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膨胀性红砂岩边坡破坏机理及加固技术研究
| 论文题名： | 膨胀性红砂岩边坡破坏机理及加固技术研究 |
| 关键词： | 红砂岩;路堑边坡;有限元;强度折减;稳定性;柔性支护 |
| 摘要： | 湖南省浏醴高速公路建设过程中，红砂岩路堑边坡反复出现不同程度的破坏，其破坏特征较为特殊，采用传统边坡防护与加固措施不能得到有效治理。为解决这一工程技术难题，本文通过现场调研、室内试验、理论分析、数值模拟及实体工程修筑对浏醴高速公路膨胀性红砂岩的破坏机理及加固技术进行研究，为该类特殊工程地质条件下路堑边坡的治理提供理论依据和有效的处治措施。 本文通过室内试验研究了滑坍边坡不同层位红砂岩的岩性特征，通过现场调研分析了边坡的破坏类型和特征，提出了膨胀性红砂岩边坡典型破坏模式，由于受到岩土的崩解性和结构面的力学性质的控制，边坡破坏将具有浅层性、牵引式逐次发展的特征。通过大型直剪试验、直剪试验、三轴实验、渗透试验及土水特征曲线试验研究了膨胀性红砂岩的软弱结构面的界面强度、风化土饱和抗剪强度、水力特性及加筋土的抗剪强度，为数值模拟分析边坡的破坏机理提供有效的参数。运用有限单元法和极限平衡法分析了岩土强度和边界水头对边坡稳定性的影响，强度准则采用广义米塞斯准则，坡稳分析法采用有限元强度折减法，得到的结果说明外界水头压力增大了边坡岩土的孔隙水压力，降低了岩土材料的抗剪强度，导致边坡失稳。针对膨胀性红砂岩边坡的破坏机理，设计了加固稳定边坡的柔性支护结构，分析了该结构的加固作用机理，由于柔性支护能有效地疏排了坡体内的水分，把孔隙水压力控制在安全范围内，消除了外界水对边坡岩体材料抗剪强度的影响，从而提高了边坡的安全稳定性。把该结构运用于治理已滑坍的红砂岩边坡中，取得了良好的工程实效。 本文从岩土胀缩性角度研究红砂岩边坡的滑动失稳机理，提出了边坡的典型破坏模式，揭示了其坍滑破坏的机理，并采用一种新型的加固处治方案，解决了膨胀性红砂岩边坡的坍滑问题，对相关的理论研究和实践活动具有指导意义。 |
| 作者： | 吴川 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 郑健龙;张锐 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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