巖質(zhì)高邊坡關(guān)鍵塊體的確定及穩(wěn)定性評價研究——以湯屯高速公路為例.pdf

1、在巖質(zhì)高邊坡，特別是長大節(jié)理發(fā)育的巖質(zhì)邊坡中，巖體的失穩(wěn)破壞常常表現(xiàn)為由幾組結(jié)構(gòu)面和臨空面切割的巖塊失穩(wěn)。這些塊體的失穩(wěn)可能會嚴(yán)重影響到邊坡的整體穩(wěn)定、威脅施工安全。塊體理論是評價塊體穩(wěn)定性的基本理論和方法，找出關(guān)鍵塊是塊體理論的評價基礎(chǔ)。但如何快速自動的判斷關(guān)鍵塊體，還沒有成熟的方法。有鑒于此，論文結(jié)合湯屯高速公路的Ⅰ-1和Ⅱ-9高邊坡，利用先進(jìn)的離散元模擬技術(shù)，探討關(guān)鍵塊體的自動識別方法；在此基礎(chǔ)上，采用基于塊體理論的SASW軟件來

2、實現(xiàn)邊坡塊體的穩(wěn)定性評價和支護(hù)設(shè)計。主要研究內(nèi)容和成果如下： (1)在塊體建模方面，創(chuàng)新性地利用ANSYS軟件，實現(xiàn)復(fù)雜塊體的建模；并通過編寫軟件，成功的導(dǎo)入3DEC，解決任意復(fù)雜塊體在3DEC中的建模問題；通過3DEC軟件，成功的實現(xiàn)了關(guān)鍵塊體的識別；利用基于塊體理論的SASW軟件，對識別出的關(guān)鍵塊體進(jìn)行穩(wěn)定性校核和塊體穩(wěn)定性影響因素的敏感性分析，并提出了有效的支護(hù)方案；利用3DEC進(jìn)行支護(hù)效果的模擬驗證，為支護(hù)方案的可行性進(jìn)

3、行分析。 (2)通過對Ⅰ-1和Ⅱ-9高邊坡的擠壓帶，節(jié)理、層面等結(jié)構(gòu)面進(jìn)行系統(tǒng)的描述和研究，分析邊坡可能的變形破壞模式。其中，Ⅰ-1高邊坡屯溪側(cè)呈碎塊結(jié)構(gòu)以及山岔側(cè)坡體內(nèi)主要結(jié)構(gòu)面與坡面組合成的關(guān)鍵塊體對邊坡的穩(wěn)定性起控制作用；Ⅱ-9高邊坡沿層面的軟弱夾泥層和結(jié)構(gòu)面的組合，可能會形成坡面上的方量較大的關(guān)鍵塊體。 (3)利用上述建模思路，識別出Ⅰ-1和Ⅱ-9高邊坡的關(guān)鍵塊體分布，并選擇典型剖面進(jìn)行了坡體的位移分析。結(jié)果表明

4、，兩高邊坡的關(guān)鍵塊體穩(wěn)定性較差，需要及時的支護(hù)。 (4)通過SASW軟件對兩高邊坡的關(guān)鍵塊體進(jìn)行穩(wěn)定性校核，并對該塊體進(jìn)行了因素敏感性分析，得出爆破和地震對塊體穩(wěn)定性的影響顯著的結(jié)論；在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了有效的支護(hù)設(shè)計。 (5)通過3DEC軟件對支護(hù)措施進(jìn)行模擬驗證，結(jié)果表明支護(hù)措施有效地控制了坡體變形，對關(guān)鍵塊體起到了很好的錨固作用。通過與監(jiān)測反饋資料的對比分析可知，研究結(jié)果與實際情況較吻合。 綜上，利用離散元來