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浅变质岩变形特征与边坡支护设计方法研究
| 论文题名： | 浅变质岩变形特征与边坡支护设计方法研究 |
| 关键词： | 浅变质岩;稳定性分析;变形特征;边坡支护;设计方法;高速公路 |
| 摘要： | 随着西部高速公路体系的发展，大量公路切方边坡伴随而生，因此确保公路边坡设计的科学与高效成为边坡设计面临的挑战之一。本文依托贵州省已建或在建高速公路边坡工程，开展了风化浅变质岩边坡支护设计理论与方法的研究。通过对浅变质岩风化层工程微观和宏观特性的研究，建立了边坡完整岩石和节理岩体的变形与强度特性力学模型，提出了浅变质岩边坡破坏模式识别与稳定性分析计算方法以及支护加固设计理论，开发了分析计算与自动绘图程序，确保了边坡设计成果科学与效率的统一。 利用X射线衍射试验(XRD)和扫描电镜试验(SEM)，揭示了矿物成分与结构是导致浅变质岩各向异性的原因。采用单轴压缩和三轴循环加卸载试验，进行了弹塑性力学性质、变形性质和强度行为的研究，并对其破坏机理和模式进行了分析，发现浅变质岩呈现不同于经典弹塑性理论的弹塑性耦合特性。基于试验结果，建立了考虑弹塑性耦合和非关联流动的横观各向同性弹塑性理论。 通过完整岩石的力学性质试验和岩石节理几何与力学参数的统计分析，建立了岩体连续介质模型，对层状岩体横观各向同性弹性本构关系进行了分析研究，并利用岩样室内试验和软弱层面现场原位勘测与试验结果，对岩体等效连续介质模型的变形参数进行了预计。 结合厦蓉高速公路工程实际，从结构面要素的统计分析、岩体力学参数试验与反分析结果出发，提出了岩质边坡的破坏模式判别方法，并针对不同破坏模式开发了相应的分析程序。 根据边坡破坏模式及稳定性分析结果，针对贵州地区最常用的边坡支护形式--锚索框架梁和锚索抗滑桩，分别提出了对应的支护计算模型和计算公式，提出具有针对性的加固与防护技术方案，并利用AcitveX技术实现了和Office软件及AutoCAD软件的接口，生成检算单和施工图纸。为今后该类岩系边坡的设计及加固，乃至对以后的山区高速公路的边坡设计提供了设计方法与程序，具有重要的指导意义和显著的社会、经济和环境效益。 |
| 作者： | 许湘华 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 刘宝琛 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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