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顺层岩质边坡稳定性分析与防治研究

李道明  
【摘要】: 随着我国经济的飞速发展,基础设施建设也正以前所未有的速度发展,道路工程特别是高等级公路工程建设逐步向山区挺进。由于我国的地形条件困难,三分之二面积是山地,特别是南方地形变化大,地质构造复杂,岩体结构多变,道路工程建设中岩质边坡工程问题相对较为突出。过去的工程实践经验表明,顺层岩质边坡是失稳最多、危害最大的一类边坡,给工程建设和生命财产造成了重大的损失。目前,由于对顺层岩质边坡的稳定性分析及防治加固设计方法尚缺乏深入系统的研究,因此,如何分析评价顺层岩质边坡的稳定性,并提出相应的处治方法以及此类路堑边坡合理的设计方案是道路工程急需解决的一道难题。 本文采用理论分析和数值分析相结合的手段,对顺层岩质边坡的变形破坏机理、稳定性分析、防治加固措施及路堑边坡设计等进行了较为全面系统的分析和研究,主要研究工作如下: (1)全面分析影响顺层岩质边坡稳定的因素,论述了结构面在岩质边坡中的控制作用,根据工程地质特点对顺层岩质边坡进行分类,总结了顺层岩质边坡常见的变形破坏模式,研究了其破坏机理,并根据其破坏机理和模式,建立了力学模型进行稳定性分析。 (2)将强度折减理论应用于顺层边坡稳定性的离散元分析,给出了边坡稳定的安全系数,并确定了模拟过程中边坡失稳及滑动面的判别方法。建立了顺层岩质边坡离散元分析模型,并进行变形破坏的数值分析,来进一步研究顺层岩质边坡破坏的形成机制及发展演化,在此基础上对影响顺层岩质边坡的因素进行敏感性分析,得到影响顺层岩质边坡稳定的关键因素。 (3)总结了目前边坡常用的防治方法,重点阐述了预应力锚索治理边坡的作用机理并给出了其设计计算方法。通过对顺层岩质边坡稳定性的分析研究,提出了相应的防治对策。根据论文研究成果和国内外顺层岩质边坡工程设计的经验,确定了顺层岩质路堑边坡的设计方法,在实际工程应用中取得了很好的效果。


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