反傾向巖質(zhì)邊坡變形機制分析及治理設(shè)計——以湯屯高速公路Ⅲ標(biāo)四號坡為例.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象，遵循現(xiàn)場調(diào)研-概念模型的建立-變形破壞機制及模擬驗證-穩(wěn)定性評價-治理設(shè)計的基本技術(shù)路線，通過對邊坡工程地質(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，還與人工陡坡角開挖和集中的強降雨有密切的聯(lián)系。在深入研究其變形破壞機制

2、的基礎(chǔ)上，運用離散單元法對邊坡變形全過程進行模擬，最后應(yīng)用FLAC數(shù)值模擬和極限平衡方法對邊坡應(yīng)力應(yīng)變和穩(wěn)定性進行全面深入研究，為邊坡狀態(tài)進行全面評價并對后續(xù)設(shè)計工作提供依據(jù)。此后，從不同治理思路出發(fā)，進一步提出兩套優(yōu)化設(shè)計方案，最后通過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比中選定削方減載的設(shè)計方案為優(yōu)化方案。在工程實際中的實踐表明本優(yōu)化方案能滿足工程施工和高速公路安全運營要求。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)面對邊坡整體穩(wěn)定性的控制性作用。 2．根據(jù)施工開挖所引起的變形破壞情況，結(jié)合邊坡的巖體結(jié)構(gòu)特征進行變形破壞機制分析，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．針對彎曲-傾倒和滑移相結(jié)合的復(fù)合概念模型，為進一步應(yīng)證本概念模型的正確性，應(yīng)

4、用離散單元法對以反傾向結(jié)構(gòu)面為主要結(jié)構(gòu)面的本邊坡進行變形破壞全過程模擬，從而對此類結(jié)構(gòu)條件下的邊坡變形機理、規(guī)律及其過程建立了全面、直觀、系統(tǒng)的理性認(rèn)識。 4．運用FLAC數(shù)值模擬和極限平衡分析方法，對本論文野外調(diào)查期間的邊坡應(yīng)力應(yīng)變和穩(wěn)定性進行更加全面深入分析，從機理、內(nèi)部成因角度闡述了導(dǎo)致此類變形破壞現(xiàn)象的原因，為全面客觀評價本邊坡此時穩(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不進行土方開挖的強支護方