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原文传递公路高切坡安全敏感部位识别与稳定性研究

论文题名：	公路高切坡安全敏感部位识别与稳定性研究
关键词：	公路高切坡;安全敏感部位;数值模拟;稳定性分析
摘要：	高切坡问题是重庆市公路建造和养护中亟待解决的关键技术问题之一。伴随着西部大开发，尤其是三峡库区移民公路、八小时重庆、通县公路等工程的快速推进，已经形成或将要形成累计达数百公里的高切坡。当前公路高切坡治理缺乏针对性，关键原因就是高切坡安全敏感部位的缺失。公路高切坡破坏具有突变性，致灾具有严重性、灾难性。本文针对公路高切坡的特点，理论分析与数值模拟相结合，对公路高切坡的分类、安全敏感部位与稳定性等进行了系统研究，取得的主要成果如下： 1、根据现场易识性和岩体结构面的控制性，将公路高切坡分成三大类(土体高切坡、岩体高切坡和岩土复合型高切坡)九小类。 2、依据岩性及其组合、岩体结构、岩体强度、结构面间距、走向与边坡走向的关系、结构面倾角与坡角的关系等各种不同组合情况具体分析了公路高切坡可能的破坏模式，包括整体滑动、顺层滑动、楔形体滑动及危岩灾害等。 3、针对岩体切割型高切坡，运用数值模拟并结合有限元强度折减法对不同开挖参数(不同坡比、不同坡高、不同台阶宽度)的公路高切坡开挖过程应力场、位移场变化规律进行了研究。结果表明，开挖参数对开挖后的位移场、应力场以及稳定性影响程度不一样：开挖坡比对开挖引起的应力位移、稳定性影响较大，而坡高、开挖台阶宽度对开挖引起的应力位移、稳定性影响相对较小。随着开挖坡比、坡高的增大，开挖引起的应力位移也随之增大，稳定性降低；随着开挖台阶宽度的增大，开挖引起的应力位移减小，稳定性略增。 4、针对岩体切割型高切坡，运用数值模拟并结合有限元强度折减法对不同结构面参数(结构面不同倾角、结构面走向与坡面走向不同夹角)的公路高切坡开挖过程应力场、位移场变化规律进行了研究。结果表明，结构面参数对开挖后的位移场、应力场以及稳定性影响均较大：随结构面倾角的增大稳定性系数先降后升，结构面的倾角在40。左右高切坡的稳定性系数最小；随结构面走向与坡面走向夹角的增大，稳定性系数也随之增大。 5、由于岩体中的结构面对公路高切坡的稳定性起到控制作用，因此结构面的破坏规律就是岩质高切坡的破坏规律。从理论上分析了结构面的破坏规律，并使用ANSYS有限元软件进行非线性有限元强度折减法计算，结果显示数值模拟与理论分析结论比较一致。本文得到重庆市交委科技攻关项目《公路高切坡岩土安全评价、预测预报及防治关键技术研究》的资助。 6、综合运用块体理论、极限平衡理论等推导了公路高切坡局部稳定性计算公式，运用极限平衡理论等推导了公路高切坡整体稳定性计算公式，并结合工程实例进行了稳定性计算，计算结果与实际基本吻合。 7、系统地建立了公路高切坡安全敏感部位识别技术，包括高切坡开挖后的变形显著部位识别、应力集中部位识别、潜在破坏面识别及关键块体识别技术。
作者：	杨世胜
专业：	水工结构
导师：	陈洪凯;刘光华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文