【摘 要】
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隧道洞口段开挖受其地质条件、开挖工法及外部因素等的影响,在隧道施工开挖过程中围岩稳定性较洞身段差,易发生地表开裂塌陷,边仰坡崩塌、滑坡等灾害,故常作为整座隧道施工过程中的控制工程。软岩隧道洞口段更是如此,因此分析软岩隧道洞口段开挖过程中围岩及边仰坡的稳定性既具有理论价值,又具有积极的现实意义。本文依托渝长高速扩能改造项目唐家嘴隧道出口段,采用理论研究和有限元数值模拟,再结合现场监测数据,对软岩隧道
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隧道洞口段开挖受其地质条件、开挖工法及外部因素等的影响,在隧道施工开挖过程中围岩稳定性较洞身段差,易发生地表开裂塌陷,边仰坡崩塌、滑坡等灾害,故常作为整座隧道施工过程中的控制工程。软岩隧道洞口段更是如此,因此分析软岩隧道洞口段开挖过程中围岩及边仰坡的稳定性既具有理论价值,又具有积极的现实意义。本文依托渝长高速扩能改造项目唐家嘴隧道出口段,采用理论研究和有限元数值模拟,再结合现场监测数据,对软岩隧道洞口段开挖工法和雨水入渗耦合作用下的围岩及边仰坡的稳定性进行了分析,主要研究内容如下:（1）详细总结了软岩定义的发展历程和隧道工程中软弱围岩的分级,分析了软岩的地质特征和力学特征及软弱围岩隧道洞口段各开挖工法下的变形规律,得出:（1）各工况的围岩变形均较大,隧道断面关键点竖向位移属拱顶下沉和仰拱中心隆起最大;（2）双侧壁导坑法拱顶下沉和周边收敛最小,CD法的仰拱隆起最小;（3）双侧壁导坑法和CD法优于环形开挖预留核心土法和三台阶法。（2）基于饱和—非饱和渗流的基本理论,通过数值模拟分析了土质边坡降雨入渗作用下的稳定性,得出:随着降雨强度和持续时间的增加,安全稳定系数逐渐减小,塑性区由坡脚位置逐步向坡顶发展,形成贯通的塑性剪切面而造成边坡失稳。（3）通过数值模拟分析,结合现场监测数据,分析了唐家嘴隧道出口段CD法开挖和雨水入渗耦合作用下的稳定性,得出:（1）最大拱顶下沉所在断面与掌子面之间的距离约为开挖跨径的0.67倍,约为开挖净高的0.98倍;（2）最大仰拱隆起所在断面与掌子面之间的距离约为开挖跨径的0.11倍,约为开挖净高的0.16倍,即近掌子面处仰拱隆起较大;（3）最大上测线周边收敛所在断面与掌子面之间的距离约为开挖跨径的0.56倍,约为开挖净高的0.81倍;最大下测线周边收敛所在断面与掌子面之间的距离约为开挖跨径的0.45倍,约为开挖净高的0.65倍,故上述断面在开挖过程中应予以重点关注;（4）进洞后,洞口边仰坡各向位移值均较小,在200mm/d的降雨持续作用48h后,洞内围岩虽出现了明显突变增大的位移,但处于基本稳定状态,这表明CD法和喷混支护对边仰坡的稳定起到了一定作用。
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