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边坡加固方案的优化设计

文华  
【摘要】:边坡工程涉及到国民经济建设的各个方面,如露天采矿工程、铁路、公路、水利建设、房屋建筑与市政建设等等,它一方面关系到其所维系的各种构筑物的安全与正常使用,另一方面又影响到构筑物的建设成本。随着人口的急速增长和土地资源的过度开发,边坡问题已变成同地震和火山相并列的全球性三大地质灾害之一。 在公路方面,长期以来,路基边坡的治理一直是高速公路建设中的一个薄弱环节,在20世纪80年代中期以前,我国主要以低等级公路建设为主,由于交通量小,线路选择时深挖高填较少,加之投资不大,因而边坡治理工程不作为公路建设的主体工程,甚至在工程中对边坡的治理研究常常被忽视。20世纪80年代以来,随着我国公路建设的飞速发展,边坡稳定性问题日益突出,但由于缺乏对边坡治理技术的系统研究,从而为工程埋下隐患,边坡失稳将造成交通中断,甚至造成巨大的经济损失和不良的社会影响,同时大大增加了后期维护处治费用。因此,对于一个具体的边坡,在选择支挡方案时,如何进行有效地支护,并且尽可能地降低工程造价,即对边坡加固方案进行优化设计,这是需要考虑的首要问题。 本文阐述了各种边坡加固技术的设计原理与适用条件;归纳总结了边坡分类及其加固方案的选择方法;并通过对锚杆(索)作用机理的分析,以锚固角作为关键因子,推导最优化锚固角和最大抗滑力锚固角计算公式;此外运用有限单元法,计算出边坡内部各点的应力、位移和塑性区,用强度折减法对边坡进行稳定性评价。 同时,结合云南某高速公路边坡处治的实际工程,运用上述的理论和方法对K47+475~K47+630右侧边坡加固进行了优化设计,力争做到使用上安全可靠、施工技术上简便可行、经济上合理。


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