某隧道进口边坡稳定性研究
本论文基于拟建的某轨道交通专线隧道边坡稳定性评价工程项目，以某隧道进口边坡为研究对象，通过收集隧道进口高分辨率地形资料、地层资料与工程地质资料，实地勘测边坡岩体节理面(部分包括劈理面)和岩体力学试验，对该边坡岩体结构特征进行详细调查与分析。运用定性分析方法赤平投影及CSMR分别对边坡岩体稳定性和岩体质量分级进行分析，并采用基于有限差分原理的FLAC3D数值模拟软件对该边坡稳定性进行定量分析评价，并对分析结果进行了对比。研究成果为该边坡工程施工提供参考和理论依据，论文主要研究成果如下： (1)考虑岩体的优势结构面发育特征，采用赤平投影法对边坡岩体进行分析，优势结构面和边坡倾向组合形成的可能滑动块体，在自然状态下处于稳定状态，但需对边坡坡面风化裂隙、卸荷裂隙发育的破碎岩体(块体)进行清理。 (2)采用修正CSMR法，可降低人为因素对边坡稳定性评价的影响，其评价结果表明该隧道进口边坡岩体质量等级为III级，在自然状态下边坡处于稳定状态。 (3)通过FLAC3D软件对单因素下边坡稳定性敏感性模拟分析，分析了边坡坡角、坡高和隧道埋深对边坡稳定性的影响，其影响因素表明：边坡安全系数在坡角15°~75°区间范围内，随着坡角增大而减小；边坡安全系数随着边坡坡高在40m~140m区间的增加而减小；随着隧道洞口埋深深度的增加，边坡安全系数数值也越大，对边坡的稳定越有利。 (4)采用FLAC3D对该隧道进口边坡岩体的位移场、应力场、剪切应变增量进行模拟分析，表明位移在坡脚的坡崩积层数值最大为1.08cm，在边坡表层出现了最大拉应力值为1.97×105Pa，剪切应变增量主要分布在坡脚的的坡崩积层，剪切应变增量极值为1.525×10-3；同时得到边坡在自然状态下的安全系数为2.07，表明边坡在自然状态下处于稳定状态，与采用赤平投影法、CSMR法的评价结果基本一致。对开挖工况下边坡进行稳定模拟分析，在无支护开挖后，边坡安全系数为1.29，比开挖前的边坡稳定系数降低了37.6%，为确保边坡的稳定，开挖时应采取相应防护措施，以避免事故的发生。随着地震烈度的增大，边坡安全系数减小，边坡塑性区从坡崩积层上缘至下缘贯通，形成剪切滑移面，发生滑移变形失稳破坏。剪切应变增量区和塑性区主要发生边坡的坡崩积层，为周围建(构)筑物安全考虑，应对坡崩积层采取防护措施。
岩质边坡;稳定性分析;赤平投影;CSMR法;FLAC3D
西藏大学
硕士
建筑与土木工程
巫锡勇
2020
中文
U452.11
2021-02-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）