公路高切坡安全敏感部位識(shí)別與穩(wěn)定性研究.pdf

1、高切坡問(wèn)題是重慶市公路建造和養(yǎng)護(hù)中亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題之一。伴隨著西部大開(kāi)發(fā)，尤其是三峽庫(kù)區(qū)移民公路、八小時(shí)重慶、通縣公路等工程的快速推進(jìn)，已經(jīng)形成或?qū)⒁纬衫塾?jì)達(dá)數(shù)百公里的高切坡。當(dāng)前公路高切坡治理缺乏針對(duì)性，關(guān)鍵原因就是高切坡安全敏感部位的缺失。公路高切坡破壞具有突變性，致災(zāi)具有嚴(yán)重性、災(zāi)難性。本文針對(duì)公路高切坡的特點(diǎn)，理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合，對(duì)公路高切坡的分類(lèi)、安全敏感部位與穩(wěn)定性等進(jìn)行了系統(tǒng)研究，取得的主要成果如下：

2、 1、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)易識(shí)性和巖體結(jié)構(gòu)面的控制性，將公路高切坡分成三大類(lèi)(土體高切坡、巖體高切坡和巖土復(fù)合型高切坡)九小類(lèi)。 2、依據(jù)巖性及其組合、巖體結(jié)構(gòu)、巖體強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)面間距、走向與邊坡走向的關(guān)系、結(jié)構(gòu)面傾角與坡角的關(guān)系等各種不同組合情況具體分析了公路高切坡可能的破壞模式，包括整體滑動(dòng)、順層滑動(dòng)、楔形體滑動(dòng)及危巖災(zāi)害等。 3、針對(duì)巖體切割型高切坡，運(yùn)用數(shù)值模擬并結(jié)合有限元強(qiáng)度折減法對(duì)不同開(kāi)挖參數(shù)(不同坡比、不同坡高、不同臺(tái)階

3、寬度)的公路高切坡開(kāi)挖過(guò)程應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)變化規(guī)律進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，開(kāi)挖參數(shù)對(duì)開(kāi)挖后的位移場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)以及穩(wěn)定性影響程度不一樣：開(kāi)挖坡比對(duì)開(kāi)挖引起的應(yīng)力位移、穩(wěn)定性影響較大，而坡高、開(kāi)挖臺(tái)階寬度對(duì)開(kāi)挖引起的應(yīng)力位移、穩(wěn)定性影響相對(duì)較小。隨著開(kāi)挖坡比、坡高的增大，開(kāi)挖引起的應(yīng)力位移也隨之增大，穩(wěn)定性降低；隨著開(kāi)挖臺(tái)階寬度的增大，開(kāi)挖引起的應(yīng)力位移減小，穩(wěn)定性略增。 4、針對(duì)巖體切割型高切坡，運(yùn)用數(shù)值模擬并結(jié)合有限元強(qiáng)度折減法對(duì)不同

4、結(jié)構(gòu)面參數(shù)(結(jié)構(gòu)面不同傾角、結(jié)構(gòu)面走向與坡面走向不同夾角)的公路高切坡開(kāi)挖過(guò)程應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)變化規(guī)律進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)面參數(shù)對(duì)開(kāi)挖后的位移場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)以及穩(wěn)定性影響均較大：隨結(jié)構(gòu)面傾角的增大穩(wěn)定性系數(shù)先降后升，結(jié)構(gòu)面的傾角在40。左右高切坡的穩(wěn)定性系數(shù)最??；隨結(jié)構(gòu)面走向與坡面走向夾角的增大，穩(wěn)定性系數(shù)也隨之增大。 5、由于巖體中的結(jié)構(gòu)面對(duì)公路高切坡的穩(wěn)定性起到控制作用，因此結(jié)構(gòu)面的破壞規(guī)律就是巖質(zhì)高切坡的破壞規(guī)律。從理論上

5、分析了結(jié)構(gòu)面的破壞規(guī)律，并使用ANSYS有限元軟件進(jìn)行非線性有限元強(qiáng)度折減法計(jì)算，結(jié)果顯示數(shù)值模擬與理論分析結(jié)論比較一致。 本文得到重慶市交委科技攻關(guān)項(xiàng)目《公路高切坡巖土安全評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及防治關(guān)鍵技術(shù)研究》的資助。 6、綜合運(yùn)用塊體理論、極限平衡理論等推導(dǎo)了公路高切坡局部穩(wěn)定性計(jì)算公式，運(yùn)用極限平衡理論等推導(dǎo)了公路高切坡整體穩(wěn)定性計(jì)算公式，并結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行了穩(wěn)定性計(jì)算，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際基本吻合。 7、系統(tǒng)地建立