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复杂地质条件下山区公路边坡稳定性评价及加固方法研究

沈小辉  
【摘要】:广西自治区大部分地区为山区,高速公路全线边坡较多,其中高大边坡所占比例也比较大,边坡在施工及运营过程中经常发生垮塌、滑坡等灾害,严重影响了公路建设和服务水平。由于我国现阶段公路建设任务重、工期短,地质现象隐蔽,在边坡开挖前准确地预测开挖后坡体的地质结构特征非常困难,受上述勘察设计特点的限制,山区高等级公路高边坡的地质问题在勘察和设计阶段很难完全掌握,这往往造成设计方案与地质条件的不符。 本文依托―广东S223梅县丙村至梅城公路高陡边坡稳定性评价及地质灾害预警系统‖、―广西六景至钦州港高速公路高路堑边坡调查及治理方案研究‖、―钦州至崇左高速公路高路堑边坡调查及治理方案研究‖及国家“十一五”科技支撑计划项目“村镇地质灾害防治技术”等项目,在进行多次野外现场研究、获得大量资料的基础上,充分研究区工程地质、岩土体力学参数等资料,以边坡岩体结构为主线,从地质环境条件入手,运用地球化学分析测试手段和地质构造分期配套方法,以研究高边坡岩体结构成因为基础,总结公路边坡岩体破裂变形的成因机理;以岩体结构面的现场调查、稳定性评价方法为核心,以广西钦崇路典型高边坡为工程应用实例,开展论文的研究工作,具体的研究内容和取得的成果如下: (1)岩体结构面是在漫长地质历史演化过程中形成的,它经历了由成岩建造到构造改造和浅表生改造的过程。总结了山区公路边坡岩体结构成因机理的研究方法,并通过数值模拟分析边坡变形破裂形成的过程。 (2)建立了―现场调查-破坏范围预测-评价单元划分-评价值确定-危险性评价‖的设计阶段边坡危险性评价方法。 (3)建立了―现场调查-稳定性评价-治理设计-变形监测-信息反馈-设计优化‖的边坡工程系统性一体化研究思路。 (4)将施工阶段公路边坡稳定性评价方法分为两种,即基于块体理论的评价方法和基于变形理论的评价方法,并分别以工程实例分析了研究方法的可行性。 (5)总结建立了在施工阶段山区公路边坡岩体结构现场快速描述方法,并结合实际工程给出了公路边坡岩体结构破裂变形模式、岩体结构面分级、边坡岩体质量分级的方法。 (6)以钦崇高速公路滑坡为例进行了具体应用,应用结果表明:对于高路堑边坡要结合具体情况采取相应的工程措施,对高大边坡或者地质条件不良的边坡在开挖后要及时支护;对于滑面较深的大型滑坡采用预应力锚索加抗滑桩治理是有效的,预应力锚索抗滑桩减小了桩身受力,从而可减少桩的横截面积、钢筋用量和桩的埋深,是一种值得推广的加固措施;挖方边坡的地质模式和过程的定性评价是进行稳定性评价的关键,力学机制的定量评价是重要的辅助手段,同时为整治设计提供了重要的依据;数值仿真模拟计算手段能有效地再现挖方边坡的破坏过程和机制,并可以预测在运营期间边坡的稳定程度和破坏形式。


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