详情

原文传递贵州某机场高填方边坡稳定性研究

论文题名：	贵州某机场高填方边坡稳定性研究
关键词：	机场工程;高填方边坡;稳定性;极限平衡
摘要：	拟建机场位于贵州省威宁县内，场区内地层主要由第四系残破积物(Q4el+pl)、二叠系下统梁山组(P1l)以及上石炭统马坪群组(C3mp)组成，其中二叠系梁山组(P1l)岩性为中厚层砂岩夹层薄层状的炭质页岩、泥岩，属于硬岩夹软岩的组合类型。受威宁背斜控制，区内边坡为顺层结构，自然状态下发育的主要地质灾害为滑坡。该拟建机场设计填方高度最高达66m，平均填方高度大于在30m，在此边坡上进行填方，边坡的稳定性问题严重。因此，本文以高填方边坡为研究对象，研究此类高填方边坡的稳定性，对该类型机场高填方边坡的稳定性分析具有重要的工程意义。　　为了研究该机场高填方边坡的稳定性，首先，在查明研究区自然边坡的地质条件、岩土体结构和力学特征以及变形破坏特征的基础上，分析自然边坡的变形破坏机制。然后，利用自然边坡的变形破坏机制，通过地质分析，分析了高填方边坡的稳定性影响因素，进而探讨了高填方边坡的变形破坏模式。最后，考虑天然、暴雨和地震三种工况，应用FLAC-3D分析整个填方体边坡的稳定性，再采用极限平衡法分析三条典型剖面上不同填方边坡的稳定性，并在此基础上，对该机场边坡提出针对性的治理防治措施建议。通过上述内容的研究得出以下结论: 　　(1)自然状态下区内发育滑坡3处，不稳定斜坡1处，规模为中小型。其发育受到地形地貌、地层岩性、地质构造、坡体结构、降雨和地震等多种因素控制，空间分布相对集中，主要发育在Ⅰ＃沟流域，以及Ⅳ＃沟左侧顺层斜坡中。其中斜坡自然坡度在14～27°，坡面呈现“陡—缓—陡”的形态特征，具有以泥岩和炭质页岩为主的软弱夹层，在临空条件较好的顺层斜坡中极为发育。　　(2)研究区内滑坡、不稳定斜坡的坡体内部岩层为中厚层砂岩夹薄层状泥岩、炭质页岩，砂岩厚度0.3～0.5m，泥岩、炭质页岩层厚小于0.1m，为硬岩夹软岩的组合类型，岩层倾角由陡变缓，软弱夹层在坡体前缘并未剪出。砂岩和泥岩、炭质页岩间存在透水性的差异，雨水透过砂岩层入渗到泥岩等阻水层面，造软弱岩层的软化。其自然边坡的变形破坏机制为滑移—弯曲。　　(3)结合自然边坡的坡体结构、地形地貌和变形破坏机制分析得出，影响高填方边坡稳定性的因数有四种:一是自然边坡上植被的发育特征;二是第四系覆盖层的分布特征;三是自然边坡发育的地形地貌;四是边坡的坡体结构类型。结合影响因数分析高填方边坡的主要破坏方式分为五种:一是沿自然边坡坡体表面发生的变形破坏;二是沿着第四系覆盖层内的变形破坏;三是沿着基覆界面的变形破坏;四种是沿着原有滑面的破坏;五是沿着软弱结构面的深层次破坏。　　(4)对高填方边坡的稳定性进行FLAC-3D数值模拟分析:天然工况下，填方体的整体位移较小，主要位移区分布在Ⅰ＃沟上游右侧不稳定斜坡部位，填方体上分布有零星的塑性变形，天然工况下填方边坡稳定较好;暴雨工况下，填方体的位移增大，塑性破坏主要集中在软弱结构面的位置，雨水入渗至软弱结构面，造成软弱结构面软化，从而造成填方边坡的整体失稳;地震工况下，填方体位移数值变化和降雨工况下相差不大，塑性变形分布在整个填方体上，塑性破坏区集中在软弱结构面附近，地震作用下高填方边坡出现变形破坏。　　(5)采用极限平衡法，分析了三条典型剖面上不同填方边坡的稳定性，其结果表明。高填方边坡在自然状态下稳定性不同，剖面Ⅰ-Ⅰ'、剖面Ⅱ-Ⅱ'和剖面Ⅲ-Ⅲ'上填方边坡稳定性较好，高填方边坡处于稳定状态;在降雨和地震的作用下，受到软弱结构面和已有滑面的影响，三条剖面上的填方边坡均处于基本稳定～欠稳定状态。　　(6)结合边坡稳定性评价结果，对高填方边坡提出了有针对性的治理措施建议:根据高填方边坡的稳定性情况进行工程治理处理，总体上从原地基的处理、填方体的处理及排水方法着手。通过对典型剖面的治理工程措施检验效果来看，在不清除坡表层覆盖层的情况下，抗滑桩是最为有效的治理措施。
作者：	唐宁
专业：	地质工程
导师：	沈军辉;张勇
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