基于穿越滑坡体的山区高速公路隧道进洞方案研究

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1、华中科技大学硕士学位论文穿越滑坡体的山区高速公路隧道进洞方案研究姓名：张涛申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：王元汉20060401华中科技大学硕士学位论文摘要近年我国交通运输事业的飞速发展，特别是中西部地区高速公路的大量建设，修建的公路隧道越来越多。隧道的长度、断面都是空前的，难度也大于以前。隧道洞口段埋深较浅，围岩风化严重，地质条件最为复杂。所以如何处理好洞口滑坡问题、选择合适的方案进洞就成为十分困难的问题。本文结合十漫高速公路的建设，就穿越滑坡体的公路隧道如何进洞进行了讨论研究。首先，详细介绍了现有的隧道洞口设计内容、洞门形

2、式及选择原则、洞口施工方法及原则和特殊地形地质条件下辅助施工措施，对辅助施工措施的各项主要施工参数选取进行了说明。其次，对李师关隧道前后两次、规模由小到大的滑坡过程作了描述，利用地表和洞内监控量测数据预报了滑坡，并分析了最终发生大规模滑坡的原因，提出了一些有益的建议。最后，针对李师关隧道，利用弹塑性有限元法，结合强度折减理论，使用ANSYS软件对该隧道滑坡前和滑坡处置后的稳定性进行了模拟计算。分析了该隧道仰坡在自重作用下的变形破坏机制及演变过程。分析中考虑了屈服准则及流动法则的影响。同时通过时间后处理器分析了挡墙对提高坡脚土体抗剪强度和

3、改善其受力状态起的积极作用。本文针对隧道洞口地质条件不良情况，提出了经济实用的进洞方案。研究工作不仅解决了实际工程的困难，同时为今后类似的工程提供了有益参考，使山区隧道工程的设计更安全、可靠和经济。关键词：隧道不良地质条件滑坡洞口设计弹塑性有限元II华中科技大学硕士学位论文AbstractAlongwiththerapiddevelopmentofcommunicationsandtransportationrecentlyinChina,especiallyagreatnumberofconstructionsofexpressway

4、withtunnelshavebeenconstructedinthecentralandwesternregions.Thelengthandcross-sectionofthetunnelsareunprecedented.Thedifficultyalsobecomesgreater.Thedepthofembedmentatthetunnelportalisshallow.Thedegreeofweatheringofsurroundingrockisserious,andthegeologicalconditionsareco

5、mplicated.Thereforeitisdifficulttodealwiththelandslideatthetunnelportalandchoosearationalscheme.TakingShimanExpresswayconstructionasanexample,theportalschemesofexpresswayatthelandslidearestudiedinthisthesis.Firstly,thedesignterms,theformsandselectionprinciples,theconstru

6、ctionmethodsandconstructionmethodsofthetunnelportalsareintroducedindetail.Forthespecialgeologicalconditions,theauxiliaryconstructionschemesarealsostudied.Themaindesignparametersoftheauxiliaryconstructionareillustrated.Secondly,theprocessofthelandslideofLishiguanTunnelisp

7、resented.Itistakenplaceintwotimesandthescalebecamelargerandlarger.Thelandslideisforecastedbythemonitoringdataofgroundsurfaceandinternaltunnelintime.Thereasonsofthelargescalelandslideisanalyzedandsomeusefulsuggestionsaregiven.Finally,theslopestabilityofLishiguanTunnelissi

8、mulatedbyANSYSusingtheelasto-plasticfiniteelementtheoryandstrength-reductiontheory.Theseincludedthecase