高速公路隧道—抗滑樁正交體系結(jié)構(gòu)力學(xué)模式及變形分析
發(fā)布時(shí)間:2021-12-18 20:37
本文針對重慶至巫溪高速公路線路里程LK0+577.3511~LK0+765.5665段典型“隧道-滑坡”正交體系,通過理論分析、數(shù)值模擬、模型試驗(yàn)等方法,對隧道與滑坡的相互作用機(jī)理、抗滑樁布置參數(shù)展開研究,主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)根據(jù)滑坡體與隧道相對位置,將“隧道-滑坡”正交體系劃分為6種情況;在不考慮襯砌彈性抗力影響的情況下,采用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法,給定隧道在滑坡推力及偏壓荷載作用下襯砌內(nèi)力的隱式解;并從縱向?qū)ⅰ八淼?滑坡”正交體系等效簡化為局部受均載的變基床系數(shù)彈性地基無限長梁模型,求解“隧道-滑坡”正交體系中襯砌縱向的彎矩、剪力及位移。(2)采用FLAC3D有限差分軟件對11種工況進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析研究不同抗滑樁布置參數(shù)對加固滑坡的變化影響規(guī)律,模擬結(jié)果表明:抗滑樁的存在明顯減小隧道結(jié)構(gòu)受到的圍巖偏壓作用,初支結(jié)構(gòu)拱頂位移減小約28.3%~61.8%,左拱腰位移減小約35.6%~71.3%,左拱腳位移減小約21.0%~75.1%,左墻腳位移減小約35.4%~77.6%,拱底位移減小約9.4%~25%;對于無法避免與滑面相交的隧道,宜采用“上擋下托式”抗滑樁,“上擋式”抗滑樁主要...
【文章來源】:北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:103 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 論文研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 滑坡穩(wěn)定性研究進(jìn)展
1.2.2 隧道變形與圍巖穩(wěn)定性研究進(jìn)展
1.2.3 隧道與滑坡相互作用研究進(jìn)展
1.2.4 隧道-滑坡支擋技術(shù)研究
1.3 存在的主要問題
1.4 主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線
1.4.1 主要研究內(nèi)容
1.4.2 技術(shù)路線
2 “隧道-滑坡”正交體系隧道受力變形模式
2.1 “隧道-滑坡”正交體系受力變形的研究
2.1.1 隧道位于滑坡體內(nèi)(單滑面)
2.1.2 隧道位于滑坡體內(nèi)(多滑面)
2.1.3 隧道位于滑坡體外
2.2 “隧道-滑坡”正交體系隧道襯砌內(nèi)力分析
2.2.1 滑坡推力作用下隧道襯砌受力模式
2.2.2 偏壓荷載下隧道襯砌內(nèi)力計(jì)算
2.2.3 滑坡推力作用下隧道襯砌內(nèi)力計(jì)算
2.3 依托工程概況
2.3.1 地形地貌
2.3.2 工程地質(zhì)條件
2.3.3 滑坡與隧道相對位置
2.3.4 滑坡造成隧道的病害及處理措施
2.4 受滑坡影響的隧道結(jié)構(gòu)理論計(jì)算
2.4.1 隧道襯砌受力分析與計(jì)算
2.4.2 隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算結(jié)果對比
2.5 “隧道-滑坡”正交體系縱向受力變形模式研究
2.6 本章小結(jié)
3 抗滑樁加固“隧道-滑坡”正交體系的模型試驗(yàn)研究
3.1 模型試驗(yàn)系統(tǒng)
3.1.1 模型試驗(yàn)箱體
3.1.2 模型試驗(yàn)坡肩加載系統(tǒng)
3.1.3 模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測采集系統(tǒng)
3.2 相似模擬材料的選取與參數(shù)測定
3.2.1 相似關(guān)系確定
3.2.2 巖土相似材料的配制與參數(shù)測定
3.2.3 樁體結(jié)構(gòu)相似材料的選擇與參數(shù)測定
3.3 試驗(yàn)過程
3.3.1 試驗(yàn)步驟
3.3.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法
3.3.3 開挖過程與PIV示意
3.4 試驗(yàn)結(jié)果分析
3.4.1 地表位移分析
3.4.2 抗滑樁樁頂位移、彎矩及樁后土壓力分析
3.4.3 隧道受力分析
3.5 本章小結(jié)
4 抗滑樁加固“隧道-滑坡”正交體系數(shù)值模擬分析
4.1 模型建立
4.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全判據(jù)
4.3 樁間距的模擬分析
4.3.1 圍巖位移分析
4.3.2 圍巖最大剪應(yīng)變分析
4.3.3 初支結(jié)構(gòu)位移分析
4.3.4 初支結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析
4.3.5 抗滑樁位移、內(nèi)力分析
4.4 樁隧間距的模擬分析
4.4.1 圍巖位移分析
4.4.2 圍巖最大剪應(yīng)變分析
4.4.3 初支結(jié)構(gòu)位移分析
4.4.4 初支結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析
4.4.5 抗滑樁位移、內(nèi)力分析
4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]滑坡滑向與軸線正交條件下隧道襯砌內(nèi)力分析[J]. 王兵強(qiáng),谷拴成,賀恒煒. 現(xiàn)代隧道技術(shù). 2018(01)
[2]隧道正交穿越深厚滑坡體的相互影響分析與應(yīng)對措施[J]. 劉天翔,王忠福. 巖土力學(xué). 2018(01)
[3]隧道-滑坡平行體系變形機(jī)理的模型試驗(yàn)研究[J]. 吳紅剛,陳小云,艾揮. 鐵道工程學(xué)報(bào). 2016(11)
[4]隧道-滑坡斜交體系變形機(jī)理的模型試驗(yàn)研究[J]. 吳紅剛,陳小云,艾揮. 鐵道工程學(xué)報(bào). 2016(09)
[5]一種雙折減系數(shù)的強(qiáng)度折減法研究[J]. 袁維,李小春,王偉,白冰,王奇智,陳祥軍. 巖土力學(xué). 2016(08)
[6]隧道-滑坡正交體系受力模式的試驗(yàn)研究[J]. 吳紅剛,陳小云,艾揮. 鐵道工程學(xué)報(bào). 2016(03)
[7]邊界非對稱條件下圓形隧道圍巖彈性解析[J]. 郭風(fēng)琪,胡凱,楊海,劉鵬. 中國公路學(xué)報(bào). 2015(09)
[8]隧道–滑坡體系的預(yù)加固機(jī)制及模型試驗(yàn)研究[J]. 吳紅剛,楊濤,馬惠民,張紅利. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2014(S2)
[9]基于動(dòng)態(tài)和整體強(qiáng)度折減法的邊坡穩(wěn)定性分析[J]. 陳國慶,黃潤秋,石豫川,許強(qiáng). 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2014(02)
[10]偏壓連拱隧道室內(nèi)模型試驗(yàn)與分析研究[J]. 田龍崗,段群苗,徐前衛(wèi),蔡永昌. 地下空間與工程學(xué)報(bào). 2013(01)
博士論文
[1]軟弱深埋隧道圍巖結(jié)構(gòu)特性及支護(hù)荷載確定方法研究[D]. 李英杰.北京交通大學(xué) 2012
[2]隧道—滑坡體系的變形機(jī)理及控制技術(shù)研究[D]. 吳紅剛.中國鐵道科學(xué)研究院 2012
[3]滑坡地段隧道變形機(jī)理及災(zāi)害預(yù)測和治理研究[D]. 陶志平.西南交通大學(xué) 2003
碩士論文
[1]抗滑樁在隧道—滑坡正交體系下的加固技術(shù)研究[D]. 杜升濤.中國鐵道科學(xué)研究院 2014
[2]淺埋偏壓小凈距隧道施工力學(xué)效應(yīng)研究[D]. 楊靈.中國礦業(yè)大學(xué) 2014
[3]滑坡地段淺埋公路隧道施工變形控制技術(shù)研究[D]. 李海威.蘭州交通大學(xué) 2012
[4]圓形偏壓隧道應(yīng)力場的彈性解析[D]. 趙龍賓.湖南大學(xué) 2010
[5]滑坡段隧道加固新型結(jié)構(gòu)研究[D]. 顏洪剛.西南交通大學(xué) 2010
[6]雙連拱隧道模型試驗(yàn)研究[D]. 趙剛.西南交通大學(xué) 2005
本文編號(hào):3543131
【文章來源】:北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:103 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 論文研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 滑坡穩(wěn)定性研究進(jìn)展
1.2.2 隧道變形與圍巖穩(wěn)定性研究進(jìn)展
1.2.3 隧道與滑坡相互作用研究進(jìn)展
1.2.4 隧道-滑坡支擋技術(shù)研究
1.3 存在的主要問題
1.4 主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線
1.4.1 主要研究內(nèi)容
1.4.2 技術(shù)路線
2 “隧道-滑坡”正交體系隧道受力變形模式
2.1 “隧道-滑坡”正交體系受力變形的研究
2.1.1 隧道位于滑坡體內(nèi)(單滑面)
2.1.2 隧道位于滑坡體內(nèi)(多滑面)
2.1.3 隧道位于滑坡體外
2.2 “隧道-滑坡”正交體系隧道襯砌內(nèi)力分析
2.2.1 滑坡推力作用下隧道襯砌受力模式
2.2.2 偏壓荷載下隧道襯砌內(nèi)力計(jì)算
2.2.3 滑坡推力作用下隧道襯砌內(nèi)力計(jì)算
2.3 依托工程概況
2.3.1 地形地貌
2.3.2 工程地質(zhì)條件
2.3.3 滑坡與隧道相對位置
2.3.4 滑坡造成隧道的病害及處理措施
2.4 受滑坡影響的隧道結(jié)構(gòu)理論計(jì)算
2.4.1 隧道襯砌受力分析與計(jì)算
2.4.2 隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算結(jié)果對比
2.5 “隧道-滑坡”正交體系縱向受力變形模式研究
2.6 本章小結(jié)
3 抗滑樁加固“隧道-滑坡”正交體系的模型試驗(yàn)研究
3.1 模型試驗(yàn)系統(tǒng)
3.1.1 模型試驗(yàn)箱體
3.1.2 模型試驗(yàn)坡肩加載系統(tǒng)
3.1.3 模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測采集系統(tǒng)
3.2 相似模擬材料的選取與參數(shù)測定
3.2.1 相似關(guān)系確定
3.2.2 巖土相似材料的配制與參數(shù)測定
3.2.3 樁體結(jié)構(gòu)相似材料的選擇與參數(shù)測定
3.3 試驗(yàn)過程
3.3.1 試驗(yàn)步驟
3.3.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法
3.3.3 開挖過程與PIV示意
3.4 試驗(yàn)結(jié)果分析
3.4.1 地表位移分析
3.4.2 抗滑樁樁頂位移、彎矩及樁后土壓力分析
3.4.3 隧道受力分析
3.5 本章小結(jié)
4 抗滑樁加固“隧道-滑坡”正交體系數(shù)值模擬分析
4.1 模型建立
4.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全判據(jù)
4.3 樁間距的模擬分析
4.3.1 圍巖位移分析
4.3.2 圍巖最大剪應(yīng)變分析
4.3.3 初支結(jié)構(gòu)位移分析
4.3.4 初支結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析
4.3.5 抗滑樁位移、內(nèi)力分析
4.4 樁隧間距的模擬分析
4.4.1 圍巖位移分析
4.4.2 圍巖最大剪應(yīng)變分析
4.4.3 初支結(jié)構(gòu)位移分析
4.4.4 初支結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析
4.4.5 抗滑樁位移、內(nèi)力分析
4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]滑坡滑向與軸線正交條件下隧道襯砌內(nèi)力分析[J]. 王兵強(qiáng),谷拴成,賀恒煒. 現(xiàn)代隧道技術(shù). 2018(01)
[2]隧道正交穿越深厚滑坡體的相互影響分析與應(yīng)對措施[J]. 劉天翔,王忠福. 巖土力學(xué). 2018(01)
[3]隧道-滑坡平行體系變形機(jī)理的模型試驗(yàn)研究[J]. 吳紅剛,陳小云,艾揮. 鐵道工程學(xué)報(bào). 2016(11)
[4]隧道-滑坡斜交體系變形機(jī)理的模型試驗(yàn)研究[J]. 吳紅剛,陳小云,艾揮. 鐵道工程學(xué)報(bào). 2016(09)
[5]一種雙折減系數(shù)的強(qiáng)度折減法研究[J]. 袁維,李小春,王偉,白冰,王奇智,陳祥軍. 巖土力學(xué). 2016(08)
[6]隧道-滑坡正交體系受力模式的試驗(yàn)研究[J]. 吳紅剛,陳小云,艾揮. 鐵道工程學(xué)報(bào). 2016(03)
[7]邊界非對稱條件下圓形隧道圍巖彈性解析[J]. 郭風(fēng)琪,胡凱,楊海,劉鵬. 中國公路學(xué)報(bào). 2015(09)
[8]隧道–滑坡體系的預(yù)加固機(jī)制及模型試驗(yàn)研究[J]. 吳紅剛,楊濤,馬惠民,張紅利. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2014(S2)
[9]基于動(dòng)態(tài)和整體強(qiáng)度折減法的邊坡穩(wěn)定性分析[J]. 陳國慶,黃潤秋,石豫川,許強(qiáng). 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2014(02)
[10]偏壓連拱隧道室內(nèi)模型試驗(yàn)與分析研究[J]. 田龍崗,段群苗,徐前衛(wèi),蔡永昌. 地下空間與工程學(xué)報(bào). 2013(01)
博士論文
[1]軟弱深埋隧道圍巖結(jié)構(gòu)特性及支護(hù)荷載確定方法研究[D]. 李英杰.北京交通大學(xué) 2012
[2]隧道—滑坡體系的變形機(jī)理及控制技術(shù)研究[D]. 吳紅剛.中國鐵道科學(xué)研究院 2012
[3]滑坡地段隧道變形機(jī)理及災(zāi)害預(yù)測和治理研究[D]. 陶志平.西南交通大學(xué) 2003
碩士論文
[1]抗滑樁在隧道—滑坡正交體系下的加固技術(shù)研究[D]. 杜升濤.中國鐵道科學(xué)研究院 2014
[2]淺埋偏壓小凈距隧道施工力學(xué)效應(yīng)研究[D]. 楊靈.中國礦業(yè)大學(xué) 2014
[3]滑坡地段淺埋公路隧道施工變形控制技術(shù)研究[D]. 李海威.蘭州交通大學(xué) 2012
[4]圓形偏壓隧道應(yīng)力場的彈性解析[D]. 趙龍賓.湖南大學(xué) 2010
[5]滑坡段隧道加固新型結(jié)構(gòu)研究[D]. 顏洪剛.西南交通大學(xué) 2010
[6]雙連拱隧道模型試驗(yàn)研究[D]. 趙剛.西南交通大學(xué) 2005
本文編號(hào):3543131
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