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十天高速典型千枚岩高边坡稳定性分析与支护设计优化
| 论文题名： | 十天高速典型千枚岩高边坡稳定性分析与支护设计优化 |
| 关键词： | 公路千枚岩边坡;稳定性分析;数值模拟;支护结构;优化设计 |
| 摘要： | 边坡稳定性一直是高速公路尤其是山区高速公路建设中的棘手问题。近年来随着我国高速公路的飞速发展,公路边坡问题呈现出边坡高度不断增加、边坡地质条件愈发复杂、治理费用不断增加的趋势,因此开展公路边坡(尤其是变质岩边坡)的稳定性分析评价和支护设计研究具有重要理论和实际意义。 本文依托陕西省交通厅重点科研项目“十天高速公路风化破碎变质岩高边坡稳定性评价与治理对策研究”,选取十天高速公路安康段K57+265~K57+325典型千枚岩高边坡为研究对象,采用现场调查、室内试验和数值模拟分析等技术手段,揭示了该边坡初始四级支护体系发生变形破坏的原因,对比分析了九级支护和六级支护多种设计方案的合理适用性,提出了满足安全性、经济性及环境协调性要求的边坡支护优化设计方案。主要研究结论如下: 1、通过对该边坡工程地质条件的调查分析,得知:该边坡属于变质岩(千枚岩)类碎裂-层状反向高边坡,是线路切穿梁状原始坡体而形成,坡体岩性为强-中风化千枚岩;边坡在施工过程中发生整体滑移破坏,导致边坡变形破坏的主要因素有地形地貌、坡体地层岩性和结构、强降雨、施工开挖及不合理的支护设计等。 2、运用Geo-studio(Sigma/w)模块进行分步开挖数值模拟对比分析表明,随着边坡的逐级开挖,松动圈范围不断扩大,且采用逆作法边开挖边支护所造成的松动范围小于无支护开挖;边坡在原四级支护方案情况下存在整体滑移破坏的可能,而强降雨是导致边坡变形破坏的直接诱因。 3、运用Geo-studio(Slope/w)模块对该边坡变形失稳前的四级支护方案和更改的九级支护方案进行了边坡稳定性计算对比,得出原四级支护方案在强降雨工况下不满足安全性要求,更改的九级支护方案在各工况下均满足安全性要求。 4、针对该边坡的实际状况,探讨并提出了一种较为简便的优化设计思路:筛选坡形→格构优化→抗滑桩优化→格构+抗滑桩联合支护优化;在综合分析计算各种支护方案稳定性的前提下,以安全性、经济性和环境协调性为原则,最终选取了锚索格构+抗滑桩的边坡优化支护设计方案。 |
| 作者： | 张韬 |
| 专业： | 地质工程 |
| 导师： | 倪万魁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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