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红砂岩顺层岩质边坡稳定性数值分析及处治技术研究

徐顺平  
【摘要】:随着我国高速公路向西部山区快速发展,滑坡问题已成为高速公路建设的“顽疾”,其中顺层边坡的破坏与失稳更是工程建设中的重要难题之一。顺层岩质边坡是指具有一组优势结构面的岩层倾向与边坡倾向一致的边坡。顺层岩质边坡具有复杂的层理结构、岩体多重倾角组合、以及软弱夹层,此类边坡在施工开挖过程中,由于雨水冲刷及施工爆破震动的影响,岩体极易沿层状结构面发生破坏。导致边坡发生各种模式的破坏,而成为边坡工程中的重点和难点。目前,国内外对顺层边坡的研究取得了一定的成果,但是针对由红砂岩构成的顺层边坡研究不多。因此,开展红砂岩顺层边坡破坏机理及其支挡措施的研究,对湖南红砂岩地区边坡处治具有重要的现实意义。 本文以炎汝高速红砂岩顺层边坡为工程依托,通过现场取样对典型红砂岩进行室内试验,得到红砂岩各种物理力学特性,同时对顺层岩质边坡影响因素进行总结。根据顺层边坡不同岩性组合,对其破坏模式和破坏机理进行研究,总结出顺层边坡破坏的七种模式。对工程实践中比较常见的破坏模式进行研究,提出顺层岩质边坡理论计算公式,为边坡的定量分析提供指导。结合岩土工程中常用数值分析方法,详细介绍FLAC~(3D)(快速拉格朗日法)计算原理,并以炎汝25标段典型顺层岩质边坡为计算模型,对该边坡进行数值模拟,研究该边坡在开挖过程中岩体应力分布规律。同时通过现场监控,分析边坡岩体稳定性,及其边坡岩体潜在滑动带的深度和层数,为边坡加固提供指导。利用FLAC~(3D)进行边坡稳定性系数计算,通过计算得知边坡处于不稳定状态,提出了全长锚杆框架梁边坡加固方案,通过数值模拟证实加固效果良好。


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