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所屬欄目:交通運輸論文 發(fā)布日期:2011-06-02 17:12 熱度:
摘要:蠕動滑坡的形成是一種復(fù)雜的地質(zhì)機構(gòu)的應(yīng)力失衡,此種情況的產(chǎn)生和發(fā)展可以由多種因素所導(dǎo)致,其中主要包括了地質(zhì)結(jié)構(gòu)因素、干擾因素、水文因素等,具體分析可以看出其最為根本的成因就是巖層間的抗剪應(yīng)力的下降,導(dǎo)致了巖層間的應(yīng)力失衡,從而引起蠕變滑坡。而現(xiàn)實中此種滑坡會對隧道產(chǎn)生較大而緩慢的負(fù)面影響,分析其滑坡的成因和對隧道的變形的影響,有著重要的現(xiàn)實意義。
關(guān)鍵詞:蠕動滑坡,隧道變形,滑坡成因,變形機理
一、蠕動滑坡研究的現(xiàn)實意義
蠕動形式的滑坡通常出現(xiàn)在軟體的巖層中,此種滑坡就會導(dǎo)致其內(nèi)部的隧道出現(xiàn)變形。這種滑坡導(dǎo)致的公路或者鐵路隧道的變形就可以稱之為蠕動型滑坡隧道變形,而此種變形在實際工程中不斷的增加,因此對其研究也隨之?dāng)U展開來。蠕動滑坡隧道產(chǎn)生變形開裂后,大多數(shù)情況下不會產(chǎn)生重大的破壞,而導(dǎo)致隧道出現(xiàn)不能使用的情況。也就是不會在蠕動中產(chǎn)生滑坡的災(zāi)害,這種變形是一個漫長的過程,有時候巖層在出現(xiàn)位移和變形后就會達(dá)到一個相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。
此種蠕變滑坡在實際的管理中是不能夠完全預(yù)測和應(yīng)對,即從隧道管理的角度看,無法對隧道因為蠕動滑坡而引起的形變危害的嚴(yán)重性無法進行明確的預(yù)測,因此采用何種方式應(yīng)對滑坡變形不能作出正確的判斷,是治理滑坡還是加固隧道,或者同時進行,常常不能作出正確的判斷。因此,在對與蠕動滑坡的研究中,如果能夠掌握滑坡引發(fā)的隧道變形規(guī)律就可以從滑坡和隧道變形的發(fā)展方向上進行預(yù)測和預(yù)報,也就可以根據(jù)預(yù)測來采取必要的而針對性措施來控制滑坡或者隧道變形,并對加固后的巖層的穩(wěn)定性進行評估。
實際工作中根據(jù)預(yù)測的結(jié)果采用恰當(dāng)?shù)恼未胧梢暂^為有把握的制定相應(yīng)的治理措施,并根據(jù)滑坡而引發(fā)的隧道變形情況和發(fā)展方向進行針對性的選擇,先治理滑坡或者先治理隧道變形,還可以二者同時進行,以此可以看出對蠕動滑坡的成因和對隧道變形的影響的研究是有著重要的現(xiàn)實意義的。
二、蠕變滑坡對隧道變形的影響規(guī)律
在實際的研究過程中,研究人員對我國的部分的隧道變形情況進行了調(diào)查和總結(jié),并將蠕變型隧道變形的規(guī)律進行了總結(jié),對蠕變型滑坡引發(fā)的隧道變形的規(guī)律進行了統(tǒng)計和總結(jié),明確了蠕動型滑坡引起的隧道變形與隧道在滑坡巖層中的位置有直接的關(guān)系。1)隧道位于滑坡體內(nèi)部,如出現(xiàn)多層的滑坡面則上層對隧道的影響較小。形成的形變主要是縱向的彎曲或者整體移位,優(yōu)勢會出現(xiàn)路線水平面抬升或者沉降,隧道內(nèi)部出現(xiàn)的是橫向裂縫,伸縮縫也互相錯動;2)隧道與滑坡面向交,此種情況中下層滑坡體所產(chǎn)生的位移速度慢。對隧道的影響是,襯砌的縱向開裂較多,邊墻或者拱頂出現(xiàn)錯臺,靠山側(cè)的襯砌開裂嚴(yán)重,山側(cè)變墻會出現(xiàn)侵入情況,隧道整體向下傾倒;3)滑坡體存在多層,隧道則位于其中一層中,且上下側(cè)的滑坡移動速度不同。此種情況就是前面兩種情況的復(fù)合,其形變的特征也是前兩者的復(fù)合。這三種地質(zhì)力學(xué)的模型的統(tǒng)計和建立,可以將蠕動滑坡對滑坡災(zāi)害相關(guān)聯(lián),并完成對其預(yù)測,具體作用表現(xiàn)在:1)預(yù)測隧道變形的時候,可以根據(jù)不同的地質(zhì)力學(xué)的模型進行甄別,將突出的重要指標(biāo)從眾多的現(xiàn)象中提取出來,作為反映真實情況的重點指標(biāo),從而可以完成對蠕變滑坡和隧道變形的預(yù)測和情況模擬;2)建立滑坡的有限元計算模型的時候,可以根據(jù)實際的調(diào)查資料和隧道變形的具體特征,依據(jù)地質(zhì)力學(xué)模型的歸類,從而提高了有限元計算的性對的準(zhǔn)確性。
三、蠕動滑坡成因的研究
1、位移的檢測
對某隧道的研究中,采用了位移檢測的方式對影響隧道變形的滑坡體進行檢測。檢測中自隧道的進口、中段、出口段三個地質(zhì)斷面上設(shè)置了多個檢測孔。在此隨到受到滑坡影響的位置進行重點的分析和研究。根據(jù)實際的檢測情況看,坡體內(nèi)存在三個斷層,即淺層、中間層、深層,坡體的后緣的三層滑坡面出現(xiàn)了貫通情況,而前緣沒有其情況。后緣的坡體用沿著各個滑動層面出現(xiàn)蠕動滑移并推擠前緣,對隧道產(chǎn)生了較大的負(fù)面影響。再加上降雨的影響,雨水的滲透導(dǎo)致滑面的巖層軟化,降低了抗剪能力,因此產(chǎn)生了滑動。
2、滑坡的成因
首先是地質(zhì)構(gòu)造的影響,滑坡體的通常是處在有地質(zhì)斷層的結(jié)構(gòu)之間,坡體的巖層受到外來的地質(zhì)構(gòu)造的作用產(chǎn)生了巖層的破碎和節(jié)理發(fā)育。坡體內(nèi)的隧道施工進一步對圍巖進行了干擾,使其松動變形,導(dǎo)致了滑面的形成;其次,滑坡區(qū)域的氣候因素也可以導(dǎo)致地質(zhì)結(jié)構(gòu)中的泥沙巖、粉砂巖等巖層出現(xiàn)軟化,從而降低了原有結(jié)構(gòu)中的抗剪能力,從而導(dǎo)致了滑坡體的動量增加,導(dǎo)致了滑動;第三,滑動接觸面的蠕變性能增加導(dǎo)致了抗剪性的降低,其此種降低是具有時間性質(zhì)的;最后,周圍地質(zhì)水文的情況變化,導(dǎo)致了原有的坡體支護體系的強度減弱,從而導(dǎo)致了整個滑坡體出現(xiàn)了不穩(wěn)定的情況,導(dǎo)致了滑坡。
滑坡形成和變形的過程中,滑面在后端形成后,傾角較陡,在下滑的動量和抗剪切應(yīng)力相等的時候,滑坡達(dá)到平衡。此種平衡是一種暫態(tài),一旦受到外界的干擾將會導(dǎo)致其抗剪應(yīng)力的下降,從而破壞其平衡此時滑坡體就會出現(xiàn)移動。在下滑力的推擠作用下,新的滑面就會形成。在新的滑坡體形成并與舊滑坡體連通過程中還會形成新的平衡狀態(tài),或者繼續(xù)向下滑動。按照順序,上部失穩(wěn)的滑坡體向下運行,到達(dá)中段,如果平衡將停止位移,如不能平衡將繼續(xù)向下移動,此時就會導(dǎo)致整個滑坡體的失穩(wěn),所以在滑坡體的蠕變過程中滑坡體會出現(xiàn)前段、中段、后段,以此蠕動滑坡的成因就是整個地質(zhì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了失衡,從而導(dǎo)致滑坡體的蠕變位移。
四、隧道在蠕動滑坡的影響下的變形機理與變形特征
綜合前面的論述不難看出,滑坡的錯動和位移主要是因為上部坡體的失穩(wěn)而導(dǎo)致的連鎖反應(yīng),其多余的下滑力將直接傳到值下部巖層。從而引發(fā)下部巖層被壓縮和變形,這就會將此種變形的趨勢傳遞到隧道的結(jié)構(gòu)上,因此隧道所承受的壓力將有所改變,此種改變并不是均勻的,因此就會導(dǎo)致隧道的局部出現(xiàn)變形或者相對的錯位,此時隧道就會被破壞。淺層的滑坡將使得隧道的拱頂受到的壓力增加;中間層的滑坡則會導(dǎo)致隧道受到偏壓。此種蠕變在某種條件下會出現(xiàn)加劇的情況,如:雨季的時候,雨水的滲透會降低滑坡體之間的抗剪應(yīng)力下降,此時對隧道的壓力就會增加,此種作用是一種間歇性或者周期性的增加。滑坡體向下部發(fā)展的時候,坡體的壓力的總體趨勢是增加的,而作用的最終結(jié)果就是產(chǎn)生對隧道的結(jié)構(gòu)體的破壞。具體的情況有:進口段的襯砌的開裂,并出現(xiàn)了裂縫和掉塊等情況,主要集中在拱頂和邊墻上;順著拱頂?shù)妮S線方向出現(xiàn)了開裂,裂縫的寬度在1-5mm。裂縫往往是平行分布,偶爾有分叉。拱頂受到擠壓出現(xiàn)破碎,出現(xiàn)掉塊并有漏水的情況;在進口的位置還會出現(xiàn)邊墻上的出現(xiàn)裂縫,此種裂縫多數(shù)和隧道的軸線相平行,分布在拱頂或者拱腳附近。裂縫的形狀多為鋸齒狀,里側(cè)邊墻也會出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫,主要集中在拱腳位置,沿隧道的軸線延伸。
文章標(biāo)題:蠕動滑坡成因與隧道變形機理的分析
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