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原文传递高速公路隧道穿越古滑坡群施工技术与地震动力响应研究

论文题名：	高速公路隧道穿越古滑坡群施工技术与地震动力响应研究
关键词：	高速公路;古滑坡群;隧道工程;地震响应;数值模拟
摘要：	由于西南地区特殊的地形地质条件，高陡边坡稳定性突出，已成为制约资源开发和工程建设的关键技术问题之一。目前，滑坡灾害风险评价研究，地质灾害风险评价与风险管理和山区交通滑坡与高边坡病害防治是研究的重点和难点。围绕高速公路隧道穿越古滑坡群施工技术与地震动力响应研究，总结分析边坡工程的主要技术特点和关键技术问题。从边坡地质条件、设计理论与方法、实施过程控制等方面进行了一些探索，提出了一些新的认识，并对边坡工程勘察、设计与治理控制理论进行了研究。　　鉴于国内外山区边坡研究概况，列举了古滑坡边坡稳定性分析方法。利用非饱和渗流特性理论、有限元强度折减法与地震响应分析法，结合古滑坡陡倾边坡破坏类型与防治方法研究，开展古滑坡综合治理工程思路和穿越古滑坡隧道施工控制分析。通过2D平面应变问题3D排桩的模拟方法研究，得到了2D平面应变问题3D排桩单元的模拟原理、桩结构模拟、3D排桩单元的假定条件、3D排桩单元的参数、3D排桩-土相互作用、3D排桩的承载力分析方法，进行穿越古滑坡隧道治理工况稳定性分析。　　古滑坡隧道开挖支护和古滑坡陡倾边坡一般地下水位最大位移发生在以公路陡坎为中心的范围，原设计多级抗滑桩情况，有效的阻挡了古滑坡下部边坡的复活，古滑坡复活迹象位于抗滑桩至上下多条陡坎裂缝拉裂，多组滑动面构成多重古滑坡复活，边坡仍处于坐落蠕动滑移状态。其中，隧道开挖支护对古滑坡围岩有明显扰动，有古滑坡复活迹象。　　古滑坡治理、隧道开挖支护和古滑坡陡倾边坡一般地下水位最大位移发生在以公路陡坎以上范围，原设计多级抗滑桩+多级抗滑桩（锚索）治理情况，有效的阻挡了古滑坡下部边坡的复活，古滑坡复活迹象位于抗滑桩（锚索）陡坎裂缝拉裂，多组滑动面构成多重古滑坡，古滑坡下部得到有效控制、上部有小变形复活迹象，边坡仍处于坐落蠕动滑移状态。其中，隧道开挖支护对古滑坡围岩有明显扰动。　　古滑坡隧道开挖支护和古滑坡陡倾边坡一般地下水位最大位移发生在以公路陡坎为中心的范围，隧道衬砌位移分布有突变，衬砌轴力分布比较均匀，衬砌剪力分布和衬砌弯矩分布突变明显，这与隧道衬砌右侧墙受上部古滑坡挤压隆起有关，随着隧道加固处理措施的实施不能满足隧道整体安全要求，需要研究古滑坡治理、桥隧施工方案分析。古滑坡治理、隧道开挖支护和古滑坡陡倾边坡一般地下水位最大位移发生在以公路陡坎以上范围，隧道衬砌位移分布有突变，衬砌轴力分布比较均匀，衬砌剪力分布和衬砌弯矩分布突变明显，随着隧道加固处理措施的实施能够满足隧道整体安全要求，需要进一步对桥隧变形进行监测分析。　　穿越古滑坡隧道陡倾边坡治理地震动力响应分析表明:地震动力响应将诱导古滑坡蠕动滑移，多级抗滑桩切断了滑动面，具有阻滑古滑坡整体滑坡作用。左右侧隧道衬砌剪应变旋转、轴力、剪力和弯矩变化剧烈，衬砌有变形破裂的可能。大量工程实践表明，古滑坡陡坡稳定性分析及防护加固工程设计应以其变形机理和破坏模式为依据，针对不同的变形机理和潜在破坏模式，设计相应的防护加固工程对策。因此，研究古滑坡陡边坡的变形破坏机理及稳定性分析具有重要的理论意义和参考价值。
作者：	韩雪峰
专业：	建筑与土木工程
导师：	芮勇勤
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东北大学
学位年度：	2019