反傾向巖質(zhì)邊坡變形機(jī)制分析及治理設(shè)計(jì)——以湯屯高速公路Ⅲ標(biāo)四號(hào)坡為例.pdf

1、本文以安徽省黃山市湯屯高速公路Ⅲ-4高邊坡這一典型反傾邊坡為對(duì)象，遵循現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研-概念模型的建立-變形破壞機(jī)制及模擬驗(yàn)證-穩(wěn)定性評(píng)價(jià)-治理設(shè)計(jì)的基本技術(shù)路線，通過(guò)對(duì)邊坡工程地質(zhì)條件、變形破壞跡象以及邊坡變形與巖體結(jié)構(gòu)特征、外界因素的關(guān)系等分析，提出了此反傾邊坡的概念模型，認(rèn)為邊坡的變形破壞模式為彎曲-傾倒和滑移的復(fù)合變形模式，引起變形破壞的主要因素除反傾巖層這一內(nèi)因外，還與人工陡坡角開(kāi)挖和集中的強(qiáng)降雨有密切的聯(lián)系。在深入研究其變形破壞機(jī)制

2、的基礎(chǔ)上，運(yùn)用離散單元法對(duì)邊坡變形全過(guò)程進(jìn)行模擬，最后應(yīng)用FLAC數(shù)值模擬和極限平衡方法對(duì)邊坡應(yīng)力應(yīng)變和穩(wěn)定性進(jìn)行全面深入研究，為邊坡?tīng)顟B(tài)進(jìn)行全面評(píng)價(jià)并對(duì)后續(xù)設(shè)計(jì)工作提供依據(jù)。此后，從不同治理思路出發(fā)，進(jìn)一步提出兩套優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，最后通過(guò)FLAC數(shù)值模擬和極限平衡的穩(wěn)定性分析，從多方面治理效果對(duì)比中選定削方減載的設(shè)計(jì)方案為優(yōu)化方案。在工程實(shí)際中的實(shí)踐表明本優(yōu)化方案能滿(mǎn)足工程施工和高速公路安全運(yùn)營(yíng)要求。在上面的系統(tǒng)研究工作中取得了如下研究

3、成果： 1．結(jié)合邊坡施工開(kāi)挖，較全面的研究了Ⅲ-4高邊坡的巖體結(jié)構(gòu)特征，其中包括開(kāi)挖坡面上的巖體結(jié)構(gòu)分區(qū)、工程地質(zhì)特征和主要結(jié)構(gòu)面的物理力學(xué)性質(zhì)等，特別是反傾向結(jié)構(gòu)面對(duì)邊坡整體穩(wěn)定性的控制性作用。 2．根據(jù)施工開(kāi)挖所引起的變形破壞情況，結(jié)合邊坡的巖體結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行變形破壞機(jī)制分析，提出了以彎曲-傾倒和滑移相結(jié)合的復(fù)合變形破壞概念模型。 3．針對(duì)彎曲-傾倒和滑移相結(jié)合的復(fù)合概念模型，為進(jìn)一步應(yīng)證本概念模型的正確性，應(yīng)

4、用離散單元法對(duì)以反傾向結(jié)構(gòu)面為主要結(jié)構(gòu)面的本邊坡進(jìn)行變形破壞全過(guò)程模擬，從而對(duì)此類(lèi)結(jié)構(gòu)條件下的邊坡變形機(jī)理、規(guī)律及其過(guò)程建立了全面、直觀、系統(tǒng)的理性認(rèn)識(shí)。 4．運(yùn)用FLAC數(shù)值模擬和極限平衡分析方法，對(duì)本論文野外調(diào)查期間的邊坡應(yīng)力應(yīng)變和穩(wěn)定性進(jìn)行更加全面深入分析，從機(jī)理、內(nèi)部成因角度闡述了導(dǎo)致此類(lèi)變形破壞現(xiàn)象的原因，為全面客觀評(píng)價(jià)本邊坡此時(shí)穩(wěn)定性提供了充分證據(jù)。 5．結(jié)合具體變形情況提出了兩套治理思路：①不進(jìn)行土方開(kāi)挖的強(qiáng)支護(hù)方