抗滑桩支挡隧道边坡合理桩隧间距的数值模拟

来源 :长沙理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:suixin2002
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山岭隧道施工时,由于地质构造、外界因素的影响,山体可能出现滑坡。隧道在开挖施工与运营过程中常出现初衬开裂、侵陷或垮塌、二衬开裂以及扰动变形或滑塌等问题,直接影响隧道工程施工与运营安全。在利用抗滑桩治理该类病害时,当抗滑桩与隧道结构的距离较小的时候,抗滑桩会挤压隧道并增加作用在隧道衬砌结构上的滑坡推力作用;如果桩隧间距较大,抗滑桩与隧道结构之间的土体可能会发生相对滑动,并形成二次滑坡,从而对隧道结构产生非常大的危害,由此可以看出桩隧间距是治理滑坡成功的关键因素之一,而隧道与滑坡之间的相对位置关系是影响最优的桩隧间距的关键,因此本文以隧道—滑坡正交体系为背景,将隧道与滑面的相对位置关系划分为三种:隧道与滑面相交、隧道位于滑面之上和隧道位于滑面之下,并由此抽象出与之相对应的隧道结构的力学模型:侧向剪切型、坐船顺滑型和拱顶扰动型。本文将针对于滑坡、隧道和抗滑桩之间相互作用机理进行研究工作,并重点研究抗滑桩与隧道结构之间的桩隧间距将对隧道与滑面相对位置关系变化的敏感度产生什么样的影响。为了更加深入的研究,论文将结合张家界某高速公路隧道进口端坍塌的实例,在以上对隧道分析的基础之上,建立三维有限元模型,对抗滑桩与隧道结构之间的的间距对隧道与滑面相对位置关系变化的敏感性程度进行了分析,以确定最优的桩隧间距。主要研究工作如下:(1)总结了滑坡成因机制、诱发因素,以及隧道变形的主要因素。对隧道—滑坡体系的类型进行了简要划分,总结出了相对应的地质力学模型,并分析了隧道的受力和变形特征;(2)利用Midas/GTS软件对隧道与滑面不同相对位置关系进行分析,得出合理的桩隧间距;(3)以张桑高速麻栗垭隧道工程为背景,分析总结了隧址区域的地层岩性、水文地质、地质构造等工程特性;利用Midas/GTS软件对实体工程进行分析,得出了最优的桩隧间距。
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