巨厚松散层高陡斜坡的形成机理及其防治工程效应研究 ——川藏公路102滑坡群2～#滑坡工程例析

论文摘要

川藏公路102滑坡群2~#滑坡是发育在厚度近300 m的松散层高陡斜坡上的一个巨型滑坡体，每年滑坡体的不断解体失稳破坏及其后高近200m的松散高陡边坡的局部失稳破坏给川藏公路的正常运行造成了极大的影响。在地壳隆升强烈、风化剥蚀严重、河流急速下切等极为特殊的青藏高原这一特殊地质背景下形成了如此厚的松散堆积物，搞清这些巨厚层松散堆积物形成的地质背景、物质来源、形成过程、物质特性等对这种松散高陡斜坡以及其上发育的滑坡等灾害的失稳诱发因素、发展趋势、稳定性评价、如何防治等均具有十分重要的理论意义和实际意义。 本文在分析研究大量资料的基础上，依据青藏高原的地质背景，从高原的隆升特征、活动构造与地震特征、气候冰川特征入手，结合研究区的工程地质条件，得出了青藏高原这一特殊地质背景下巨厚松散层高陡斜坡的形成机理：即①隆升效应所产生的地形地貌变化、气候变化、冰川活动、构造及地震活动、大规模的构造热事件及熔融作用等效应极大的加剧了大陆的风化速率，从而在高原顶部及斜坡地带产生了大量的松散堆积物；②冰川、泥石流、滑坡等的发生使这些松散物集中搬运，在局部地段形成了巨厚层堆积；③河流的急剧侵蚀使这些快速堆积起来的巨厚层松散堆积物快速下切形成了高陡斜坡。 在上述分析及现场勘察研究的基础上，详细论述了发育在总厚度300余米的松散高陡斜坡上的2~#滑坡的工程地质特征、诱发因素、失稳破坏特征等，并依据松散堆积物的特征，采用反分析理论并结合试验资料，确定了该地段松散堆积物的强度参数，进而采用有限元法、极限平衡法对滑坡体及其高度近200m的滑坡后壁高陡斜坡的稳定性进行了研究，并结合其变形破坏方式与公路工程的特点，提出了以预应力锚索肋板墙为主要加固工程的综合治理措施，以达到修筑高填方路堤和治理滑坡的目的。 由于松散介质与岩体介质的较大差异，文中采用二维弹塑性有限元模拟的办法，结合现场锚固试验成果，分析研究了松散介质内大吨位长锚索的应力传递及应力响应问题、因松散体强度较低导致的锚固段锚固能力问题、因松散体变形模量较小而导致的预应力衰减问题以及因松散体结构力弱而导致的群锚效应问题。得出了松散介质内预应力锚索体系失效的主要破坏形式、锚索体及锚固岩土体在

论文目录

• 0 绪论
• 0.1 问题的提出及本课题的研究意义
• 0.2 国内外研究现状
• 0.2.1 稳定性研究
• 0.2.2 治理措施研究
• 0.2.3 锚固技术研究
• 0.3 本论文研究的主要内容及技术路线
• 1 区域地质背景
• 1.1 青藏高原隆升特征
• 1.1.1 青藏高原隆升机制简述
• 1.1.2 青藏高原隆升过程
• 1.2 青藏高原活动构造与地震特征
• 1.2.1 青藏高原活动构造基本发育过程
• 1.2.2 青藏高原活动构造基本活动类型及分布特征
• 1.2.3 青藏高原隆升的地震活动效应
• 1.2.4 青藏高原活动构造与地震活动的关系
• 1.3 青藏高原气候与冰川特征
• 1.3.1 青藏高原冰期的划分
• 1.3.2 青藏高原隆升、气候与冰川演化的关系
• 2 巨厚松散层高陡斜坡形成的地质背景
• 2.1 地形地貌
• 2.2 地层岩性
• 2.3 构造与地震
• 2.4 气候与水文
• 3 巨厚松散层高陡斜坡的形成机理
• 3.1 地壳隆升效应——松散物的形成
• 3.1.1 断裂构造与地应力释放作用
• 3.1.2 冻融及冰川作用
• 3.1.3 化学风化作用
• 3.2 山地灾害效应——松散物的搬运与堆积
• 3.2.1 山地灾害的类型与特点
• 3.2.2 山地灾害对松散物的集中搬运与堆积
• 3.3 河流侵蚀下切效应——高陡斜坡形成
• #滑坡的稳定性研究'>4 102滑坡群2^#滑坡的稳定性研究
• #滑坡的工程地质特征'>4.1 2^#滑坡的工程地质特征
• #滑坡的形成及与水的关系'>4.2 2^#滑坡的形成及与水的关系
• #滑坡的稳定性研究'>4.3 2^#滑坡的稳定性研究
• 4.4 松散高陡斜坡的稳定性研究
• #滑坡的防治对策研究'>5 102滑坡群2^#滑坡的防治对策研究
• 5.1 防治工程的目的、方案及存在问题
• 5.2 综合保通治理方案
• 6 松散体内大吨位长锚索的受力研究
• 6.1 引言
• 6.2 松散体内大吨位长锚索受力的数值模拟
• 6.2.1 计算原理
• 6.2.2 计算模型及计算参数
• 6.2.3 计算结果
• 6.3 松散体内大吨位长锚索的应力响应及锚固能力
• 6.3.1 松散体内大吨位长锚索的应力响应
• 6.3.2 极限锚固力与锚固长度的关系
• 6.3.3 介质特性对锚索受力的影响
• 6.4 松散体内大吨位长锚索的应力衰减特征
• 6.4.1 介质特性对应力衰减的影响机理
• 6.4.2 松散体内预应力衰减特征
• 6.5 松散体内大吨位长锚索的群锚效应
• 6.5.1 物理效应
• 6.5.2 力学效应
• 7 整治工程效果评价
• 7.1 整治工程稳定性数值模拟评价
• 7.2 预应力锚索工程应力监测分析评价
• 7.3 滑坡体及高筑填路堤变形监测分析评价
• 7.4 小结
• 8 结论与建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士期间的主要研究成果