高速公路隧道—抗滑桩正交体系结构力学模式及变形分析
发布时间：2021-12-18 20:37
本文针对重庆至巫溪高速公路线路里程LK0+577.3511～LK0+765.5665段典型“隧道-滑坡”正交体系,通过理论分析、数值模拟、模型试验等方法,对隧道与滑坡的相互作用机理、抗滑桩布置参数展开研究,主要研究内容和结论如下:（1）根据滑坡体与隧道相对位置,将“隧道-滑坡”正交体系划分为6种情况;在不考虑衬砌弹性抗力影响的情况下,采用结构力学方法,给定隧道在滑坡推力及偏压荷载作用下衬砌内力的隐式解;并从纵向将“隧道-滑坡”正交体系等效简化为局部受均载的变基床系数弹性地基无限长梁模型,求解“隧道-滑坡”正交体系中衬砌纵向的弯矩、剪力及位移。（2）采用FLAC3D有限差分软件对11种工况进行了数值模拟,分析研究不同抗滑桩布置参数对加固滑坡的变化影响规律,模拟结果表明:抗滑桩的存在明显减小隧道结构受到的围岩偏压作用,初支结构拱顶位移减小约28.3%～61.8%,左拱腰位移减小约35.6%～71.3%,左拱脚位移减小约21.0%～75.1%,左墙脚位移减小约35.4%～77.6%,拱底位移减小约9.4%～25%;对于无法避免与滑面相交的隧道,宜采用“上挡下托式”抗滑桩,“上挡式”抗滑桩主要...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 论文研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 滑坡稳定性研究进展
1.2.2 隧道变形与围岩稳定性研究进展
1.2.3 隧道与滑坡相互作用研究进展
1.2.4 隧道-滑坡支挡技术研究
1.3 存在的主要问题
1.4 主要研究内容和技术路线
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 技术路线
2 “隧道-滑坡”正交体系隧道受力变形模式
2.1 “隧道-滑坡”正交体系受力变形的研究
2.1.1 隧道位于滑坡体内(单滑面)
2.1.2 隧道位于滑坡体内(多滑面)
2.1.3 隧道位于滑坡体外
2.2 “隧道-滑坡”正交体系隧道衬砌内力分析
2.2.1 滑坡推力作用下隧道衬砌受力模式
2.2.2 偏压荷载下隧道衬砌内力计算
2.2.3 滑坡推力作用下隧道衬砌内力计算
2.3 依托工程概况
2.3.1 地形地貌
2.3.2 工程地质条件
2.3.3 滑坡与隧道相对位置
2.3.4 滑坡造成隧道的病害及处理措施
2.4 受滑坡影响的隧道结构理论计算
2.4.1 隧道衬砌受力分析与计算
2.4.2 隧道结构内力计算结果对比
2.5 “隧道-滑坡”正交体系纵向受力变形模式研究
2.6 本章小结
3 抗滑桩加固“隧道-滑坡”正交体系的模型试验研究
3.1 模型试验系统
3.1.1 模型试验箱体
3.1.2 模型试验坡肩加载系统
3.1.3 模型试验数据监测采集系统
3.2 相似模拟材料的选取与参数测定
3.2.1 相似关系确定
3.2.2 岩土相似材料的配制与参数测定
3.2.3 桩体结构相似材料的选择与参数测定
3.3 试验过程
3.3.1 试验步骤
3.3.2 试验数据处理方法
3.3.3 开挖过程与PIV示意
3.4 试验结果分析
3.4.1 地表位移分析
3.4.2 抗滑桩桩顶位移、弯矩及桩后土压力分析
3.4.3 隧道受力分析
3.5 本章小结
4 抗滑桩加固“隧道-滑坡”正交体系数值模拟分析
4.1 模型建立
4.2 支护结构的安全判据
4.3 桩间距的模拟分析
4.3.1 围岩位移分析
4.3.2 围岩最大剪应变分析
4.3.3 初支结构位移分析
4.3.4 初支结构内力分析
4.3.5 抗滑桩位移、内力分析
4.4 桩隧间距的模拟分析
4.4.1 围岩位移分析
4.4.2 围岩最大剪应变分析
4.4.3 初支结构位移分析
4.4.4 初支结构内力分析
4.4.5 抗滑桩位移、内力分析
4.5 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]滑坡滑向与轴线正交条件下隧道衬砌内力分析[J]. 王兵强,谷拴成,贺恒炜. 现代隧道技术. 2018(01)
[2]隧道正交穿越深厚滑坡体的相互影响分析与应对措施[J]. 刘天翔,王忠福. 岩土力学. 2018(01)
[3]隧道-滑坡平行体系变形机理的模型试验研究[J]. 吴红刚,陈小云,艾挥. 铁道工程学报. 2016(11)
[4]隧道-滑坡斜交体系变形机理的模型试验研究[J]. 吴红刚,陈小云,艾挥. 铁道工程学报. 2016(09)
[5]一种双折减系数的强度折减法研究[J]. 袁维,李小春,王伟,白冰,王奇智,陈祥军. 岩土力学. 2016(08)
[6]隧道-滑坡正交体系受力模式的试验研究[J]. 吴红刚,陈小云,艾挥. 铁道工程学报. 2016(03)
[7]边界非对称条件下圆形隧道围岩弹性解析[J]. 郭风琪,胡凯,杨海,刘鹏. 中国公路学报. 2015(09)
[8]隧道–滑坡体系的预加固机制及模型试验研究[J]. 吴红刚,杨涛,马惠民,张红利. 岩石力学与工程学报. 2014(S2)
[9]基于动态和整体强度折减法的边坡稳定性分析[J]. 陈国庆,黄润秋,石豫川,许强. 岩石力学与工程学报. 2014(02)
[10]偏压连拱隧道室内模型试验与分析研究[J]. 田龙岗,段群苗,徐前卫,蔡永昌. 地下空间与工程学报. 2013(01)
博士论文
[1]软弱深埋隧道围岩结构特性及支护荷载确定方法研究[D]. 李英杰.北京交通大学 2012
[2]隧道—滑坡体系的变形机理及控制技术研究[D]. 吴红刚.中国铁道科学研究院 2012
[3]滑坡地段隧道变形机理及灾害预测和治理研究[D]. 陶志平.西南交通大学 2003
硕士论文
[1]抗滑桩在隧道—滑坡正交体系下的加固技术研究[D]. 杜升涛.中国铁道科学研究院 2014
[2]浅埋偏压小净距隧道施工力学效应研究[D]. 杨灵.中国矿业大学 2014
[3]滑坡地段浅埋公路隧道施工变形控制技术研究[D]. 李海威.兰州交通大学 2012
[4]圆形偏压隧道应力场的弹性解析[D]. 赵龙宾.湖南大学 2010
[5]滑坡段隧道加固新型结构研究[D]. 颜洪刚.西南交通大学 2010
[6]双连拱隧道模型试验研究[D]. 赵刚.西南交通大学 2005
本文编号：3543131
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 论文研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 滑坡稳定性研究进展
1.2.2 隧道变形与围岩稳定性研究进展
1.2.3 隧道与滑坡相互作用研究进展
1.2.4 隧道-滑坡支挡技术研究
1.3 存在的主要问题
1.4 主要研究内容和技术路线
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 技术路线
2 “隧道-滑坡”正交体系隧道受力变形模式
2.1 “隧道-滑坡”正交体系受力变形的研究
2.1.1 隧道位于滑坡体内(单滑面)
2.1.2 隧道位于滑坡体内(多滑面)
2.1.3 隧道位于滑坡体外
2.2 “隧道-滑坡”正交体系隧道衬砌内力分析
2.2.1 滑坡推力作用下隧道衬砌受力模式
2.2.2 偏压荷载下隧道衬砌内力计算
2.2.3 滑坡推力作用下隧道衬砌内力计算
2.3 依托工程概况
2.3.1 地形地貌
2.3.2 工程地质条件
2.3.3 滑坡与隧道相对位置
2.3.4 滑坡造成隧道的病害及处理措施
2.4 受滑坡影响的隧道结构理论计算
2.4.1 隧道衬砌受力分析与计算
2.4.2 隧道结构内力计算结果对比
2.5 “隧道-滑坡”正交体系纵向受力变形模式研究
2.6 本章小结
3 抗滑桩加固“隧道-滑坡”正交体系的模型试验研究
3.1 模型试验系统
3.1.1 模型试验箱体
3.1.2 模型试验坡肩加载系统
3.1.3 模型试验数据监测采集系统
3.2 相似模拟材料的选取与参数测定
3.2.1 相似关系确定
3.2.2 岩土相似材料的配制与参数测定
3.2.3 桩体结构相似材料的选择与参数测定
3.3 试验过程
3.3.1 试验步骤
3.3.2 试验数据处理方法
3.3.3 开挖过程与PIV示意
3.4 试验结果分析
3.4.1 地表位移分析
3.4.2 抗滑桩桩顶位移、弯矩及桩后土压力分析
3.4.3 隧道受力分析
3.5 本章小结
4 抗滑桩加固“隧道-滑坡”正交体系数值模拟分析
4.1 模型建立
4.2 支护结构的安全判据
4.3 桩间距的模拟分析
4.3.1 围岩位移分析
4.3.2 围岩最大剪应变分析
4.3.3 初支结构位移分析
4.3.4 初支结构内力分析
4.3.5 抗滑桩位移、内力分析
4.4 桩隧间距的模拟分析
4.4.1 围岩位移分析
4.4.2 围岩最大剪应变分析
4.4.3 初支结构位移分析
4.4.4 初支结构内力分析
4.4.5 抗滑桩位移、内力分析
4.5 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]滑坡滑向与轴线正交条件下隧道衬砌内力分析[J]. 王兵强,谷拴成,贺恒炜. 现代隧道技术. 2018(01)
[2]隧道正交穿越深厚滑坡体的相互影响分析与应对措施[J]. 刘天翔,王忠福. 岩土力学. 2018(01)
[3]隧道-滑坡平行体系变形机理的模型试验研究[J]. 吴红刚,陈小云,艾挥. 铁道工程学报. 2016(11)
[4]隧道-滑坡斜交体系变形机理的模型试验研究[J]. 吴红刚,陈小云,艾挥. 铁道工程学报. 2016(09)
[5]一种双折减系数的强度折减法研究[J]. 袁维,李小春,王伟,白冰,王奇智,陈祥军. 岩土力学. 2016(08)
[6]隧道-滑坡正交体系受力模式的试验研究[J]. 吴红刚,陈小云,艾挥. 铁道工程学报. 2016(03)
[7]边界非对称条件下圆形隧道围岩弹性解析[J]. 郭风琪,胡凯,杨海,刘鹏. 中国公路学报. 2015(09)
[8]隧道–滑坡体系的预加固机制及模型试验研究[J]. 吴红刚,杨涛,马惠民,张红利. 岩石力学与工程学报. 2014(S2)
[9]基于动态和整体强度折减法的边坡稳定性分析[J]. 陈国庆,黄润秋,石豫川,许强. 岩石力学与工程学报. 2014(02)
[10]偏压连拱隧道室内模型试验与分析研究[J]. 田龙岗,段群苗,徐前卫,蔡永昌. 地下空间与工程学报. 2013(01)
博士论文
[1]软弱深埋隧道围岩结构特性及支护荷载确定方法研究[D]. 李英杰.北京交通大学 2012
[2]隧道—滑坡体系的变形机理及控制技术研究[D]. 吴红刚.中国铁道科学研究院 2012
[3]滑坡地段隧道变形机理及灾害预测和治理研究[D]. 陶志平.西南交通大学 2003
硕士论文
[1]抗滑桩在隧道—滑坡正交体系下的加固技术研究[D]. 杜升涛.中国铁道科学研究院 2014
[2]浅埋偏压小净距隧道施工力学效应研究[D]. 杨灵.中国矿业大学 2014
[3]滑坡地段浅埋公路隧道施工变形控制技术研究[D]. 李海威.兰州交通大学 2012
[4]圆形偏压隧道应力场的弹性解析[D]. 赵龙宾.湖南大学 2010
[5]滑坡段隧道加固新型结构研究[D]. 颜洪刚.西南交通大学 2010
[6]双连拱隧道模型试验研究[D]. 赵刚.西南交通大学 2005
本文编号：3543131
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