【摘要】：本文以云南省普(立)宣(威)高速公路順層路塹巖質(zhì)邊坡為研究對(duì)象,針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外在順層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性影響因素及邊坡開(kāi)挖、支護(hù)技術(shù)等方面普遍存在的一些問(wèn)題,結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金[51374163]與云南省交通運(yùn)輸廳科技專(zhuān)項(xiàng)[云交科2010(A)07-a]課題,從順層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)面特性、穩(wěn)定性計(jì)算方法、爆破開(kāi)挖以及支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面做系統(tǒng)的研究和探討。主要工作內(nèi)容如下:(1)完成了云南普(立)宣(威)高速公路第一合同段順層巖質(zhì)邊坡地質(zhì)調(diào)查,按巖體性質(zhì)、巖層結(jié)構(gòu)面特征、破壞模式及穩(wěn)定性等方面進(jìn)行了系統(tǒng)歸類(lèi),初步評(píng)價(jià)了邊坡穩(wěn)定性,預(yù)測(cè)邊坡工程存在的問(wèn)題。(2)基于順層巖質(zhì)邊坡現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)特性,將結(jié)構(gòu)面按形成劃分為四種類(lèi)型,并通過(guò)自制的加載裝置對(duì)結(jié)構(gòu)面在自然狀態(tài)下的一類(lèi)結(jié)構(gòu)面進(jìn)行壓剪試驗(yàn),利用最小二乘法線性擬合得到結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)值,同時(shí)與基于JRC-JCS等效摩爾-庫(kù)侖抗剪強(qiáng)度法對(duì)比,驗(yàn)證裝置可行。根據(jù)邊坡結(jié)構(gòu)面不同類(lèi)型分別從考慮填充厚度、填充物的含水率等因素進(jìn)行多次剪切試驗(yàn)研究,獲取結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度參數(shù),試驗(yàn)結(jié)果對(duì)正確評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)面特性及在后階段對(duì)順層巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性計(jì)算提供相應(yīng)數(shù)據(jù),研究成果為現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度參數(shù)取值提供簡(jiǎn)便試驗(yàn)方法。(3)針對(duì)多層狀的順層巖質(zhì)邊坡,基于極限分析上限法理論,運(yùn)用體積力增量法,考慮單層滑動(dòng)面極限分析模型的缺陷,建立考慮含結(jié)構(gòu)面的多巖層錯(cuò)動(dòng)的任意塊體模型,利用巖塊體在外荷載作用下達(dá)到極限破壞時(shí),外荷載做的功與巖體消耗的功相等為基礎(chǔ)建立等式方程,由此推導(dǎo)得到此類(lèi)邊坡穩(wěn)定系數(shù)的計(jì)算公式。在分析典型邊坡算例的基礎(chǔ)上,對(duì)比離散元數(shù)值模擬結(jié)果,驗(yàn)證該方法的可行性和適用性。對(duì)典型順層巖質(zhì)邊坡進(jìn)行計(jì)算,其穩(wěn)定系數(shù)接近離散元數(shù)值模擬結(jié)果,對(duì)兩者計(jì)算結(jié)果存在的差異進(jìn)行分析,為此類(lèi)邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供一種新的計(jì)算方法。(4)針對(duì)順層巖質(zhì)邊坡爆破開(kāi)挖對(duì)坡體的損傷影響,在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了試驗(yàn)研究,利用聲波測(cè)試結(jié)合監(jiān)測(cè)振動(dòng)速度的方法,獲取坡體不同深度巖體的聲速變化及不同位置的質(zhì)點(diǎn)振速,在不同藥量作用下分析單次和多次爆破對(duì)坡體的損傷范圍以及振動(dòng)波的傳播衰減規(guī)律。研究表明,損傷范圍隨振動(dòng)速度增大而增加,爆破區(qū)域任意點(diǎn)處的振動(dòng)速度與坡體損傷深度存在對(duì)應(yīng)的關(guān)系,對(duì)單次爆破呈線性,而多次重復(fù)爆破呈非線性關(guān)系,以聲速降低率10%作為損傷界限,損傷深度作為爆破控制值時(shí),分別獲取單次及多次爆破對(duì)應(yīng)的振動(dòng)臨界速度和損傷半徑,并根據(jù)薩道夫基公式得到兩種方式的最大起爆控制藥量計(jì)算式,為現(xiàn)場(chǎng)順層巖質(zhì)邊坡爆破安全控制提供了指導(dǎo)。(5)針對(duì)順層巖質(zhì)邊坡工程中錨桿(索)支護(hù)不考慮巖層走向與坡面走向不一致的影響,研究了巖層走向與坡面走向不同夾角下錨索支護(hù)的最佳水平角,建立考慮走向夾角的支護(hù)計(jì)算模型,推導(dǎo)得到相應(yīng)的關(guān)系式。算例結(jié)果表明:考慮錨索最佳方向角的支護(hù)能夠更有效地限制邊坡的應(yīng)力與變形,能提高邊坡的穩(wěn)定性,可為類(lèi)似邊坡的加固設(shè)計(jì)提供參考。(6)順層邊坡在開(kāi)挖施工時(shí)常出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象,針對(duì)存在開(kāi)挖失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)的順層巖質(zhì)邊坡,提出預(yù)留開(kāi)挖區(qū)先進(jìn)行預(yù)支護(hù),再進(jìn)行逐層開(kāi)挖的方法,給出了具體分析流程,并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)算例進(jìn)行了驗(yàn)證。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：U416.14

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王智德;夏元友;周雄;夏國(guó)邦;楊金華;;順層巖質(zhì)邊坡預(yù)支護(hù)開(kāi)挖及錨索優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2014年06期

2 蔣楠;周傳波;平雯;徐星;路世偉;;巖質(zhì)邊坡爆破振動(dòng)速度高程效應(yīng)[J];中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年01期

3 廖少波;方正;劉曉;;考慮結(jié)構(gòu)面分布特征的巖質(zhì)邊坡地震響應(yīng)分析[J];人民長(zhǎng)江;2013年03期

4 胡英國(guó);盧文波;金旭浩;陳明;嚴(yán)鵬;;巖石高邊坡開(kāi)挖爆破動(dòng)力損傷的數(shù)值仿真[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2012年11期

5 胡英國(guó);盧文波;陳明;嚴(yán)鵬;周創(chuàng)兵;;巖石爆破損傷模型的比選與改進(jìn)[J];巖土力學(xué);2012年11期

6 劉曉宇;趙穎;劉洋;李世海;;土質(zhì)邊坡極限平衡狀態(tài)及臨界滑動(dòng)面的判定方法[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2012年07期

7 鄭穎人;;巖土數(shù)值極限分析方法的發(fā)展與應(yīng)用[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2012年07期

8 陳鵬;徐博侯;;基于因素敏感性的邊坡穩(wěn)定可靠度分析[J];中國(guó)公路學(xué)報(bào);2012年04期

9 李寧;姚顯春;張承客;;巖質(zhì)邊坡動(dòng)力穩(wěn)定性分析的幾個(gè)要點(diǎn)[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2012年05期

10 王孝健;蘇生瑞;成良霞;;汶川地震區(qū)映秀——臥龍公路邊坡崩塌類(lèi)型的赤平投影解法[J];中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào);2012年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前7條

1 郭永建;基于錨桿軸力監(jiān)測(cè)的公路巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2011年

2 謝冰;巖體動(dòng)態(tài)損傷特性分析及其在基礎(chǔ)爆破安全控制中的應(yīng)用[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所）;2010年

3 肖淑君;錨拉抗滑樁設(shè)計(jì)計(jì)算理論和試驗(yàn)研究[D];湖南大學(xué);2008年

4 胡啟軍;長(zhǎng)大順層邊坡漸進(jìn)失穩(wěn)機(jī)理及首段滑移長(zhǎng)度確定的研究[D];西南交通大學(xué);2008年

5 李維光;爆破振動(dòng)作用下順層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性研究[D];西南交通大學(xué);2008年

6 白云峰;順層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性及工程設(shè)計(jì)研究[D];西南交通大學(xué);2005年

7 馮君;順層巖質(zhì)邊坡開(kāi)挖穩(wěn)定性及其支護(hù)措施研究[D];西南交通大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 梅新;云南普宣高速公路順層路塹邊坡研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

2 徐升;滑坡與樁錨結(jié)構(gòu)的相互作用及應(yīng)用研究[D];成都理工大學(xué);2011年

3 曹衛(wèi)文;順層巖體邊坡開(kāi)挖過(guò)程模型試驗(yàn)[D];重慶交通大學(xué);2009年

4 雷遠(yuǎn)見(jiàn);順層邊坡穩(wěn)定性分析[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所）;2006年

，

本文編號(hào)：2366943