隧道施工降低仰坡稳定性的机理分析
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隧道施工降低仰坡稳定性的机理分析
喻军1，刘松玉2
(1.浙江工业大学建筑工程学院，浙江杭州310032；2.东南大学交通半院，江苏南京210096)
[摘要]为保证隧道洞口仰坡在隧道施工下的稳定，必须有足够的安全储备。先采用极限平衡法分析施工对仰坡稳定性的影响；然后在确定台阶法施工前提下，模拟隧道施工对仰坡稳定性的影响，二者结果有较好的一致性。针对某隧道洞口仰坡，用有限元强度折减法模拟了不同隧道开挖跨度和隧道间距对仰坡稳定性的影响，得到该隧道的最佳跨度为15m,最佳间距为24m。
内容摘抄：
1 隧道洞口仰坡稳定性一直是隧道工程师关注的热点，许多学者从优化隧道施工工序角度进行研究，比如采用CRD法、留核心土法¨…，减少每循环的开挖长度，初支及时形成封闭结构等方法减小对仰坡稳定性的影响。文献[6]采用极限分析法对隧道顶部的滑动面进行分析，但未分析滑动面穿过隧道的情况。部分学者采用强度折减法分析边坡变形‘瑚1和设计洞门以维护仰坡稳定一4“。很少有从隧道跨度和间距角度研究对仰坡稳定性的影响，本文探讨了在特定地质条件下，最佳的隧道跨度和间距。
2数值分析
2.1工程概况
后云台山隧道进口段为浅埋，不能形成压力拱，冲沟处两侧高、中间低，表层为残积土，抗剪强度较低，下伏强风化灰岩，最近处房屋水平距离仅3m,高程差18m。两隧道开挖时，周围应力场多次扰动重新分布，使两隧道间仰坡位移和应力较大，塑性区扩展大，导致仰坡失稳：其次隧道跨度也是导致仰坡失稳的原因之-·，在隧道施工时，部分坡脚被切除，减小了抗滑力矩。为定量研究隧道间距和跨度对仰坡稳定性的影响，在台阶法施工时，分析隧道开挖对仰坡产生的位移、应力，从而确定最佳隧道跨度。
3结语
1)总结了隧道洞口仰坡的破坏形式和机理，当处于稳定状态的边坡时，由于隧道施工开挖使部分坡脚被切除，使抵抗失稳的力矩减小，降低了安全系数。
2)模拟了隧道开挖跨度影响仰坡稳定安全系数，从安全系数的变化率看，隧道跨度>15m时，安全系数降低快，若跨度<15m时，安全系数降低慢，所以隧道的最大开挖跨度为15m。
3)分析了两隧道间距对仰坡稳定性的影响，当隧道间距>24m时，安全系数增加较慢，间距<24m时，安全系数增加较快，并从隧道开挖引起位移场和应力场重叠角度分析，该隧道洞口段最小安全净距为24m。
（略）
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