碎裂岩体路堑高边坡失稳机理及防治技术研究

论文摘要

碎裂状岩体路堑高边坡的稳定性目前已成为工程界非常关注的问题,特别是在地质条件复杂的山区,该问题尤其突出。目前对于该问题的研究成果主要是设计和施工期间的稳定性分析和加固防护措施,而对于工后特别是复杂山区路堑边坡的工后滑坡失稳机理的研究工作做得较少,相应的成果不多,技术储备不够。为此本论文结合西部交通建设科技项目《川藏公路前龙段滑坡机理及整治技术研究》,以川藏公路为依托工程开展碎裂岩体路堑边坡失稳机理及防治技术研究。研究成果除直接应用于川藏公路路堑边坡的病害防治工程外,对于类似工程的设计施工以及工后病害防治也都有重要意义。 首先对碎裂岩体路堑高边坡病害进行广泛调查,按照工程地质特征对病害模式进行分类,找出各类边坡病害的发生、发展规律。在此基础上,重点研究川藏公路前碉桥～龙胆溪病害工点,利用地质学、岩土力学等多学科的理论,研究典型工点的滑坡失稳机理。同时利用地质力学模型试验和数值计算分析方法对失稳机理加以验证,在此基础上提出有效的防治措施。取得的主要研究成果如下: 1.总结出了碎裂岩体路堑高边坡的病害类型及其相互转换关系。 这些病害中危害较大的是滑坡与错落、坍塌,分析了这些病害的特征和相互间的区别,指出了崩塌、错落、坍塌转变成滑坡的可能性和条件。影响碎裂岩质高边坡稳定性的因素较多,其中坡体结构对边坡病害的控制性、水的作用和工程因素对边坡稳定性的影响较大。 2.提出了碎裂岩体路堑高边坡失稳机理、发生原因和演变过程。 以川藏公路前龙段1#滑坡为典型实例,研究了1#滑坡的生成的原因主要是该工点坡体高而陡峭（自然坡度大于40°）,岩体破碎,强度低、变形大。加上雨水渗透、龙胆溪下切等外界因素的影响,最终造成坡体失稳。失稳机理可概括为:龙胆溪下切→导致山体产生错落→在错落带内孕育了老滑坡的滑动带→老滑带贯通后产生滑坡趋势→老滑坡滑动后趋于稳定→在暴雨及泥石流的影响下老滑坡局部复活→产生1#滑坡。该碎裂岩体边坡造成的病害原因是,错落在前,滑动在后,滑坡是由错落转换而成。滑体依附于错落体,滑动带依附于错落带。其演变过程如图3-4所示。1#滑坡先后经历了蠕动变形→加速滑动→间歇性运动→压密固结等几个发展过程。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 研究的背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 关于碎裂岩体高边坡失稳机理的研究
• 1.2.2 滑坡机理研究
• 1.2.3 碎裂岩体高边坡病害防治方面的研究
• 1.3 研究内容
• 1.4 技术路线
• 第2章 碎裂岩体路堑高边坡病害模式研究
• 2.1 碎裂岩质路堑边坡病害调查
• 2.2 碎裂岩质路堑边坡的地质特征
• 2.2.1 碎裂岩质路堑边坡的地质特征
• 2.2.2 公路工程环境条件下碎裂岩质路堑边坡的特征
• 2.2.3 风化性和坡体内的水环境
• 2.3 碎裂岩体路堑边坡病害类型及特征
• 2.3.1 滑坡类型和特征
• 2.3.2 错落病害特征
• 2.3.3 坍塌
• 2.3.4 崩塌、错落、坍塌转变成滑坡
• 2.4 碎裂岩质高边坡稳定性的影响因素
• 2.4.1 坡体结构控制边坡病害
• 2.4.2 水对边坡病害的重要影响
• 2.4.3 工程因素对边坡病害的重要影响
• 2.5 本章小结
• 第3章 典型工点病害发生发展机理研究
• 3.1 前龙段的地质特征及其病害模式
• 3.1.1 地形地貌
• 3.1.2 地层岩性及工程性质
• 3.1.3 构造及岩体结构
• 3.1.4 地下水特征
• 3.1.5 沿线滑坡特征、类型及分布规律
• #滑坡的发生发展机理'>3.2 1^#滑坡的发生发展机理
• #滑坡的性质、规模及危害'>3.2.1 1^#滑坡的性质、规模及危害
• #滑坡体的地层岩性与分布特征'>3.2.2 1^#滑坡体的地层岩性与分布特征
• #滑坡的形成机理'>3.2.3 1^#滑坡的形成机理
• #滑坡的发展变化过程'>3.2.4 1^#滑坡的发展变化过程
• #滑坡的发生机理在施工期间的地质验证'>3.3 1^#滑坡的发生机理在施工期间的地质验证
• 3.4 本章小结
• 第4章 碎裂岩坡失稳机理的地质力学模型试验研究
• 4.1 试验模型设计及试验内容与方法
• 4.1.1 模型设计
• 4.1.2 试验量测系统
• 4.2 自然状态下坡体稳定性的试验结果分析
• 4.2.1 试验过程
• 4.2.2 位移分析
• 4.2.3 土压力变化分析
• 4.2.4 坡体的变形发展机理分析
• 4.3 加支挡条件下试验结果分析
• 4.3.1 试验过程
• 4.3.2 位移分析
• 4.3.3 土压力变化分析
• 4.4 支挡结构的测试结果分析
• 4.4.1 锚索的测试结果分析
• 4.4.2 框架立柱的试验结果分析
• 4.4.3 预应力锚索抗滑桩的试验结果分析
• 4.4.4 预应力锚索抗滑桩的理论计算
• 4.4.5 预应力锚索抗滑桩的内力分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 碎裂岩坡失稳机理的数值分析
• 5.1 数值分析模型及计算说明
• 5.1.1 基本说明
• 5.1.2 岩土体本构模型及单元类型
• 5.1.3 结构的模拟
• 5.1.4 材料参数的取值
• 5.1.5 计算过程
• 5.2 坡体在自然状态下的数值计算结果分析
• 5.2.1 位移分析
• 5.2.2 土压力变化分析
• 5.2.3 塑性区和主拉应力区
• 5.2.4 解除坡脚支撑对坡体变形影响的说明
• 5.2.5 小结
• 5.3 坡体在加支挡结构状态下的数值计算结果分析
• 5.3.1 位移分析
• 5.3.2 土压力变化分析
• 5.3.3 塑性区和主拉应力区
• 5.3.4 支挡结构受力分析
• 5.3.5 支挡结构的加固效果分析
• 5.4 数值计算结果与地质力学模型试验结果的对比分析
• 5.4.1 位移
• 5.4.2 土压力变化
• 5.4.3 支挡结构的受力及加固效果
• 5.5 本章小结
• 第6章 典型病害工点治理工程技术
• 6.1 治理工程概述
• 6.2 设计参数的确定
• 6.2.1 锚索参数的确定
• 6.2.2 滑坡设计参数的确定
• 6.3 预应力锚索框架地梁的设计
• 6.3.1 现行设计理论和方法概述
• 6.3.2 现场测试数据分析
• 6.3.3 设计理论研究
• 6.3.4 预应力锚索张拉顺序对锚索预应力的影响
• 6.4 普通抗滑桩和锚索抗滑桩
• 6.4.1 现行设计理论和方法概述
• 6.4.2 普通抗滑桩和预应力锚索抗滑桩的现场测试数据分析
• 6.4.3 普通抗滑桩和锚索抗滑桩的设计理论和方法
• 6.4.4 关于刚性桩设计方法的探讨
• 6.5 预应力锚索与抗滑桩相互作用问题
• 6.6 本章小结
• 第7章 碎裂岩体高边坡锚索桩设计理论探讨
• 7.1 关于半坡桩的设计
• 7.1.1 半坡桩与坡脚桩的区别
• 7.1.2 半坡桩桩位的设置
• 7.1.3 桩前抗力处理方法的建议
• 7.2 碎裂岩体高边坡锚索桩内力计算理论的探讨
• 7.2.1 概述
• 7.2.2 现有设计计算方法的分析
• 7.2.3 预应力锚索抗滑桩的改进计算方法
• 7.2.4 计算工程实例
• 7.3 合理桩间距的确定
• 7.3.1 桩间距现有计算方法简介
• 7.3.2 土拱效应分析
• 7.3.3 计算方法
• 7.3.4 工程实例
• 7.4 锚索预应力松弛的影响因素及对策
• 7.4.1 引言
• 7.4.2 影响预应力损失的因素及损失量的评估
• 7.4.3 避免或减少预应力损失的对策
• 7.5 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果