基于渐进性破坏的滑坡与隧道相互作用机理研究

滑坡与隧道二者相互作用问题是一个公认的难题，随着国内大量山区道路隧道的修建以及营运隧道洞口滑坡诱发隧道衬砌结构破坏病害的频发，对于该问题的解决越发显得紧迫而重要，而揭示边坡滑移过程和隧道衬砌结构损伤的失稳渐变过程的机理显然对病害的科学治理具有很强的指导意义；本研究以滑动带与隧道相交时的滑坡与隧道相互作用为研究对象，引入渐进性破坏的概念和理论体系，采用理论分析、相似模型试验、现场监测和数值模拟等多种研究方法，建立滑坡与隧道相互作用的渐进性破坏模型，揭示隧道开挖过程中诱发滑坡时的滑坡及隧道衬砌结构从细观裂纹的产生、扩展至结构破坏失稳的渐进性演化机理及演化过程，量化滑坡与隧道相互作用渐进性破坏过程中不同发展阶段的划分标准及力学性态，为滑坡隧道的病害评估、整治措施的合理性与经济性提供理论依据。

本项研究以滑坡隧道工程为背景，采用理论分析、相似模型试验和现场测试等多种研究方法，对滑坡隧道滑移启动，围岩及衬砌结构损伤到局部破坏直至整体失稳的渐进性破坏过程开展研究。项目研究主要成果包括：（1）对具有蠕变特征的软弱围岩推导了基于黏弹塑性理论的渐进性破坏的理论及算法，并实现相关计算；（2）针对不同的滑坡隧道与隧道的相对位置关系，应用Abquas软件对滑坡隧道进行计算，揭示了各种相对关系下围岩与隧道衬砌结构的受力及位移演变过程；（3）以云南省某高速公路滑坡隧道为原型，开展剪切型滑坡隧道的相似模型试验，根据其受力、位移探讨了滑坡隧道发展过程。（4）基于黏弹塑性理论渐进性破坏对该滑坡隧道进行了数值模拟计算，探讨了该滑坡隧道的滑坡与隧道相互作用的过程及机理，（5）并针对连拱滑坡隧道对扰动型滑坡隧道及剪切型滑坡隧道分别进行了施工工法优化分析。