碎裂巖體高陡邊坡隧道洞口穩(wěn)定性及對策研究
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【摘要】:山嶺隧道洞口段邊坡是否穩(wěn)定直接決定了隧道洞口的安全性,相應(yīng)的隧道進出口施工又影響著邊坡的穩(wěn)定性。本文通過數(shù)值模擬的方法分析了成蘭線山嶺隧道洞口段邊坡的穩(wěn)定性,并在此基礎(chǔ)上考慮了邊坡的地震動力響應(yīng)。主要研究工作及成果如下:(1)通過收集整理隧道工程與邊坡工程相互影響的資料,明確了研究山嶺隧道洞口段邊坡穩(wěn)定性對隧道施工期間及運營期間安全影響的重要性。分析了影響山嶺隧道洞口段穩(wěn)定性的主要因素,用條分法研究了隧道開挖過程中洞口段仰坡的破環(huán)機理,并根據(jù)一些工程災(zāi)害歸納了隧道洞口段邊仰坡的破環(huán)模式。(2)針對成蘭線所有邊坡,通過坡高不變,改變坡角的單變量方法進行數(shù)值分析,采用強度折減法分別研究了在靜力和地震動力作用下不同傾角邊坡的穩(wěn)定性,并根據(jù)成蘭線32座隧道的地質(zhì)條件,對各隧道進出口段邊坡進行穩(wěn)定性分級,為工程采用相應(yīng)的加固措施提供參考。(3)結(jié)合成蘭線某某隧道出口邊坡加固實際工程,采用數(shù)值方法對錨索在邊坡加固中的安裝傾角進行分析,通過理論與實際工程相結(jié)合的方法進行比較,得到高陡邊坡風(fēng)化千枚巖山嶺地段中錨索安裝傾角取15°的結(jié)論,為千枚巖碎裂邊坡的加固提供技術(shù)指導(dǎo)。(5)研究了隧道洞口段山嶺碎裂巖體邊坡處理為坡表分層邊坡在自然工況、加固未開挖洞口工況和加固后開挖洞口工況下的穩(wěn)定性。分析結(jié)果表明,可以論證采取的邊坡加固措施在洞口段施工過程中是有效且安全的,成蘭線山嶺隧道洞口所采取的加固措施是可靠和安全的,通過改變抗滑樁長度來研究最優(yōu)樁長,并得出只要抗滑樁穿過了軟弱破碎的地層一定距離,適當(dāng)?shù)臏p小樁長不會對邊坡穩(wěn)定性造成較大影響。(6)通過對采用錨索抗滑樁加固某某隧道出口邊坡的數(shù)值分析,并剔除出口段坡表的破碎帶,結(jié)果表明在錨索抗滑樁加固后的某某道出口邊坡整體是穩(wěn)定的。
【關(guān)鍵詞】:高陡邊坡 碎裂巖體 隧道洞口段 邊坡穩(wěn)定性 錨索最優(yōu)角 動力響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】:西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:U453.1
【目錄】:
- 摘要6-7
- Abstract7-11
- 第1章 緒論11-19
- 1.1 研究背景及意義11-12
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
- 1.2.1 碎裂結(jié)構(gòu)邊坡12-13
- 1.2.2 巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性研究的發(fā)展歷程13
- 1.2.3 邊坡穩(wěn)定分析方法新進展13
- 1.2.4 邊坡穩(wěn)定性分析方法分類13-15
- 1.2.5 洞口段邊坡穩(wěn)定性及其控制研究15-17
- 1.2.6 隧道洞口段與邊坡互相作用機理研究17
- 1.3 論文主要研究內(nèi)容17-19
- 1.3.1 主要研究內(nèi)容17-18
- 1.3.2 技術(shù)路線18-19
- 第2章 隧道洞口穩(wěn)定性分析的基本理論19-28
- 2.1 影響隧道洞口段穩(wěn)定性的基本因素19-21
- 2.1.1 巖體結(jié)構(gòu)19
- 2.1.2 邊坡結(jié)構(gòu)19-20
- 2.1.3 邊坡地應(yīng)力20
- 2.1.4 降雨的影響20-21
- 2.2 隧道洞口段邊坡失穩(wěn)機理21-24
- 2.3 隧道洞口段邊坡破壞模式24-27
- 2.4 本章小結(jié)27-28
- 第3章 成蘭線隧道洞口段邊坡分級和錨桿加固機理28-62
- 3.1 自重應(yīng)力場下成蘭線變坡角隧道洞口段邊坡穩(wěn)定性分析29-39
- 3.1.1 計算模型的建立29-31
- 3.1.2 巖土體參數(shù)的選取31
- 3.1.3 計算原理31-32
- 3.1.4 計算結(jié)果分析32-39
- 3.2 成蘭線隧道洞口段邊坡的地震動力響應(yīng)分析39-45
- 3.2.1 動力計算中關(guān)鍵問題的處理39
- 3.2.2 計算結(jié)果分析39-45
- 3.3 成蘭線不同坡面巖性隧道洞口段邊坡穩(wěn)定性分析45-49
- 3.3.1 坡面參數(shù)不同時邊坡穩(wěn)定性對比分析46-49
- 3.4 成蘭線隧道洞口段穩(wěn)定性分級49-53
- 3.5 成蘭線隧道洞口段邊坡加固措施研究53-60
- 3.5.1 外錨頭固定確定最優(yōu)錨固角54-55
- 3.5.2 內(nèi)錨頭固定最優(yōu)錨桿傾角55-56
- 3.5.3 工程實例56-60
- 3.5.4 結(jié)論60
- 3.6 小結(jié)60-62
- 第4章 高陡邊坡山嶺隧道洞口的穩(wěn)定性三維數(shù)值分析62-81
- 4.1 坡體分層的洞口段邊坡數(shù)值模擬62-75
- 4.1.1 數(shù)值模型62-63
- 4.1.2 計算參數(shù)63-64
- 4.1.3 坡面監(jiān)測點的布置64-65
- 4.1.4 自然條件下洞口段邊坡穩(wěn)定性的數(shù)值分析65-67
- 4.1.5 洞口坡面加固后邊坡穩(wěn)定性的數(shù)值分析67-69
- 4.1.6 洞口邊坡加固且洞口開挖條件下邊坡穩(wěn)定性的數(shù)值分析69-72
- 4.1.7 不同工況下坡面安全系數(shù)分析72
- 4.1.8 改變樁長對坡面影響的數(shù)值分析72-75
- 4.2. 某某隧道出口的洞口段邊坡數(shù)值分析75-80
- 4.2.1 工程概況75-76
- 4.2.2 計算模型76-77
- 4.2.3 計算結(jié)果分析77-80
- 4.3 小結(jié)80-81
- 第5章 結(jié)論與展望81-83
- 5.1 結(jié)論81-82
- 5.2 展望82-83
- 致謝83-84
- 參考文獻84-89
- 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及參與的科研項目89
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7 汪世
本文編號:510372
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