狮子山隧道开挖对边坡稳定性影响的现场监测与数值模拟

摘要

在山区公路建设中，有很多隧道都修建在山体边坡内，这些边坡常常会发生变形开裂等病害。调查表明，边坡变形破坏与隧道开挖边坡出现滑坡密切相关。针对这一问题，本文开展了隧道洞口地段边坡及隧道变形机理研究工作。首先在现场布置边坡监测断面监测边坡点位移及监测隧道内的位移，达到了综合考虑隧道开挖对边坡稳定性影响的目的，结合隧道工程实际对现场实测数据进行了分析，得到了隧道开挖边坡的变形规律及隧道变形特征。基于FLAC3D，介绍复杂地质体的三维建模思路及步骤，以建立能更准确反映现场实际地质条件的模型，进而进行数值模拟分析，从多角度反映边坡的变形规律。通过数值模拟分析的方法详细探讨了边坡与隧道变形的相互作用机理。详细分析了边坡在隧道开挖之前的整体稳定性；隧道的分步开挖对边坡变形和受力的影响以及隧道开挖后边坡的变形和受力规律。取得的成果有助于建立隧道洞口段边坡变形和稳定性理论，同时可为制定有效的工程措施提供理论指导。 随着国民经济的快速发展和国家西部大开发战略的实施，将有越来越多的公路在山区投入建设，边坡隧道的数量也将不断增加，可以预见，边坡地段因隧道开挖引起的边坡稳定性这类复杂的岩土工程问题将不可避免地大量出现。本文的研究成果将为类似隧道建设中的边坡设计提供重要的依据。

目录

文摘

英文文摘

学位论文版权使用授权书及同济大学学位论文原创性声明

第1章引言

1.1本项研究的目的和意义

1.2隧道变形研究现状

1.3边坡稳定性的研究现状

1.4本文的研究内容

第2章狮子山隧道开挖对边坡稳定性影响的现场监测分析

2.1前言

2.1.1隧道边坡监测目的和内容

2.1.2监测方案

2.2狮子山隧道的工程概况

2.3狮子山隧道开挖对边坡变形的影响

2.4狮子山隧道开挖对隧道内变形的影响

2.5本章小结

第3章快速拉格朗日法原理和数值建模

3.1 FLAC算法原理

3.1.1软件简介

3.1.2快速拉格朗日法计算原理

3.2 FLAC3D建模思路

3.3本章小结

第4章狮子山隧道开挖对边坡稳定性影响的数值模拟分析

4.1前言

4.2计算模型的建立及参数的确定

4.2.1计算模型的建立

4.2.2模型特点

4.2.3计算模型参数

4.2.4收敛标准

4.3狮子山隧道开挖前边坡的稳定性

4.3.1隧道开挖前边坡的稳定性

4.3.2隧道开挖前边坡的变形

4.3.3隧道开挖前边坡的应力

4.3.4地下水对边坡的影响

4.4狮子山隧道分部开挖对边坡稳定性的影响

4.4.1隧道分步开挖对边坡稳定性的影响

4.4.2隧道分部开挖边坡对隧道变形和受力的影响

4.4.3隧道分部开挖对边坡变形和应力的影响

4.5狮子山隧道开挖后的边坡变形与应力

4.5.1隧道开挖后边坡的稳定性

4.5.2隧道开挖后边坡的变形

4.6本章小结

第5章结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献