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原文传递滑坡区隧道自锚式新型加固结构研究

论文题名：	滑坡区隧道自锚式新型加固结构研究
关键词：	滑坡隧道;自锚式加固结构;传递矩阵法;受力特性
摘要：	在通常的隧道设计中，主要以横断面受力变形为设计依据，隧道的纵向受力变形考虑较少，相关的隧道设计规范对这方面的条文也都十分简略，对于滑坡区隧道的设计缺乏理论依据。另外，目前对于滑坡区隧道病害的处治大都采用传统分治的措施，很多情况下不能根治隧道病害，且工程量较大。　　本文针对位于深厚滑坡体滑面上部附近的隧道加固问题，提出一种滑坡区隧道自锚式新型加固结构，采用理论计算、数值模拟和物理模型试验三种分析手段，就滑坡区隧道和自锚式加固结构的受力变形特点及加固效果进行了相关的研究分析，得到的主要成果有: 　　(1)滑坡荷载作用下，滑床内稳定岩土体对滑体内隧道起到“锚固”作用，隧道位移主要发生在滑体内。当滑体内隧道跨度较大时，中间部位会出现一个恒值范围;隧道与滑坡交界范围内隧道受力状态最差，并且滑坡荷载越大、滑床与滑体内法向地基系数差值越大，该范围内隧道的内力变化幅度越大，是隧道结构受力变形的弱点。　　(2)加固结构理论分析中，将隧道所受的力系分解在xoy、xoz两个平面内进行计算分析。在xoy平面内，抗滑支撑桩约束了隧道变形，改善了隧道内力分布，对隧道的稳定起主控作用;在xoz平面内，抗滑支撑桩与锚索协同约束隧道的变形，改善隧道的内力分布。实际工程设计中应加大隧道与滑坡交界范围内锚固力的设计值，以有效的改善该范围隧道的受力状态。　　(3)由具体算例计算分析可知，经抗滑支撑桩及锚索加固后，隧道的内力值和位移值均在很大程度上有所减小，并且内力分布更加均布合理，验证了自锚式新型加固结构具有良好的加固效果。　　(4)数值模拟计算结果表明:滑坡区隧道受到明显的偏压作用，在隧道与滑面交界范围内会出现比较严重的应力集中现象，隧道中间范围内位移值最大，向两侧逐渐减小。　　经锚索与抗滑支撑桩加固后，隧道受到的滑坡荷载偏压有所减小，隧道变形规律与加固前相似，但隧道的最大主应力明显减小，隧道与滑面交界范围内的应力集中区消失，隧道内力分布更加合理，变形也得到了很好的控制;抗滑支撑桩在水平和竖直方向均能起到约束隧道变形的作用，锚索对隧道的约束作用主要体现在水平方向上;抗滑支撑桩及锚索的作用仅是对隧道围岩及下部岩土体进行了加固，而对整个滑坡体的加固效果甚微，滑坡的最终失稳方式将是越顶破坏，验证了本文只保隧道而不治理滑坡的加固理念是可行的。　　(5)试验结果表明:隧道加固前后的弯矩与位移分布规律以及受滑坡荷载大小影响的变化规律与理论计算结果吻合，验证了本文理论计算结果的正确性;对比相同加载分级下隧道加固前后的内力及位移分布特征和滑坡滑动后隧道的变形破坏程度，验证了自锚式新型加固结构具有良好的加固效果。
作者：	尹静
专业：	岩土工程
导师：	邓荣贵
授予学位：	博士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文