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高速公路隧道-抗滑桩正交体系结构力学模式及变形分析
| 论文题名： | 高速公路隧道-抗滑桩正交体系结构力学模式及变形分析 |
| 关键词： | 高速公路;隧道;滑坡体;正交体系;结构力学;变形规律;抗滑桩;布置参数 |
| 摘要： | 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”抗滑桩主要起减压作用，桩隧间距保持在1～2倍隧道跨度，“下托式”抗滑桩主要起限位作用，桩隧间距保持在0.5～1倍隧道跨度，综合考虑土拱效应、土结相互作用及经济效益，推选合理桩间距约为3～4倍桩径。 (3)进行了4组相似比为1∶100的模型试验，开展了抗滑桩合理桩间距的研究，对比分析了滑坡体位移、抗滑桩桩后土压力、桩内力、桩顶位移、衬砌的土压力及内力等结果，对参数范围和效应进行考察，并通过Particle Image Velocimetry(PIV)技术，观测隧洞开挖过程中衬砌附近围岩瞬态位移场、“上挡式”抗滑桩位移及后方滑楔体的变形发展规律。对桩间距的合理取值范围进行了工程类比和试验参数分析。 |
| 作者： | 岳焕闯 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 郭璇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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