持暢通；把錨索送入孔內(nèi)，且定位止?jié){環(huán)到達(dá)孔口時(shí)，直接安裝單向閥門及注漿管；（5）錨固體注漿在安裝預(yù)應(yīng)力錨索的過(guò)程中，通常將錨索和一次注漿管共同放入錨孔，同時(shí)使注漿管與孔底保持 0.5~1m 的距離。要進(jìn)行分階段注漿，施工時(shí)還應(yīng)保證在一次注漿形成的錨固體強(qiáng)度達(dá)到 5.0MPa 后，才能進(jìn)行二次高壓注漿。嚴(yán)禁為趕工期提前進(jìn)行高壓注漿。（6）立錨墩在預(yù)應(yīng)力錨索施工過(guò)程中，錨墩起到了分散荷載的作用，即把錨具的集中荷載轉(zhuǎn)變?yōu)槊婧奢d傳遞給仰坡坡面。為確保錨索軸線和錨墩的上表面相互垂直，提前用一根薄壁鋼管與墊板正交焊接，用來(lái)固定鋼絞線位置。

圖 4.10 鋼絞線安裝 圖 4.11 現(xiàn)場(chǎng)錨索張拉示意圖（4）錨索安裝在安裝錨索前，應(yīng)仔細(xì)核對(duì)錨索編號(hào)，確定準(zhǔn)確無(wú)誤后，運(yùn)用高壓風(fēng)機(jī)清理錨孔中的小砂石后才能安裝預(yù)應(yīng)力錨索。同時(shí)，錨索安裝時(shí)要提前做好各項(xiàng)檢查，檢查止水器具是否完好；檢查排氣管的位置是否合理并保持暢通；把錨索送入孔內(nèi)，且定位止?jié){環(huán)到達(dá)孔口時(shí)，直接安裝單向閥門及注漿管；（5）錨固體注漿在安裝預(yù)應(yīng)力錨索的過(guò)程中，通常將錨索和一次注漿管共同放入錨孔，同時(shí)使注漿管與孔底保持 0.5~1m 的距離。要進(jìn)行分階段注漿，施工時(shí)還應(yīng)保證在一次注漿形成的錨固體強(qiáng)度達(dá)到 5.0MPa 后，才能進(jìn)行二次高壓注漿。嚴(yán)禁為趕工期提前進(jìn)行高壓注漿。（6）立錨墩在預(yù)應(yīng)力錨索施工過(guò)程中，錨墩起到了分散荷載的作用，即把錨具的集中荷載轉(zhuǎn)變?yōu)槊婧奢d傳遞給仰坡坡面。為確保錨索軸線和錨墩的上表面相互垂直，提前用一根薄壁鋼管與墊板正交焊接，用來(lái)固定鋼絞線位置。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2784718