順層巖質(zhì)邊坡開挖穩(wěn)定性及其支護措施研究.pdf

1、論文以渝懷鐵路順層巖質(zhì)邊坡為工程背景，采用多種手段和方法，對順層巖質(zhì)邊坡的變形破壞機理、穩(wěn)定性評價及其支護措施等方面進行了系統(tǒng)研究與分析。 (1)以大量順層巖質(zhì)邊坡典型工點的實例調(diào)查資料為基礎，主要依據(jù)層狀巖體的巖性組合類型，將順層巖質(zhì)邊坡分為五大類，分別闡述了各類邊坡的工程地質(zhì)特征。 (2)對影響順層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的主要因素及其變形破壞模式進行了研究總結。影響因素大體上分為地質(zhì)因素、工程因素以及其它因素。變形破壞模式主

2、要包括滑移－拉裂、滑移－壓致拉裂、滑移－彎曲、彎曲－拉裂、塑流－拉裂、滑劈破壞、順層滑移等七種。 (3)以有限元計算和模型試驗為手段對同向?qū)訝顜r質(zhì)邊坡的開挖變形規(guī)律同邊坡走向與巖層走向夾角的關系作了較為詳細的研究。研究結果表明：對于單面臨空和雙面臨空的同向?qū)訝顜r質(zhì)邊坡，當邊坡走向和巖層走向夾角分別大于40°和60°以后，均基本上不用考慮順層現(xiàn)象對邊坡穩(wěn)定性的影響，即此時可將該邊坡視為非順層巖質(zhì)邊坡。 (4)針對工程中常見

3、的滑移－拉裂破壞模式順層巖質(zhì)邊坡，考慮層面抗剪強度參數(shù)隨卸荷及風化程度降低的情況，推導出順層巖質(zhì)邊坡順層滑動范圍的計算公式。針對滑移－彎曲破壞型順層巖質(zhì)邊坡，將其視為彈塑性板翹曲問題，同時考慮了邊坡長度以及巖體塑性對其穩(wěn)定性的影響，推導了相應穩(wěn)定性計算公式。 (5)討論了邊坡的開挖卸荷效應。對應于邊坡開挖卸荷的空間效應，提出可根據(jù)開挖后邊坡巖體的位移分區(qū)和節(jié)理裂隙擴展情況，在開挖后形成的邊坡中劃分出開挖松動區(qū)、輕微擾動區(qū)和原巖應

4、力區(qū)三個區(qū)域。 (6)基于邊坡開挖卸荷效應的研究成果，給出了用于分析人工開挖邊坡穩(wěn)定性的強度折減法，即：首先根據(jù)邊坡的開挖方式，按開挖卸荷程度對邊坡巖體進行分區(qū)(即開挖擾動區(qū)的分區(qū))，然后分區(qū)選擇卸荷巖體力學參數(shù)，即考慮開挖擾動區(qū)(主要考慮開挖松動區(qū))內(nèi)巖體力學參數(shù)的弱化，最后在此基礎上使用強度折減法計算邊坡的安全系數(shù)及其潛在滑面。 (7)給出了考慮開挖卸荷效應的邊坡穩(wěn)定性分析基本方法，即：1)確定初始工程地質(zhì)條件；2)

5、選擇初始巖體力學參數(shù)并建立相應的初始地質(zhì)概化模型；3)卸荷巖體分區(qū)，即確定開挖松動區(qū)；4)分區(qū)選擇巖體卸荷后的卸荷巖體宏觀力學參數(shù)(降低開挖松動區(qū)巖體力學參數(shù))，使用強度折減法計算邊坡安全系數(shù)及潛在滑動面；5)確定支護措施及其相關設計參數(shù)。 (8)設計出用于加固順層巖質(zhì)邊坡的輕型支護體系，即注漿提高結構面抗剪強度再輔以微型樁加固的支護體系。根據(jù)微型樁的結構布置形式，將微型樁體系分為三種類型，即獨立微型樁體系，平面桁架微型樁體系和

6、空間桁架微型樁體系。對輕型支護體系加固順層巖質(zhì)邊坡的作用機理和適用性進行了研究。給出了輕型支護體系加固順層巖質(zhì)邊坡的設計流程，并對相關設計計算理論進行了較為系統(tǒng)地研究。 (9)通過室內(nèi)漿材配比試驗、室內(nèi)地質(zhì)力學模型試驗和現(xiàn)場測試試驗對順層巖質(zhì)邊坡破壞機理及其支護措施進行了研究。結果表明：注漿可以較大幅度地提高結構面的抗剪強度，增加順層巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性；微型樁則可以在順層巖質(zhì)邊坡施工中方便、快速、及時施作，有效控制邊坡變形；對于順