堆積體區(qū)隧道開挖與邊坡穩(wěn)定及處治.pdf

1、在四川藏區(qū)公路（汶九高速、雅康高速、綿九高速和汶馬高速）和麗香高速公路設計中，發(fā)現(xiàn)隧道洞口段巖堆分布廣泛，這些塌落巖體在坡腳的堆積物結構松散、強度較低、穩(wěn)定性較差，給隧道的設計、施工帶來極大困難。本文依托“重慶交通大學交通土建工程材料國家地方聯(lián)合工程實驗室開放基金《基于離散元理論的松散堆積體高邊坡穩(wěn)定性研究》（編號:LHSYS-2013-007），總結了國內(nèi)外專家學者對處于堆積體區(qū)隧道相關研究成果，建立洞口段邊坡評價方法，并從常規(guī)的開挖

2、方式中尋找一種快速、經(jīng)濟、安全的開挖方式，通過對走馬嶺隧道邊坡穩(wěn)定性評價和模擬出口段隧道開挖，得出了以下幾點結論。
　?、俨捎檬覂?nèi)大型直剪儀對重慶地區(qū)典型堆積體試樣進行直剪試驗，測取不同密實度下的抗剪強度。當松散堆積體密實度由0.3增大到0.6時，內(nèi)摩擦角由25.67°增大到32.53°，而粘聚力則由5.13Kpa增大到32.29Kpa。
　　②通過對堆積體區(qū)隧道邊坡的失穩(wěn)進行分析，提出堆積體邊坡的兩種滑動失穩(wěn)模式:基巖深埋

3、情況下的圓弧滑動和基巖淺埋的界面滑動，并用公式推導了在隧道開挖擾動情況下仰坡失穩(wěn)機理。
　?、鄄捎昧巳S有限元程序ANSYS對隧道常規(guī)開挖方式（全斷面開挖、臺階法、導坑法），來模擬堆積體隧道開挖，通過比較得出三種開挖方式中臺階法對圍巖和邊坡穩(wěn)定性影響最小，而全斷面開挖影響最大。
　?、苓\用傳統(tǒng)的極限平衡法和有限元程序Plaxis2D對走馬嶺隧道洞口邊坡進行穩(wěn)定性綜合分析，兩種方法得出相同結果;并采用離散元顆粒流程序PFC2D

4、對洞口邊坡開挖進行數(shù)值模擬，通過對顆粒位移的比較，得到了錨桿技術對于堆積體邊坡加固可以起到明顯效果。
　?、葸\用三維有限元程序ANSYS，模擬在不同剛度的初期支護，通過監(jiān)測隧道開挖后拱頂圍巖應力，得到了隧道最佳支護剛度。
　?、捱\用三維有限元程序ANSYS，采用臺階法預留核心土開挖方式，分析圍巖和邊坡的位移及塑性區(qū)變化。結果表明:該方式在第一步環(huán)形開挖后，拱頂圍巖和仰坡產(chǎn)生一定位移;第二步左側(cè)臺階開挖后，位移變小;隨后圍巖和