順層巖質(zhì)邊坡開(kāi)挖穩(wěn)定性及其支護(hù)措施研究.pdf

1、論文以渝懷鐵路順層巖質(zhì)邊坡為工程背景，采用多種手段和方法，對(duì)順層巖質(zhì)邊坡的變形破壞機(jī)理、穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及其支護(hù)措施等方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究與分析。 (1)以大量順層巖質(zhì)邊坡典型工點(diǎn)的實(shí)例調(diào)查資料為基礎(chǔ)，主要依據(jù)層狀巖體的巖性組合類(lèi)型，將順層巖質(zhì)邊坡分為五大類(lèi)，分別闡述了各類(lèi)邊坡的工程地質(zhì)特征。 (2)對(duì)影響順層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的主要因素及其變形破壞模式進(jìn)行了研究總結(jié)。影響因素大體上分為地質(zhì)因素、工程因素以及其它因素。變形破壞模式主

2、要包括滑移－拉裂、滑移－壓致拉裂、滑移－彎曲、彎曲－拉裂、塑流－拉裂、滑劈破壞、順層滑移等七種。 (3)以有限元計(jì)算和模型試驗(yàn)為手段對(duì)同向?qū)訝顜r質(zhì)邊坡的開(kāi)挖變形規(guī)律同邊坡走向與巖層走向夾角的關(guān)系作了較為詳細(xì)的研究。研究結(jié)果表明：對(duì)于單面臨空和雙面臨空的同向?qū)訝顜r質(zhì)邊坡，當(dāng)邊坡走向和巖層走向夾角分別大于40°和60°以后，均基本上不用考慮順層現(xiàn)象對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，即此時(shí)可將該邊坡視為非順層巖質(zhì)邊坡。 (4)針對(duì)工程中常見(jiàn)

3、的滑移－拉裂破壞模式順層巖質(zhì)邊坡，考慮層面抗剪強(qiáng)度參數(shù)隨卸荷及風(fēng)化程度降低的情況，推導(dǎo)出順層巖質(zhì)邊坡順層滑動(dòng)范圍的計(jì)算公式。針對(duì)滑移－彎曲破壞型順層巖質(zhì)邊坡，將其視為彈塑性板翹曲問(wèn)題，同時(shí)考慮了邊坡長(zhǎng)度以及巖體塑性對(duì)其穩(wěn)定性的影響，推導(dǎo)了相應(yīng)穩(wěn)定性計(jì)算公式。 (5)討論了邊坡的開(kāi)挖卸荷效應(yīng)。對(duì)應(yīng)于邊坡開(kāi)挖卸荷的空間效應(yīng)，提出可根據(jù)開(kāi)挖后邊坡巖體的位移分區(qū)和節(jié)理裂隙擴(kuò)展情況，在開(kāi)挖后形成的邊坡中劃分出開(kāi)挖松動(dòng)區(qū)、輕微擾動(dòng)區(qū)和原巖應(yīng)

4、力區(qū)三個(gè)區(qū)域。 (6)基于邊坡開(kāi)挖卸荷效應(yīng)的研究成果，給出了用于分析人工開(kāi)挖邊坡穩(wěn)定性的強(qiáng)度折減法，即：首先根據(jù)邊坡的開(kāi)挖方式，按開(kāi)挖卸荷程度對(duì)邊坡巖體進(jìn)行分區(qū)(即開(kāi)挖擾動(dòng)區(qū)的分區(qū))，然后分區(qū)選擇卸荷巖體力學(xué)參數(shù)，即考慮開(kāi)挖擾動(dòng)區(qū)(主要考慮開(kāi)挖松動(dòng)區(qū))內(nèi)巖體力學(xué)參數(shù)的弱化，最后在此基礎(chǔ)上使用強(qiáng)度折減法計(jì)算邊坡的安全系數(shù)及其潛在滑面。 (7)給出了考慮開(kāi)挖卸荷效應(yīng)的邊坡穩(wěn)定性分析基本方法，即：1)確定初始工程地質(zhì)條件；2)

5、選擇初始巖體力學(xué)參數(shù)并建立相應(yīng)的初始地質(zhì)概化模型；3)卸荷巖體分區(qū)，即確定開(kāi)挖松動(dòng)區(qū)；4)分區(qū)選擇巖體卸荷后的卸荷巖體宏觀力學(xué)參數(shù)(降低開(kāi)挖松動(dòng)區(qū)巖體力學(xué)參數(shù))，使用強(qiáng)度折減法計(jì)算邊坡安全系數(shù)及潛在滑動(dòng)面；5)確定支護(hù)措施及其相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)。 (8)設(shè)計(jì)出用于加固順層巖質(zhì)邊坡的輕型支護(hù)體系，即注漿提高結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度再輔以微型樁加固的支護(hù)體系。根據(jù)微型樁的結(jié)構(gòu)布置形式，將微型樁體系分為三種類(lèi)型，即獨(dú)立微型樁體系，平面桁架微型樁體系和

6、空間桁架微型樁體系。對(duì)輕型支護(hù)體系加固順層巖質(zhì)邊坡的作用機(jī)理和適用性進(jìn)行了研究。給出了輕型支護(hù)體系加固順層巖質(zhì)邊坡的設(shè)計(jì)流程，并對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算理論進(jìn)行了較為系統(tǒng)地研究。 (9)通過(guò)室內(nèi)漿材配比試驗(yàn)、室內(nèi)地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試試驗(yàn)對(duì)順層巖質(zhì)邊坡破壞機(jī)理及其支護(hù)措施進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：注漿可以較大幅度地提高結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度，增加順層巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性；微型樁則可以在順層巖質(zhì)邊坡施工中方便、快速、及時(shí)施作，有效控制邊坡變形；對(duì)于順