降雨入渗对隧道下穿路基段边坡变形稳定性的影响分析

发布时间：2021-06-23 15:22

　　隧道下穿运营高速公路路基边坡施工扰动造成既有路基边坡的松动和变形,降雨入渗引起的下滑力增加和滑面抗剪强度的降低进一步加剧了边坡的变形,考虑降雨入渗和隧道下穿施工影响的路基边坡稳定性分析及确定合理、可行的加固方案对确保路基边坡的稳定性尤为重要.以贵阳轨道交通1号线下麦西地铁隧道下穿运营高速公路路基边坡工程为背景,考虑雨水入渗条件下隧道施工扰动对边坡稳定的影响,基于路基边坡土体的土-水特征曲线特性构建非饱和土体的流固耦合计算模型,分析雨水入渗条件下扰动路堤边坡的位移、塑性区特性和路堤边坡的安全性,分析结果表明降雨入渗对含软弱夹层的路基边坡稳定性影响显著,造成路堤边坡沿该弱面的塑性区贯通;考虑降雨的影响,经历降雨影响后的边坡安全系数降低,低于原边坡的安全系数,因此对受临近施工扰动的边坡需要考虑不同降雨次数后边坡安全性的累积作用.考虑降雨对扰动路堤边坡的影响,对比分析了锚索和抗滑桩加固措施对边坡滑移的控制效果,建议并实施了路堤边坡的施工,取得了良好效果. 

【文章来源】：西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2020,52(04)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

路基边坡三维模型

在初始水位边界的基础上增加坡面渗流边界模拟降雨.渗流计算时,根据钻孔资料以及初始地下水位线,将边坡体左右边界视为定水头边界,底边界看作不透水边界,地表视为降雨入渗边界.约束侧边界水平位移和底边界水平、竖向位移,进行计算.具体情况如图2所示.因雨水入渗过程的复杂性,Mein和Larson用降雨量q、土壤容许入渗量fp及饱和渗透系数kws等3个参数分析雨水入渗的情况[10,14]:

(2)边坡土体塑性区的变化图4给出了不同降雨时刻路堤边坡塑性区的变化云图.由图4可见,考虑隧道下穿施工的影响,隧道通过路堤边坡后,边坡塑性区在降雨的初期主要出现在隧道的拱顶、边坡的坡脚及边坡的软弱夹层部位,且塑性区的范围较小;随着降雨时间的持续,边坡中的塑性区范围由坡脚向坡顶位置发展,同时在坡体内部沿软弱夹层带向边坡的深处扩展,其分布范围逐渐增大,并最终形成连续的区域;在降雨停止后,随坡体中的地下水的继续下渗及边坡表层地下水的蒸发,边坡内的塑性区分布范围又逐渐的减小.

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3245184