【摘 要】
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山岭隧道进口段的地质条件往往复杂多变,洞口岩层常年受外部环境风化侵蚀,破碎程度严重,洞口以及边仰坡处存在大量的坡积碎石土,隧道洞口施工以及边坡仰坡开挖都会扰动坡体和内部的围岩,自稳性差的碎石土和围岩将难以形成有效的承载拱,极易出现坍塌、冒顶以及滑坡等工程事故,严重影响施工进度和工程的经济效益。本文以小白岩隧道施工为工程背景,研究在碎石土地质条件下隧道开挖对边仰坡稳定性的影响,研究中采用了数值模拟、
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山岭隧道进口段的地质条件往往复杂多变,洞口岩层常年受外部环境风化侵蚀,破碎程度严重,洞口以及边仰坡处存在大量的坡积碎石土,隧道洞口施工以及边坡仰坡开挖都会扰动坡体和内部的围岩,自稳性差的碎石土和围岩将难以形成有效的承载拱,极易出现坍塌、冒顶以及滑坡等工程事故,严重影响施工进度和工程的经济效益。本文以小白岩隧道施工为工程背景,研究在碎石土地质条件下隧道开挖对边仰坡稳定性的影响,研究中采用了数值模拟、模型试验和理论分析的方法,对隧道碎石土洞口和边仰坡的变形失稳模式进行了分析,揭示了洞口开挖与边仰坡稳定的相互作用关系,对于隧道洞口安全施工具有显著的现实意义。具体研究内容如下:（1）基于ABAQUS有限元软件模拟碎石土边坡的稳定性,研究中以边坡坡角和含石量作为主要影响因素,分析了不同工况下坡体的滑裂面位置和位移情况,当含石量相同时坡角为30°边坡稳定性最佳,而相同坡角下60%含石量的边坡稳定性最高。另外根据现场工况对边坡模型加固,对比加固前后的稳定性变化,验证了现场注浆加固的有效性,并将边坡的安全系数代入灰色关联分析,找出了影响碎石土边坡稳定性的主要因素。（2）在室内开展碎石土仰坡模型试验,测定不同坡角和含石量下仰坡的承载能力和变形情况,结合承载力和坡面位移分析仰坡稳定性。对比后可知,45°仰坡的承载力最大,30°仰坡变形最小,坡角为60°时属不良工况,仰坡在坡脚位置发生严重破坏,与ABAQUS模拟相吻合。加固后仰坡承载力明显增大,坡面变形有所缓解,说明现场注浆加固能够有效提升坡体稳定性。（3）运用MIDAS/GTS软件进行隧道洞口开挖模拟,研究中主要针对台阶法和CD法两种开挖工法,模拟后可知,CD法可以有效缓解围岩应力和边仰坡变形,因此洞口开挖时对于松散破碎围岩应选择分块多步骤、边开挖边支护的方法。另外将开挖过程中坡面沉降数据建立了灰色预测模型GM（1,1）,经检验后两种工法的预测模型都满足精度要求,可以为边仰坡稳定的判定提供依据。
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