基于Hoek-Brown準(zhǔn)則隱伏巖溶路基穩(wěn)定性及動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)響應(yīng)研究.pdf

1、隱伏巖溶的存在，為高速公路的安全施工及營(yíng)運(yùn)隱患。溶腔在地下水及外部荷載的作用往往會(huì)進(jìn)一步劣化，從而引發(fā)更大的安全事故，故有必要在施工前對(duì)巖溶路基進(jìn)行論證及處治。依托于湖南省湘西自治州永-吉高速公路工程進(jìn)行研究，該高速公路是包茂高速和二廣高速的加密線，也是西北區(qū)重要的省內(nèi)交通要道。依據(jù)地質(zhì)相關(guān)資料及現(xiàn)場(chǎng)查勘可知，永-吉高速沿線主要含剝蝕及溶蝕構(gòu)造的中低山丘陵地貌，其主要地質(zhì)特點(diǎn)為巖溶分布較廣及密集，溶腔大小不一。正確、有效地進(jìn)行巖溶地區(qū)隱

2、伏巖溶路基的穩(wěn)定性分析及施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，可為其施工提供響應(yīng)決策依據(jù)，實(shí)現(xiàn)巖溶高速公路的信息化施工與管理。
　　非線性Hoek-Brown巖體強(qiáng)度準(zhǔn)則是基于大量試驗(yàn)及工程實(shí)踐得出的，具有Mohr-Coulomb準(zhǔn)則不能解決低應(yīng)力及非線性問(wèn)題的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)該準(zhǔn)則引入GSI系統(tǒng)后，可更快捷地獲取巖體力學(xué)參數(shù)及受力特性。廣義H-B強(qiáng)度準(zhǔn)則綜合考慮了準(zhǔn)則參數(shù)的多種影響因素，巧妙結(jié)合定性與定量分析，具有簡(jiǎn)便、適用等優(yōu)點(diǎn)，在巖體工程設(shè)計(jì)與科研中不斷

3、得到驗(yàn)證及改進(jìn)。本研究項(xiàng)目主要是對(duì)廣義Hoek-Brown強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則的基本理論作出系統(tǒng)總結(jié)，在分析前人對(duì)該經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則研究和改進(jìn)的基礎(chǔ)上，探討該準(zhǔn)則運(yùn)用于巖體變形及穩(wěn)定性分析領(lǐng)域的基本原理及方法，指導(dǎo)巖溶路基穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)，其主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1) H-B準(zhǔn)則作為一個(gè)經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則，準(zhǔn)則參數(shù)的選取受主觀性影響較大，通過(guò)進(jìn)行敏感性分析得出準(zhǔn)則參數(shù)對(duì)巖體宏觀力學(xué)參數(shù)的非線性影響規(guī)律，從而為工作人員有的放矢量化其參數(shù)提供理論支撐。

4、在使用H-B準(zhǔn)則穩(wěn)健性選取巖體宏觀力學(xué)參數(shù)時(shí)，應(yīng)有選擇性地不同程度量化準(zhǔn)則參數(shù)，確保H-B準(zhǔn)則靈活應(yīng)用而又接近工程實(shí)際情況。
　　(2)當(dāng)前行內(nèi)對(duì)巖溶路基穩(wěn)定性分析尚無(wú)統(tǒng)一的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。本研究課題以巖體強(qiáng)度判據(jù)、巖體極限應(yīng)變判據(jù)及巖體位移判據(jù)綜合作為巖溶路基穩(wěn)定性的判斷根據(jù)。在運(yùn)用數(shù)值軟件計(jì)算其穩(wěn)定性時(shí)，采用試算法通過(guò)同步強(qiáng)度折減進(jìn)行模擬計(jì)算分析巖溶路基的穩(wěn)定性。在使用解析法分析溶洞圍巖穩(wěn)定性時(shí)，當(dāng)溶腔較淺埋時(shí)使用復(fù)變函數(shù)平面彈性解

5、析通過(guò)共形映射可將復(fù)雜形狀邊界條件簡(jiǎn)化，而當(dāng)其為深埋時(shí)可利用基于Hoek-Brown準(zhǔn)則求解溶腔圍巖塑性半徑，該法比芬納公式更能反映實(shí)際。
　　(3)目前尚無(wú)巖溶路基風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)相關(guān)規(guī)范。公路建設(shè)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)響應(yīng)主要分為風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法及風(fēng)險(xiǎn)處置等三方面，本文根據(jù)橋隧風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的基本原理，構(gòu)建巖溶路基風(fēng)險(xiǎn)成套評(píng)價(jià)體系:風(fēng)險(xiǎn)概率、風(fēng)險(xiǎn)損失及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)。根據(jù)巖溶路基風(fēng)險(xiǎn)的一般性質(zhì)，系統(tǒng)歸納處治巖溶路基的處理方法即開(kāi)挖回填法、壓