红层软岩的工程特性及其边坡稳定性研究

论文摘要

本文是以“高边坡施工期与工后长期稳定性预测及处治研究”课题为背景,以湖南浏(阳)醴(陵)高速公路第一至第八合同段路线的红层软岩路堑边坡为依托工程,对路线红层区典型红层软岩的物理力学性质、红层软岩边坡的工程地质特性、红层边坡的失稳变形机制、稳定性分析与评价以及不同的开挖施工与加固顺序对边坡稳定性的影响进行研究分析。通过现场踏勘工程地质调绘及相关地质文献的查阅,本文对课题依托工程的区域地质环境和工程地质特性进行了研究,根据研究结果,路线红层区的地形地貌总体较平缓,水系较发达,地震烈度低,地质构造作用不强烈,总体上路线右侧为顺层坡,主要的不良地质为红层边坡的滑塌。通过室内试验对红层软岩的物理力学性质进行了系统的研究,主要进行的室内试验有:岩土体的物理指标试验、红层土体的抗剪强度试验、红层软岩的压缩变形试验、饱和抗压试验、干湿循环抗压试验、变角剪切试验、含软弱夹层的结构面抗剪试验等,通过这些试验,掌握了本路线红层岩土体的物理力学性质。通过分析路堑边坡的坡体地质结构类型、应用赤平投影图、FLAC3D程序等对典型边坡的变形破坏形式、破坏机理、稳定性分析与评价等进行了定性与定量的分析研究。从影响红层软岩边坡施工期稳定性的因素出发,利用红层软岩边坡开挖卸荷岩体力学相关理论,并对红层软岩边坡开挖后及时支护与滞后支护两种工况进行对比分析,得出边坡在开挖后应及时进行防护的结论。本文对红层软岩的工程性质及其边坡稳定性研究得到的相关结论,对指导浏醴高速公路沿线红层软岩边坡及其它类似边坡工程的设计和施工具有指导意义和参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 红层及其边坡的基本特征与工程危害
• 1.2.1 红层及其边坡的基本特征
• 1.2.2 红层及其边坡的工程危害
• 1.3 红层的工程特性及其边坡稳定性的研究现状
• 1.3.1 红层软岩的性状研究现状
• 1.3.2 红层边坡稳定性及其影响因素的研究现状
• 1.4 红层及其边坡稳定性研究存在的问题
• 1.5 本文研究方法与研究内容
• 1.6 论文的重点难点及研究成果
• 1.6.1 重点难点
• 1.6.2 研究成果
• 第二章 红层软岩的地质特性
• 2.1 浏醴高速公路沿线红层形成的地质历史背景
• 2.2 浏醴高速公路沿线红层的区域地质环境
• 2.2.1 地形、地貌
• 2.2.2 气象、气候特征
• 2.2.3 地质构造
• 2.2.4 水文地质条件
• 2.2.5 地震及不良地质现象
• 2.3 红层软岩的工程地质特性
• 2.3.1 红层的宏观特征
• 2.3.2 红层的岩石学分类
• 2.3.3 红层软岩岩体结构特征
• 2.3.4 红层物理地质现象
• 2.4 本章小结
• 第三章 红层岩土体物理力学性质研究
• 3.1 概述
• 3.2 红层的物质成分及主要物理指标
• 3.2.1 红层的物质成分
• 3.2.2 红层的主要物理性质指标
• 3.3 红层土体的强度特性
• 3.3.1 红层风化残积土的地质结构特征
• 3.3.2 影响抗剪强度的主要因素
• 3.3.3 红层风化残积土的抗剪强度试验
• 3.3.4 红层风化残积土的抗剪强度的分析
• 3.4 红层岩体的强度特性
• 3.4.1 红层软岩的岩石压缩变形试验与饱和抗压试验
• 3.4.2 红层软岩的干湿循环抗压试验
• 3.4.3 红层软岩的抗剪强度试验（变角板剪切）
• 3.4.4 红层软岩的弱面剪切试验
• 3.5 本章小结
• 第四章 红层软岩边坡的失稳变形机制与稳定性分析
• 4.1 浏醴高速公路红层岩质边坡的类型
• 4.1.1 红色砂岩边坡
• 4.1.2 砾岩边坡
• 4.1.3 软硬互层的红层边坡
• 4.2 红层岩质边坡的破坏模式及破坏机理
• 4.2.1 缓倾角的顺层滑坡
• 4.2.2 差异风化引起的拉裂崩塌破坏
• 4.3 红层岩质边坡的稳定性分析及评价
• 4.3.1 典型边坡的岩体结构稳定性分析与评价
• 4.3.2 边坡稳定性的数值分析
• 4.3.3 K21+214～K21+318（右）路堑边坡的稳定性的数值分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 红层边坡施工期的动态仿真分析
• 5.1 红层岩质边坡稳定性影响因素分析
• 5.2 红层软岩路堑边坡岩体在开挖卸荷作用下的力学特征
• 5.3 不同开挖与加固顺序的动态比较仿真分析
• 5.3.1 边坡的开挖、加固设计
• 5.3.2 计算模型及动态计算方案
• 5.3.3 动态模拟计算结果的比较分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A
• 附录B