岩土力学 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (12): 3613-3623.doi: 10.16285/j.rsm.2024.0243
张永杰1,胡涛1,郭一鹏1,邓沛宇1,罗志敏1,陶坡1, 2
ZHANG Yong-jie1, HU Tao1, GUO Yi-peng1, DENG Pei-yu1, LUO Zhi-min1, TAO Po1, 2
摘要: 为了掌握降雨条件下堆积层边坡蠕动变形规律以及隧道衬砌结构受力变形特征,利用土压力盒、应变片、百分表和湿度计等测试仪器,开展了降雨工况下隧道−边坡平行体系渗流与受力变形特性的响应物理模型试验。试验结果表明,在降雨过程中,雨水的入渗深度跟边坡高度以及与坡面的距离呈反比,隧道的存在会影响雨水的渗流路径,导致隧道上方坡体的雨水入渗速率加快、含水率峰值增大,而隧道下方坡体的雨水入渗速率减缓、含水率峰值减小;坡体变形量与含水率变化速率正相关,坡体变形集中在含水率快速上升阶段,在这个阶段,坡顶、坡中和坡脚发生的竖向位移分别占降雨全过程总竖向位移量的89.6%、96.4%、98.9%;同时隧道随边坡变形而受压,隧道顶部由边坡变形带来的土压力增量同隧道在堆积体中的埋深正相关,平均每隔15 cm增加24%,基岩端土压力增量约为洞口端土压力增量的2.4倍,且隧道底部土压力增量小于隧道顶部土压力增量;隧道受力变形特征表现为顶部受压,底部受拉,隧道整体下沉,局部呈以中心位置为反曲点的向下的弯曲变形,并在基岩−堆积层交界处受剪切应力影响,在交界处外侧的应变发生突变,近似于一端铰接,一端锚固的梁结构受力模式。建议在同类型的隧道设计施工过程中,在隧道上部边坡表面增加喷混凝土、浅层注浆或采用边坡生态防护等防渗措施,对隧道洞口区域以及隧道变形较大的中部及岩土交界位置进行加固处理。
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