建筑岩质边坡稳定与控制研究

【摘要】：岩质边坡是一类重要的岩土工程,在山地城市建设、公路、铁道、水利、矿山和国防等建设工程中十分常见。随着城市建设及土地开发,建筑物周边的环境边坡——建筑岩质边坡在山地城市建设中日益增多。建筑岩质边坡虽然规模不大,但由于其与周边环境、人类活动联系密切,会直接影响到建筑主体工程的可行性论证、经济指标和正常使用等。目前对于一些建筑岩质边坡的破坏机制认识尚不足,一方面过于保守的设计造成边坡工程造价过高、极不经济;另一方面边坡经常发生失稳事故,危及人民的生命财产,给国家带来了巨大的损失。因此,有必要加强研究建筑岩质边坡的稳定性及其控制。 本文以结构较完整的无外倾结构面建筑岩质边坡为研究对象,重点针对建筑岩质边坡的稳定性分析及其控制问题进行了深入的研究,得到了一些有意义的研究成果,并在实际工程中加以了应用,取得了显著的经济效益和社会效益。论文的主要工作有: 1)建立了建筑岩质边坡岩体卸荷力学参数的确定方法,结合现场调研和理论分析,在确认边坡整体稳定的前提下,采用岩体卸荷非线性力学方法(变刚度法)研究了边坡的渐进破坏过程并确定了坡顶应力卸荷区范围,提出了无外倾结构面建筑岩质边坡岩石侧压力分布规律及相应的计算公式。 2)通过分析传统的边坡支挡结构设计不利于最终有效控制边坡稳定性的原因,提出了建筑岩质边坡稳定性“全过程动态控制”的新概念,阐述了建筑岩质边坡稳定性全过程动态控制的基本理论和三维控制体系的构成。 3)结合建筑岩质边坡的研究实践,系统地研究了建筑岩质边坡的稳定性控制,建立了一套较为完善的建筑岩质边坡稳定性控制的技术方法体系。提出了通过控制坡顶关键块体来确保无外倾结构面建筑岩质边坡整体稳定的新理论,并通过数值分析及边坡监测,验证了该控制方案的可靠性及相对于常规方案的优越性。 4)通过对重庆市渝中区旧城改造桂花园小区工程实例成功经验的研究总结,提出了研究边坡顶部建造高层建筑物时坡顶地基及边坡整体稳定性综合分析方法。利用超载法模拟了边坡顶部建造高层建筑物时边坡的变形破坏过程,并提出了坡顶建筑物地基及边坡的安全判据。 5)通过分析斜坡上地基的应力分布,以及根据现场载荷试验资料和室内试验对比资料,提出了以天然湿度条件下的单轴受压强度作为岩石质量指标确定坡顶建筑物地基承载力的方法;基于坡顶建筑物基础设计与边坡防治工程设计相结合的原则,通过分析影响坡顶建筑物及边坡的整体稳定性的控制因素,提出了采用