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原文传递都汶公路典型崩塌堆积体边坡稳定性分析

论文题名：	都汶公路典型崩塌堆积体边坡稳定性分析
关键词：	公路崩塌;堆积体;边坡稳定性
摘要：	都汶公路位于龙门山断裂带中段，呈北东向，地质环境和地质构造复杂，沿线崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害较发育，易形成堆积体边坡。因此，堆积体边坡按照成灾类型分为崩塌堆积体边坡、滑坡堆积体边坡、泥石流堆积体边坡。在搞好工程建设的同时开展堆积体边坡稳定性分析，对公路建设和养护工作具有重要的指导意义，也对推动堆积体边坡稳定性的基础理论研究具有重要的社会效益。本文结合前期地质考察资料，通过现场勘察，选择了两处崩塌堆积体边坡进行深入的研究:一处是K25+660～858崩塌堆积体边坡，该边坡经长时间沉积，自然放坡形成，整体形态较陡峭;另一处是K43+040～210崩塌堆积体边坡，该边坡平面形态呈扇型，纵断面形态呈不规则的三角形，横断面形态为宽缓的弧形。这两处崩塌堆积体边坡在公路建设沿线具有一定代表性，本文通过资料查阅及现场勘察，在充分了解研究区域地质情况的基础上，对崩塌堆积体边坡的结构特征和形成机制进行了深入研究，采用二维、三维和离散元数值模拟方法分析了边坡在天然条件下和开挖后的应力分布特征及变形特征，分析了边坡在开挖后的变形破坏机制及运动全过程。在此基础上，对崩塌堆积体边坡的稳定性作出分析并提出合理的防治措施建议。通过研究本文取得了以下主要成果: 　　(1)查清了K25+660～858崩塌堆积体边坡坡体结构特征。该崩塌堆积体边坡地层为三大类:第一大类为第四系全新统崩坡积层(Q4c+dl)，粒径和含量分布不均匀，表面疏松，中部和下部稍密～中密;冲洪积层(Q4al+pl)，表层呈棱角状，卵石呈圆形状态，粒径及含量分布不均，其余砂上质地较密，岩性以卵石土为主，中下部密集。第二大类为第四系更新统冰水堆积层(Qpfl+gl)，局部断面小粒径富含圆形砾石，其余为粘土、粉粒及砂粒，其中砂粒局部为砂土填充，卵石土密实度为致密，固结力弱。第三大类由震旦系晋宁～澄江期花岗闪长岩(γδ22)组成，岩层位于边坡底部基岩，其颜色有多种表现，为灰白色、灰色和麻灰色。可见长石、石英、云母、角闪石等矿物成份，但是后两种较少分布，呈细晶结构、块状结构，质地硬，岩体裂隙相对分布，强风化层的厚度非常薄。　　该崩塌堆积体边坡以碎石和块石夹杂土为主体，零散分布，下层有冰水混合物堆积和卵石层，边坡前缘存在有河流相砂层，但分布不均匀且含水量高，基岩以震旦系晋宁-澄江期花岗闪长岩主要分布，岩体夹杂辉绿岩脉、闪长岩脉和花岗岩脉。边坡整体经长时间的沉积，自然放坡形成，从上往下呈现出陡峭，中部稍缓，坡脚再次陡峭的具体形态，坡度稍缓为35～45°，坡脚因公路建设需要，已经开挖呈直面刀削状，较陡;上部边坡为尖脊，坡度大于70°，山脊高度大于15米，中部边坡45～60°，下部边坡30～45°。　　(2)分析了K25+660～858崩塌堆积体边坡稳定性并提出了工程防治措施建议。工程开挖对边坡的应力场和变形都造成了不同程度的影响，特别是在边坡的坡脚部位，其岩体结构松散，含水量高，可见砂层且强度不高，因而变形表现尤为明显。工程的开挖也对边坡的稳定性产生了不同程度的影响，主要体现在两方面:一方面边坡前缘砂层本身受上覆堆积物的重力影响，存在压缩变形的情况，边坡开挖后进一步加深了这种变形，前缘砂层进一步的压缩变形，为上覆堆积物滑动提供了有利条件。另一方面工程开挖后边坡原有的结构特征和应力场分布情况都受到了破坏，边坡前缘砂层的抗滑能力进一步下降，虽然表象看来整个边坡尚处于极限平衡状态，但是自然条件下存在降雨等因素，这些因素可以打破边坡极限平衡造成失稳。因此，工程建设中应该采取相应的支护措施。　　(3)查清了K43+040～210崩塌堆积体边坡坡体结构特征。该崩塌堆积体边坡地层主要为第四系松散堆积层(Q)和下伏晋宁～澄江期花岗岩(γ2(4)):第四纪全新统冲积层（Q4-2al，Q4-1al），主要为鹅卵石，密实度为疏松～略密，鹅卵石主要由花岗岩和闪长岩组成，填充细砂和粗砂;第四系全新统崩积层(Q4-2c)，为砂砾，密实度为疏松;第四纪全新统崩塌坡积层(Q4-3cdl)，为砂砾土，密实度为疏松～略密。晋宁～澄江期花岗岩(γ2(4))，呈粗粒结构，半结晶，硬岩，大部分岩石较为完整，部分见破碎带。　　该崩塌堆积体边坡的岩性组成主要有受冲洪积影响形成的卵石和漂石层，崩塌形成的碎石和块石以及土质，也有晋宁～澄江期形成的花岗岩。边坡的整体形态平面形状几乎呈扇形，纵截面轮廓呈不规则的三角形分布，截面形状为平缓的弧形，平均坡度为32～38°。　　(4)分析了K43+040～210崩塌堆积体边坡稳定性并提出了工程防治措施建议。工程的开挖对该崩塌堆积体边坡的应力场和变形造成了影响，特别是在坡脚部位，这部分的应力场特征和位移都存在明显的异常，虽然天然条件下整个边坡处于极限平衡状态，仍能保持稳定，但是边坡坡脚部位极可能出现失稳情况。因此，根据该边坡的结构特征，为保证开挖后的安全性，应该对整个边坡进行防护，要特别考虑到坡脚的失稳情况可以对坡脚采取分防护措施。此外，该崩塌堆积体边坡所在区域山高陡峭，时常有局部崩塌和落石情况发生，工程建设或者后期运营管理也应该对边坡后缘基岩的危岩进行处治。
作者：	陈捷
专业：	建筑与土木工程
导师：	赵其华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	成都理工大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文