紅層軟巖高邊坡的時效變形特性
發(fā)布時間：2021-10-24 06:19
紅層地區(qū)的工程建設(shè)日益增多,紅層軟巖邊坡在其整個壽命期內(nèi)是一個逐漸"衰老"的過程,開挖邊坡在運營5～10 a以后常出現(xiàn)各種嚴重地質(zhì)病害和安全風險,而在前期邊坡穩(wěn)定性評價中都采用傳統(tǒng)的極限平衡法計算,但其無法根據(jù)紅層特性預(yù)判邊坡的長期穩(wěn)定性和時效變形特征,無法指導工程設(shè)計制定出既經(jīng)濟又安全可靠的針對性預(yù)加固措施,因此為日后的長期安全運營留下了較大隱患。為了研究邊坡工程的長期穩(wěn)定性受紅層特殊工程地質(zhì)特性的影響,以西南紅層山區(qū)某快速通道項目隧道改路基的深挖路塹100 m級高邊坡工程為例,通過FLAC3D建立了包含特殊節(jié)理裂隙單元的復(fù)雜數(shù)值模型,計算獲得了邊坡潛在變形范圍、潛在滑面位置、深度等,對比分析了邊坡剛開挖完成時、未加支護工程蠕變20 a和增加支護工程蠕變20 a后這3種工況下的長期穩(wěn)定狀態(tài)、位移及應(yīng)力變化等時效變形特性。計算結(jié)果表明:紅層地區(qū)高邊坡在長期服役環(huán)境下會發(fā)生蠕變、應(yīng)力松弛、軟化破壞等復(fù)雜變形,其普遍存在于實際工程中,后期針對性的支護方案應(yīng)高度重視紅層軟巖高邊坡的時效變形問題。計算結(jié)果成功應(yīng)用于最終工程設(shè)計中,填補了傳統(tǒng)計算方法難以分析解決此類問題的空...
【文章來源】：科學技術(shù)與工程. 2020,20(27)北大核心
【文章頁數(shù)】：8 頁
【部分圖文】：
隧道深挖方邊坡典型剖面
圖3、圖4為主剖面在邊坡開挖后,天然工況下邊坡坡體變形等值云圖。從圖3可以看出:①兩側(cè)開挖邊坡水平位移方向是相反的,均表現(xiàn)為往臨空方向變形的趨勢;②兩側(cè)開挖邊坡較大的水平位移均主要集中在坡體開挖的中下部,尤其是坡腳位置,且右側(cè)邊坡更大,最大達43.19 cm;③從開挖坡面向坡體內(nèi)部,x方向位移逐漸減小,到達一定深度后開挖對水平位移的影響已可忽略不計;④左側(cè)邊坡的影響深度大于右側(cè)邊坡。從圖 4 可以看出,開挖后的豎直方向即y方向位移部分為正值,這說明位于邊坡坡腳的公路路基頂面巖體在開挖后產(chǎn)生了卸荷回彈變形,最大回彈變形量達到31.4 cm。同時,兩側(cè)開挖邊坡均有往豎向方向的下滑變形趨勢,體現(xiàn)在y方向位移為負值,最大向下豎向位移量達15.99 cm。綜合水平方向和豎直方向的位移計算結(jié)果來看,兩側(cè)邊坡開挖后均表現(xiàn)為往臨空方向變形的趨勢,尤其是坡腳的變形較為明顯,但總體來說開挖后立即產(chǎn)生的變形量不大。表1 巖土體的物理力學參數(shù)Table 1 Physical and mechanical parameters of rock and soil 區(qū)域 彈性模量/MPa 泊松比 黏聚力/kPa 內(nèi)摩擦角/(°) 容重/(kN·m-3) 開挖區(qū) 840 0.25 79 35 25 坡殘積 390 0.3 36 20 20 中風化泥巖 980 0.24 96 38 25 中風化泥巖節(jié)理 760 0.26 58 22.8 25
表1 巖土體的物理力學參數(shù)Table 1 Physical and mechanical parameters of rock and soil 區(qū)域 彈性模量/MPa 泊松比 黏聚力/kPa 內(nèi)摩擦角/(°) 容重/(kN·m-3) 開挖區(qū) 840 0.25 79 35 25 坡殘積 390 0.3 36 20 20 中風化泥巖 980 0.24 96 38 25 中風化泥巖節(jié)理 760 0.26 58 22.8 25圖4 開挖后豎直位移
【參考文獻】：
期刊論文
[1]重慶豐都縣城區(qū)紅層邊坡變形破壞模式與穩(wěn)定性評價[J]. 蔣正,倪化勇,宋志. 中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學報. 2018(06)
[2]平緩反傾紅層邊坡變形破壞機制研究[J]. 史文兵,李洪建,曾臻,梁風,王勇. 防災(zāi)減災(zāi)工程學報. 2018(05)
[3]隧道正交穿越深厚滑坡體的相互影響分析與應(yīng)對措施[J]. 劉天翔,王忠福. 巖土力學. 2018(01)
[4]華南典型巨厚層紅層軟巖邊坡降雨失穩(wěn)的模型試驗研究[J]. 楊旭,周翠英,劉鎮(zhèn),蘇定立,杜子純. 巖石力學與工程學報. 2016(03)
[5]基于Slide的某紅層路塹邊坡穩(wěn)定性分析[J]. 向章波,張家銘,周曉宇,夏冬生,周治平. 水文地質(zhì)工程地質(zhì). 2015(04)
[6]西南紅層軟巖公路邊坡生態(tài)防護中的植物選擇和配置研究[J]. 曹興松,劉世雄,章夢濤,程睿. 公路. 2013(03)
[7]平緩反傾紅砂巖高陡切坡的穩(wěn)定性分析[J]. 袁從華,吳振君. 巖土力學. 2012(03)
[8]紅層堆積體高邊坡坡體結(jié)構(gòu)及變形規(guī)律[J]. 王喚龍,孫毅,周德培,肖世國. 巖石力學與工程學報. 2010(S1)
[9]紅層泥巖的剪切蠕變試驗研究[J]. 張永安,李峰. 工程勘察. 2010(04)
[10]紅層軟巖變形特性試驗研究[J]. 陳從新,盧海峰,袁從華,童志怡,沈強,魯祖德. 巖石力學與工程學報. 2010(02)
博士論文
[1]巖石流變力學特性的研究及其工程應(yīng)用[D]. 楊圣奇.河海大學 2006
本文編號：3454749
【文章來源】：科學技術(shù)與工程. 2020,20(27)北大核心
【文章頁數(shù)】：8 頁
【部分圖文】：
隧道深挖方邊坡典型剖面
圖3、圖4為主剖面在邊坡開挖后,天然工況下邊坡坡體變形等值云圖。從圖3可以看出:①兩側(cè)開挖邊坡水平位移方向是相反的,均表現(xiàn)為往臨空方向變形的趨勢;②兩側(cè)開挖邊坡較大的水平位移均主要集中在坡體開挖的中下部,尤其是坡腳位置,且右側(cè)邊坡更大,最大達43.19 cm;③從開挖坡面向坡體內(nèi)部,x方向位移逐漸減小,到達一定深度后開挖對水平位移的影響已可忽略不計;④左側(cè)邊坡的影響深度大于右側(cè)邊坡。從圖 4 可以看出,開挖后的豎直方向即y方向位移部分為正值,這說明位于邊坡坡腳的公路路基頂面巖體在開挖后產(chǎn)生了卸荷回彈變形,最大回彈變形量達到31.4 cm。同時,兩側(cè)開挖邊坡均有往豎向方向的下滑變形趨勢,體現(xiàn)在y方向位移為負值,最大向下豎向位移量達15.99 cm。綜合水平方向和豎直方向的位移計算結(jié)果來看,兩側(cè)邊坡開挖后均表現(xiàn)為往臨空方向變形的趨勢,尤其是坡腳的變形較為明顯,但總體來說開挖后立即產(chǎn)生的變形量不大。表1 巖土體的物理力學參數(shù)Table 1 Physical and mechanical parameters of rock and soil 區(qū)域 彈性模量/MPa 泊松比 黏聚力/kPa 內(nèi)摩擦角/(°) 容重/(kN·m-3) 開挖區(qū) 840 0.25 79 35 25 坡殘積 390 0.3 36 20 20 中風化泥巖 980 0.24 96 38 25 中風化泥巖節(jié)理 760 0.26 58 22.8 25
表1 巖土體的物理力學參數(shù)Table 1 Physical and mechanical parameters of rock and soil 區(qū)域 彈性模量/MPa 泊松比 黏聚力/kPa 內(nèi)摩擦角/(°) 容重/(kN·m-3) 開挖區(qū) 840 0.25 79 35 25 坡殘積 390 0.3 36 20 20 中風化泥巖 980 0.24 96 38 25 中風化泥巖節(jié)理 760 0.26 58 22.8 25圖4 開挖后豎直位移
【參考文獻】：
期刊論文
[1]重慶豐都縣城區(qū)紅層邊坡變形破壞模式與穩(wěn)定性評價[J]. 蔣正,倪化勇,宋志. 中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學報. 2018(06)
[2]平緩反傾紅層邊坡變形破壞機制研究[J]. 史文兵,李洪建,曾臻,梁風,王勇. 防災(zāi)減災(zāi)工程學報. 2018(05)
[3]隧道正交穿越深厚滑坡體的相互影響分析與應(yīng)對措施[J]. 劉天翔,王忠福. 巖土力學. 2018(01)
[4]華南典型巨厚層紅層軟巖邊坡降雨失穩(wěn)的模型試驗研究[J]. 楊旭,周翠英,劉鎮(zhèn),蘇定立,杜子純. 巖石力學與工程學報. 2016(03)
[5]基于Slide的某紅層路塹邊坡穩(wěn)定性分析[J]. 向章波,張家銘,周曉宇,夏冬生,周治平. 水文地質(zhì)工程地質(zhì). 2015(04)
[6]西南紅層軟巖公路邊坡生態(tài)防護中的植物選擇和配置研究[J]. 曹興松,劉世雄,章夢濤,程睿. 公路. 2013(03)
[7]平緩反傾紅砂巖高陡切坡的穩(wěn)定性分析[J]. 袁從華,吳振君. 巖土力學. 2012(03)
[8]紅層堆積體高邊坡坡體結(jié)構(gòu)及變形規(guī)律[J]. 王喚龍,孫毅,周德培,肖世國. 巖石力學與工程學報. 2010(S1)
[9]紅層泥巖的剪切蠕變試驗研究[J]. 張永安,李峰. 工程勘察. 2010(04)
[10]紅層軟巖變形特性試驗研究[J]. 陳從新,盧海峰,袁從華,童志怡,沈強,魯祖德. 巖石力學與工程學報. 2010(02)
博士論文
[1]巖石流變力學特性的研究及其工程應(yīng)用[D]. 楊圣奇.河海大學 2006
本文編號：3454749
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3454749.html
教材專著
