横穿滑坡隧道综合加固结构研究

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以滑坡隧道类型中的横穿滑坡隧道为研究对象,在分析横穿滑坡隧道受力与变形的基础上,提出一种新的综合加固结构;在新的加固结构的作用下,隧道的位移被限制,滑坡的破坏形式为从隧道顶部越过;应用矩阵传递法计算新型滑坡隧道加固结构的变形和内力。首先研究了矩阵传递法在隧道仰拱、支撑桩和隧道衬砌三个子结构中的应用;然后再用于新型加固结构的计算;并采用nidas-GTS三维岩土有限元软件对新型加固结构与滑坡的相互作用进行分析计算。新型滑坡隧道加固措施由隧道底部的支撑桩和作用在隧道衬砌上预应力锚索构成,支撑桩、锚索和隧道衬砌构成一种新的结构体系。理论计算结果表明:在新的结构体系中锚索预应力的大小和锚索的位置是改善结构内力分布的关键因数;支撑桩和锚索是控制结构横向位移的主要影响因数;底铺与底铺土的相互作用决定了结构竖向位移的大小;合理的隧道衬砌和底铺的刚度可以优化结构的内力分布;支撑桩的内力受底铺与底铺土的共同作用影响较大。GTS二维和三维有限元模型计算分析表明:理论分析得到的结论和数值计算的结果是一致的;新型加固结构能够“固定”住隧道,使滑坡“越顶”而过;在新型加固结构的作用下,虽然偏压力增加,但内力分布更为合理;加固结构在一定程度上稳定了整个滑坡,但不至于使整个滑坡稳定;隧道在滑坡段的位移从主滑断面向两边减小。无论是理论计算,还是数值分析,都指向同一个结果:新型加固结构是一个只保全隧道而不治理整个滑坡的有效的滑坡隧道加固结构。
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