【摘要】：本文以貴甕高速公路沿線的典型巖溶化邊坡——大茅邊坡為例,在總結(jié)相關(guān)巖溶資料的基礎(chǔ)上,分析了巖溶發(fā)育的一般規(guī)律及其對(duì)邊坡的不利影響;通過(guò)采用多種地球物理檢測(cè)手段,綜合識(shí)別分析了巖溶化邊坡潛在異常區(qū)類型與分布情況;借助數(shù)學(xué)方法對(duì)巖溶化邊坡的變形特征進(jìn)行了預(yù)測(cè)分析與預(yù)警研究;利用有限元模擬軟件,分析了不同巖溶工況條件下邊坡施工的穩(wěn)定性特征;根據(jù)綜合模糊評(píng)價(jià)理論,對(duì)巖溶化邊坡各施工階段的危險(xiǎn)性等級(jí)進(jìn)行了評(píng)估分析。主要研究成果如下:(1)探討了巖溶發(fā)育的一般特征及其對(duì)邊坡工程的不利影響,分析了巖溶地區(qū)邊坡可能產(chǎn)生的幾種災(zāi)變失穩(wěn)模式,并認(rèn)為大茅邊坡的潛在災(zāi)變失穩(wěn)類型主要以土-巖復(fù)合式滑動(dòng)失穩(wěn)為主。(2)建立了基于多種檢測(cè)手段的綜合識(shí)別體系,通過(guò)對(duì)大茅邊坡的綜合檢測(cè)分析,識(shí)別出大茅邊坡所檢測(cè)區(qū)域共有5類28個(gè)巖溶異常區(qū),其巖溶發(fā)育總體規(guī)律呈現(xiàn)出“上密下疏,外強(qiáng)內(nèi)弱”的特征。同時(shí),借助綜合檢測(cè)得到的坡體巖溶發(fā)育特征與波速信息,對(duì)大茅邊坡巖體質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行了修正。(3)提出了一種灰色上、下限預(yù)測(cè)模型,使預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)有了一定的區(qū)間寬度,通過(guò)在大茅邊坡施工變形分析中的應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)落于灰色上、下限區(qū)間內(nèi)的概率在61.54%～100%之間,除監(jiān)測(cè)點(diǎn)D4、D5、D11的概率略低外,其余各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的概率多集中于70%～90%之間,個(gè)別監(jiān)測(cè)點(diǎn)甚至達(dá)到100%。此外,還利用邊坡滑落極限變形速率的經(jīng)驗(yàn)公式,取監(jiān)測(cè)點(diǎn)D1與D2滑落破壞時(shí)下限的平均變形速率與平均累計(jì)變形量,作為其災(zāi)變變形的臨界控制預(yù)警值,為后續(xù)施工危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)工作中變形指標(biāo)的量化提供了依據(jù)。(4)構(gòu)建了一種改進(jìn)型的尖點(diǎn)突變模型——虛實(shí)-突變模型,并認(rèn)為巖溶化邊坡的施工變形突變效應(yīng)可以在2種變形趨勢(shì)或狀態(tài)之間轉(zhuǎn)化,由此可形成4種突變形式,即:S-F型突變、F-S型突變、S-S型突變和F-F型突變。經(jīng)虛實(shí)-突變模型在大茅邊坡施工變形中的應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)大茅邊坡的變形突變主要表現(xiàn)為S-F型、F-S型與S-S型等3種突變形式,其中S-F型突變形式對(duì)大茅邊坡變形破壞的影響較大,易于引起大茅邊坡變形開(kāi)裂災(zāi)害的產(chǎn)生。(5)研究了不同巖溶工況條件下邊坡施工穩(wěn)定性特征,著重分析了無(wú)巖溶發(fā)育邊坡模型、巖溶洞穴型邊坡模型、巖溶填充型邊坡模型以及巖溶水壓型邊坡模型等4種邊坡模型在施工過(guò)程中的等效塑性區(qū)和坡后剪應(yīng)力分布變化情況,并詳細(xì)探討了巖溶發(fā)育、施工變更和地震效應(yīng)對(duì)大茅邊坡施工穩(wěn)定性的影響。(6)建立了用于巖溶化邊坡施工危險(xiǎn)性研究的“5級(jí)”評(píng)價(jià)模型體系,選取現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況、區(qū)域水文情況、邊坡變形情況、施工開(kāi)挖情況和邊坡控制措施等5個(gè)一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)和16個(gè)二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo),利用本文提出的專家-AHP綜合確權(quán)法,定出了大茅邊坡各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值,并結(jié)合大茅邊坡相應(yīng)施工月份的指標(biāo)隸屬度,分析了大茅邊坡4-11月份施工災(zāi)變危險(xiǎn)性等級(jí)的變化情況。目前,關(guān)于巖溶化邊坡的專項(xiàng)研究成果相對(duì)較少,本文通過(guò)對(duì)貴甕高速公路沿線典型巖溶化邊坡展開(kāi)的相關(guān)研究,可為今后類似巖溶化邊坡工程的開(kāi)展提供一定的借鑒與參考。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U416.14
【圖文】：

邐北京交通大學(xué)博士學(xué)位論文邐逡逑坡有限元模型，并進(jìn)行相關(guān)研究；最后在總結(jié)各類己取得的研宄成果的基礎(chǔ)上，逡逑展^u巖溶化邊坡施工危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)研究（圖１－２）。逡逑國(guó)內(nèi)外研究資料總結(jié)與分析逡逑￣￣逡逑

邐巖溶發(fā)育規(guī)律及其對(duì)邊坡的破壞影響邐逡逑２巖溶發(fā)育規(guī)律及其對(duì)邊坡的破壞影響逡逑２．１概述逡逑貴州省貴陽(yáng)至甕安高速公路位于貴州中部，起點(diǎn)貴陽(yáng)，終點(diǎn)黔南州甕安縣，逡逑線路走向?yàn)槲髂希瓥|北向（圖２－１）。路線起點(diǎn)接貴陽(yáng)市烏當(dāng)區(qū)；終點(diǎn)在黔南州甕安逡逑縣境內(nèi)，順接擬建的貴州省江口至甕安公路。路線從起點(diǎn)到終點(diǎn)，沿線主要城鎮(zhèn)逡逑有：新堡、羊昌、百宜、龍崗、毛云、建中、雍陽(yáng)、玉華，最后至于甕安縣城西逡逑北的銀盞鄉(xiāng)錢家院。逡逑

邐北京交通大學(xué)博士學(xué)位論文邐逡逑（１）巖溶發(fā)育逡逑經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)初步調(diào)查，發(fā)現(xiàn)大茅邊坡有比較明顯的巖溶發(fā)育現(xiàn)象，巖溶特征主要逡逑表現(xiàn)為溶蝕型淺表覆蓋、溶蝕裂隙、巖溶破碎帶以及巖溶洞穴等（圖２－３）。同時(shí)，逡逑這些巖溶特征也預(yù)示著大茅邊坡坡體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜多變性，一定程度上加大了逡逑大茅邊坡安全施工的難度。逡逑邐

本文編號(hào)：2769803