滑坡地段浅埋膨胀土隧道变形机理及防控技术研究

发布时间：2021-03-20 09:53

　　随着我国中西部地区基础设施建设的发展,山区高速公路规模不断增加,其中很多路段穿越膨胀土等特殊土地区和滑坡地段。当隧道进出口穿越这些地段时,由于膨胀土和滑坡的共同作用,隧道施工时往往发生地质灾害,严重影响工程的施工质量和进度。因此,研究膨胀土和滑坡共同作用下对隧道结构变形的影响,提出有针对性的防控措施,是十分有必要的。论文依托河南三淅高速公路项目,针对隧道穿越膨胀土滑坡地段工程,采用室内试验、理论分析、数值模拟和现场监测的手段对滑坡地段膨胀土隧道变形机理和防控技术进行研究,主要研究内容和成果如下:1、通过室内试验确定了膨胀土的基本力学指标、膨胀潜势、膨胀力及膨胀率等指标,研究了膨胀土围岩的物理力学特性,考虑体积变形,给出能够更好地估算非饱和土的强度、变形和渗透系数等参数、反映吸力作用下土的持水性能的土—水特征曲线。2、根据弹塑性力学的理论,推导出隧道开挖考虑土体膨胀特性的解析解,得到了不同含水率变化条件下的弱膨胀土围岩特征曲线,该曲线可以反映弱膨胀土围岩吸水膨胀后对支护受力及变形的影响。3、采用FLAC 3D有限差分软件,分析隧道洞口段围岩吸水膨胀引起的滑坡滑动对围岩及隧道初期支护结构受... 

【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：149 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

技术路线

长安大学博士学位论文直线接 R=2650 的圆曲线上，纵坡为-2.527%/525。进口左右线洞门均采用端墙出口左右线洞门形式为削竹式。采用三心圆断面。拱顶半径 R=5.44m，曲墙9.0m，断面净宽 10.88m，净高 7.1m，内净空面积 64.65m2。仰拱半径为 16.80m边墙采用 R=1m 的圆弧顺接。由场地条件（图 2.1 示）可看出隧址区存在多处滑坡，尤其在隧道洞口段存在的滑坡，可能会对隧道施工造成影响。

图 2.2 李家坪隧道地质纵断面另外，隧道洞口段存在滑坡，形成隧道-滑坡工程体系，两者相互影响，增大了隧道施工难度，尤其在膨胀土敏感地区，隧道施工可能造成滑坡复活，滑坡存在严重威胁隧道施工安全，控制不当将引发严重的地质灾害，因此需要开展研究，保障膨胀土地区隧道-滑坡体系的施工安全。2. 3 隧道洞口滑坡体特征2.3.1 滑坡体研究及监测地质钻探为查明滑坡体地质情况，在原有勘察工作的基础上补充勘探钻孔。边坡地层土岩结合的二元地层，隧道小里程洞身方向为元古界石英闪长岩，向洞口逐渐过渡为第四系松散堆积层。主要地层分述如下：

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于二阶锥规划理论的有限元强度折减法及应用[J]. 王冬勇,陈曦,吕彦楠,任晋岚.  岩土工程学报. 2019(03)
[2]有限元强度折减法在边坡稳定性分析中的应用[J]. 吴士德,贠永峰,刘向艺.  路基工程. 2018(04)
[3]干湿循环作用下膨胀土表观胀缩变形特性[J]. 武科,赵闯,张文,吴昊天,王亚君,于雅琳.  哈尔滨工业大学学报. 2016(12)
[4]干湿循环条件下重塑膨胀土的裂隙发育特征及量化研究[J]. 冷挺,唐朝生,施斌.  工程地质学报. 2016(05)
[5]不同施工工艺微型桩的承载性能试验[J]. 屈伟,周峰,王一超,苏荣臻.  南京工业大学学报(自然科学版). 2015(03)
[6]干湿循环下南阳膨胀土的土水和变形特性[J]. 孙德安,黄丁俊.  岩土力学. 2015(S1)
[7]集约式微型桩群水平承载性能试验研究[J]. 杜衍庆,白明洲,邱树茂,沈宇鹏.  岩石力学与工程学报. 2015(04)
[8]膨胀土收缩开裂特性研究[J]. 唐朝生,施斌,刘春.  工程地质学报. 2012(05)
[9]微型抗滑桩双排单桩与组合桩抗滑特性研究[J]. 胡毅夫,王庭勇,马莉.  岩石力学与工程学报. 2012(07)
[10]三道岭隧道微膨胀土掘进施工技术[J]. 牟宗娟.  石家庄铁路职业技术学院学报. 2012(02)

博士论文
[1]三峡库区涉水滑坡体稳定性的可靠度研究[D]. 徐平.长安大学 2011
[2]微型桩结构加固边坡受力机制和设计计算理论研究[D]. 孙书伟.中国铁道科学研究院 2009

硕士论文
[1]滑坡段隧道加固新型结构研究[D]. 颜洪刚.西南交通大学 2010
[2]非饱和膨胀土强度和变形特性的研究[D]. 韩华强.南京水利科学研究院 2003



本文编号：3090807