[发明专利]基于隧道变形特征的涉隧滑坡类型辨识方法

说明书

本发明提供了一种基于隧道变形特征的涉隧滑坡类型辨识方法，属于地质变形监测技术领域，包括：获取涉隧滑坡导致隧道结构变形、受力规律及隧道病害的案例资料；建立不同隧道滑坡相对位置时的涉隧滑坡体系三维数值模型，分析滑坡作用下隧道的变形及破坏规律；在隧道内沿纵向布设结构位移三维监测断面，设置位移监测点；绘制监测点位移沿隧道纵向分布图及横断面分布图；绘制各监测点位移—时间关系曲线图；分析位移监测点水平位移方向与隧道纵向关系；根据位移沿隧道纵向分布图及横断面分布图形态，判定隧道与滑面的位置关系。本发明用于进行涉隧滑坡类型的辨识，也可用于预测滑坡、隧道结构变化趋势，从而为滑坡和隧道的病害整治提供技术支持。

技术领域

本发明属于地质变形研究技术领域，具体涉及一种基于隧道变形特征的涉隧滑坡类型辨识方法。

背景技术

隧道穿越斜坡地区时，边坡稳定性一旦发生变化甚至发生滑坡灾害，极易引起隧道产生较大的附加应力、变形甚至开裂，从而给隧道运营带来极高的风险。我们将这类能给隧道带来风险的滑坡定义为“涉隧滑坡”。

滑坡已成为隧道穿越斜坡地区时经常遇到的地质灾害之一，其成因复杂、破坏性大、突发性强、治理费用高，且与隧道的相互作用机理复杂。人们研究滑坡隧道体系时多从滑坡本身出发，往往忽视了隧道对滑坡的实时响应，而采用传统的滑坡理论、手段很难发现或判别处于蠕动阶段的潜势滑坡，滑动前隧道结构可能已经发生了不可逆的破坏。

目前针对涉隧滑坡体系的研究多限于滑坡本身或滑坡对隧道的影响，比如滑坡的成因、发展规律、滑坡监测及整治、隧道监测及病害整治等。对于隧道工作者来说，更关注隧道在滑坡作用下的受力、变形及破坏情况，隧道的受力变形特征因滑坡与隧道的相对位置关系不同而有显著差异，即隧道的变形破坏特征很大程度上取决于二者的相对位置，如果能尽早辨识涉隧滑坡类型(滑坡与隧道的相对位置关系)，则可为滑坡与隧道的病害整治提供支持。

目前对涉隧滑坡类型的识别方法多从滑坡体本身出发，即多采用地表监测、深孔位移监测等手段，从其它视角入手的相关方法较少。该种方法往往人力物力成本巨大，且很难辨识尚处于蠕变阶段的潜势滑坡，也很难辨识超深层滑坡与隧道的位置关系。

发明内容

本发明实施例提供一种基于隧道变形特征的涉隧滑坡类型辨识方法，将隧道视为埋置于坡体中综合信息“传感器”，以隧道结构变形特征辨识滑坡的理念，解决“处于蠕动阶段的潜势滑坡体”、“超深层滑坡体”的涉隧滑坡类型辨识问题，一定程度上解决了传统滑坡理论很难处理的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种基于隧道变形特征的涉隧滑坡类型辨识方法，所述辨识方法包括：

获取涉隧滑坡导致隧道结构变形、受力规律及隧道病害的案例资料；

建立不同隧道滑坡相对位置时的涉隧滑坡体系三维数值模型，分析滑坡作用下隧道的变形及破坏规律；

在隧道内沿纵向布设结构位移三维监测断面，设置位移监测点；

绘制位移监测点水平位移方向与隧道纵向的关系图；绘制监测点位移沿隧道纵向分布图及横断面分布图；绘制各监测点位移—时间关系曲线图；

分析位移监测点水平位移方向与隧道纵向关系，当二者平行或夹角为0～20°，可判断为隧道与滑体平行体系；当二者垂直或夹角70～90°，可判断为隧道与滑体正交体系；当位移监测点水平位移方向与隧道纵向之间的夹角介于20～70°之间，则隧道与滑面斜交；

根据位移沿隧道纵向分布图及横断面分布图形态，判定隧道与滑面的位置关系。

在一种可能的实现方式中，当隧道与滑体平行体系，分析结构位移规律，结构位移以纵向变形和沉降为主，结构位移呈现纵向变形、下沉变形形态时，隧道结构破坏以拱顶的环向开裂为主，则隧道位于滑面下方。