蠕动滑坡成因与隧道变形机理的分析

　　摘要：蠕动滑坡的形成是一种复杂的地质机构的应力失衡，此种情况的产生和发展可以由多种因素所导致，其中主要包括了地质结构因素、干扰因素、水文因素等，具体分析可以看出其最为根本的成因就是岩层间的抗剪应力的下降，导致了岩层间的应力失衡，从而引起蠕变滑坡。而现实中此种滑坡会对隧道产生较大而缓慢的负面影响，分析其滑坡的成因和对隧道的变形的影响，有着重要的现实意义。
　　关键词：蠕动滑坡，隧道变形，滑坡成因，变形机理
　　一、蠕动滑坡研究的现实意义
　　蠕动形式的滑坡通常出现在软体的岩层中，此种滑坡就会导致其内部的隧道出现变形。这种滑坡导致的公路或者铁路隧道的变形就可以称之为蠕动型滑坡隧道变形，而此种变形在实际工程中不断的增加，因此对其研究也随之扩展开来。蠕动滑坡隧道产生变形开裂后，大多数情况下不会产生重大的破坏，而导致隧道出现不能使用的情况。也就是不会在蠕动中产生滑坡的灾害，这种变形是一个漫长的过程，有时候岩层在出现位移和变形后就会达到一个相对稳定的结构。
　　此种蠕变滑坡在实际的管理中是不能够完全预测和应对，即从隧道管理的角度看，无法对隧道因为蠕动滑坡而引起的形变危害的严重性无法进行明确的预测，因此采用何种方式应对滑坡变形不能作出正确的判断，是治理滑坡还是加固隧道，或者同时进行，常常不能作出正确的判断。因此，在对与蠕动滑坡的研究中，如果能够掌握滑坡引发的隧道变形规律就可以从滑坡和隧道变形的发展方向上进行预测和预报，也就可以根据预测来采取必要的而针对性措施来控制滑坡或者隧道变形，并对加固后的岩层的稳定性进行评估。
　　实际工作中根据预测的结果采用恰当的整治措施，可以较为有把握的制定相应的治理措施，并根据滑坡而引发的隧道变形情况和发展方向进行针对性的选择，先治理滑坡或者先治理隧道变形，还可以二者同时进行，以此可以看出对蠕动滑坡的成因和对隧道变形的影响的研究是有着重要的现实意义的。
　　二、蠕变滑坡对隧道变形的影响规律
　　在实际的研究过程中，研究人员对我国的部分的隧道变形情况进行了调查和总结，并将蠕变型隧道变形的规律进行了总结，对蠕变型滑坡引发的隧道变形的规律进行了统计和总结，明确了蠕动型滑坡引起的隧道变形与隧道在滑坡岩层中的位置有直接的关系。1）隧道位于滑坡体内部，如出现多层的滑坡面则上层对隧道的影响较小。形成的形变主要是纵向的弯曲或者整体移位，优势会出现路线水平面抬升或者沉降，隧道内部出现的是横向裂缝，伸缩缝也互相错动；2）隧道与滑坡面向交，此种情况中下层滑坡体所产生的位移速度慢。对隧道的影响是，衬砌的纵向开裂较多，边墙或者拱顶出现错台，靠山侧的衬砌开裂严重，山侧变墙会出现侵入情况，隧道整体向下倾倒；3）滑坡体存在多层，隧道则位于其中一层中，且上下侧的滑坡移动速度不同。此种情况就是前面两种情况的复合，其形变的特征也是前两者的复合。这三种地质力学的模型的统计和建立，可以将蠕动滑坡对滑坡灾害相关联，并完成对其预测，具体作用表现在：1）预测隧道变形的时候，可以根据不同的地质力学的模型进行甄别，将突出的重要指标从众多的现象中提取出来，作为反映真实情况的重点指标，从而可以完成对蠕变滑坡和隧道变形的预测和情况模拟；2）建立滑坡的有限元计算模型的时候，可以根据实际的调查资料和隧道变形的具体特征，依据地质力学模型的归类，从而提高了有限元计算的性对的准确性。
　　三、蠕动滑坡成因的研究
　　1、位移的检测
　　对某隧道的研究中，采用了位移检测的方式对影响隧道变形的滑坡体进行检测。检测中自隧道的进口、中段、出口段三个地质断面上设置了多个检测孔。在此随到受到滑坡影响的位置进行重点的分析和研究。根据实际的检测情况看，坡体内存在三个断层，即浅层、中间层、深层，坡体的后缘的三层滑坡面出现了贯通情况，而前缘没有其情况。后缘的坡体用沿着各个滑动层面出现蠕动滑移并推挤前缘，对隧道产生了较大的负面影响。再加上降雨的影响，雨水的渗透导致滑面的岩层软化，降低了抗剪能力，因此产生了滑动。
　　2、滑坡的成因
　　首先是地质构造的影响，滑坡体的通常是处在有地质断层的结构之间，坡体的岩层受到外来的地质构造的作用产生了岩层的破碎和节理发育。坡体内的隧道施工进一步对围岩进行了干扰，使其松动变形，导致了滑面的形成；其次，滑坡区域的气候因素也可以导致地质结构中的泥沙岩、粉砂岩等岩层出现软化，从而降低了原有结构中的抗剪能力，从而导致了滑坡体的动量增加，导致了滑动；第三，滑动接触面的蠕变性能增加导致了抗剪性的降低，其此种降低是具有时间性质的；最后，周围地质水文的情况变化，导致了原有的坡体支护体系的强度减弱，从而导致了整个滑坡体出现了不稳定的情况，导致了滑坡。
　　滑坡形成和变形的过程中，滑面在后端形成后，倾角较陡，在下滑的动量和抗剪切应力相等的时候，滑坡达到平衡。此种平衡是一种暂态，一旦受到外界的干扰将会导致其抗剪应力的下降，从而破坏其平衡此时滑坡体就会出现移动。在下滑力的推挤作用下，新的滑面就会形成。在新的滑坡体形成并与旧滑坡体连通过程中还会形成新的平衡状态，或者继续向下滑动。按照顺序，上部失稳的滑坡体向下运行，到达中段，如果平衡将停止位移，如不能平衡将继续向下移动，此时就会导致整个滑坡体的失稳，所以在滑坡体的蠕变过程中滑坡体会出现前段、中段、后段，以此蠕动滑坡的成因就是整个地质结构出现了失衡，从而导致滑坡体的蠕变位移。
　　四、隧道在蠕动滑坡的影响下的变形机理与变形特征
　　综合前面的论述不难看出，滑坡的错动和位移主要是因为上部坡体的失稳而导致的连锁反应，其多余的下滑力将直接传到值下部岩层。从而引发下部岩层被压缩和变形，这就会将此种变形的趋势传递到隧道的结构上，因此隧道所承受的压力将有所改变，此种改变并不是均匀的，因此就会导致隧道的局部出现变形或者相对的错位，此时隧道就会被破坏。浅层的滑坡将使得隧道的拱顶受到的压力增加；中间层的滑坡则会导致隧道受到偏压。此种蠕变在某种条件下会出现加剧的情况，如：雨季的时候，雨水的渗透会降低滑坡体之间的抗剪应力下降，此时对隧道的压力就会增加，此种作用是一种间歇性或者周期性的增加。滑坡体向下部发展的时候，坡体的压力的总体趋势是增加的，而作用的最终结果就是产生对隧道的结构体的破坏。具体的情况有：进口段的衬砌的开裂，并出现了裂缝和掉块等情况，主要集中在拱顶和边墙上；顺着拱顶的轴线方向出现了开裂，裂缝的宽度在1-5mm。裂缝往往是平行分布，偶尔有分叉。拱顶受到挤压出现破碎，出现掉块并有漏水的情况；在进口的位置还会出现边墙上的出现裂缝，此种裂缝多数和隧道的轴线相平行，分布在拱顶或者拱脚附近。裂缝的形状多为锯齿状，里侧边墙也会出现严重的裂缝，主要集中在拱脚位置，沿隧道的轴线延伸。

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