上挡下托式抗滑桩组合对隧道―滑坡体系的加固机理研究

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1、上挡下托式抗滑桩组合对隧道一滑坡体系的加固机理研究工程预加固技术主要指通过支挡结构来治理滑坡和加固隧道。采用数值模拟研究在“上挡下托式”抗滑桩预加固作用下，不同桩-隧间距对隧道-滑坡体系的影响，并分析了上挡下托式抗滑桩对隧道-滑坡体系变形控制的作用机理。研究表明：在滑坡段开挖隧道，采用上挡下托式抗滑桩为支挡结构对隧道-滑坡体系进行预加固，对控制隧道变形有着敁著的效果，抗滑桩支挡结构可以改善隧道结构的受力，同时合理的桩-隧间距有益于隧道结构的安全。Abstract:Theprojectpre-reinforcementtechnologymainlyreferstotheretai

2、ningstructureusedtocontrolthelandslideandstrengthenthetunnel.Thenumericalsimulationisusedtoresearchoneffectanalysisofdifferentpile-tunnelspacingontunnel-landslidesystemundertheactionofanti-slidepilereinforcementwiththeupperretainingandlowersupporttype，andthemechanismofthisanti-slidepileonthet

3、unnel-landslidesystemdeformationcontrol.Researchshowsthatinthetunnelexcavationofthelandslidesection,thattheanti-slidepilereinforcementwiththeupperretainingandlowersupporttypeistakenasthethesupportingstructuretomakeapre-reinforcementfortheoftunneldeformation，canimprovethetunnelstructurestress，

4、andthereasonabledistancebetweenpileandtunnelisgoodonthesecurityofthetunnelstructure.?p键词：隧道-滑坡体系；预加固；抗滑桩；数值模拟Keywords:tunnel-landslidesystem；prc-rcinforccmcnt；anti-slidepile；numericalsimulationU457A1006-4311(2017)10-0108-040引言工程预加固技术主要指通过支挡结构来治理滑坡和加固隧道［1,2］。例如为了避免滑坡的滑移对隧道的结构产生危害，可采用抗滑桩和预应力锚索对

5、坡体进行预加固，或通过隧道砌体、支撑桩和锚索构成协同受力结构体系确保隧道结构的安全，这种采用支捎结构对滑坡段隧道进行预加固的技术就称之为工程预加固技术。针对目前使用较多的“上挡下托式”、“上挡式”、三类典型加固方式［5-6］，通过数值模拟，在上挡下托式抗滑桩预加固作用下，研宂在隧道开挖阶段不同桩隧间距对隧道-滑坡体系［2-4］的影响，并分析了上挡下托式抗滑桩对隧道-滑坡体系变形控制的作用机理。1计算模型建立以某隧道-滑坡典型断面为原型［3,7］,采用FLA3D软件建立数值模拟，隧道在深层滑动带上，A部分为滑体，B部分为滑带选用的是接触面单元，C部分为基岩，如图1所示。由于在隧道-

6、滑坡正交体系下，铁科院杜升涛通过数值模拟分析发现，采用上挡式抗滑桩加固隧道-滑坡体系时，隧道的应力和变形会随着桩隧间距的减小而减小［4］。为了更好地反映上挡下托式抗滑桩的加固效果，本节将后排抗滑桩桩隧间距固定为5m,主要通过改变前排抗滑桩与隧道的间距来研宄桩隧间距对隧道的变形、受力影响。2参数设定和监测点布置模型中滑体、滑带、滑床基岩和隧道衬砌及抗滑桩材料参数如表1所/J、O主耍通过只改变前排抗滑桩与隧道的桩隧间距，并以前排桩距隧道间距为15m、20m、25m、30m、35m、40m进行数值模拟，通过抽取坡体表面、滑带以及衬砌上的特殊点的最终变化，分析不同桩隧间距对隧道滑坡体系的

7、影响，坡体地表、滑带及隧道监测点示意图见图2。3上挡下托式抗滑桩加固下隧道的变形受力特征图3为后排抗滑桩桩隧间距固定为5m，前排抗滑桩距隧道为15m时的数值模型。在隧道开挖阶段，隧道的变形矢量图及塑性区变形云图如图4、图5。从图4中可以看出，隧道的最大变形发生在隧道与滑坡相交处，其最大位移位为1.482e-2,表明在该结构加固作用下，隧道在开挖阶段变形得到了较好的控制。从图5中可以看出，开挖工况下，在隧道与滑坡相交处，隧道变形以剪切为主。结合图4可以得到，在隧道-滑坡正交体系下，