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随着我国经济建设的高速发展,国家在公路、铁路建设领域投入的力度日益加大。人类工程活动中开挖切坡形成了大量的路堑高边坡。特别是我国南方多为丘陵和山区,地层风化深度大,覆盖层较厚,岩体结构破碎,路堑高边坡稳定性问题更加突出。
国内外关于路堑高边坡稳定性分析的基本理论经过几十年的发展,经历了一个由静态到动态、确定性到非确定性、二维到三维、均质各向同性到非均质各向异性的进步历程。稳定性分析方法非常多,总体上又可分为定性分析和定量计算两类。定性分析是对所在地区的地质条件和影响因素以及边坡变形破坏的迹象和特征进行调查、勘探、试验与观测,对所在地区的边坡稳定性作出定性评价和预测。定量计算是采用岩土力学的理论公式,选定适当的边界条件和计算参数进行稳定计算,从而得出定量的评估。对于路堑高边坡,尤其是路堑岩质高边坡仅仅采用极限平衡法进行定量分析不仅显得盲目,而且会大大增加边坡稳定性分析的工作量;而单一的定性分析方法得出的结论不一定完全准确;采用定性与定量分析相结合的方法对路堑高边坡进行稳定性分析将会取得事半功倍的效果,同时也提高了评价结果的准确性。所以这两种方法又要密切配合,才能得出比较符合实际的成果。
本文基于前人的研究成果,结合典型研究区工程高边坡稳定性的研究实践,采用现代工程地质、岩土工程和岩体力学的先进理论和方法,主要作了以下几方面工作:
1、针对现有的众多边坡稳定性分析理论与方法,总结了其研究现状及发展历程,对各种方法的适用性范围及优缺点进行系统归纳总结,为路堑高边坡的稳定性评价提供指导和依据。在此基础上分析讨论了试验点路堑高边坡的特点、稳定性影响因素;
2、以深圳市龙坪路市政工程路堑高边坡为背景,利用裂隙统计成果,绘制结构面赤平极射投影图对该边坡的破坏模式进行分析;
3、选取试验点边坡典型剖面,在天然及饱水两种工况下,利用传递系数法及Sarma法分别边坡开挖前后的稳定性进行计算,对比计算结果,论述两种方法的适用性;
4、对基于强度折减的快速拉格朗日差分法进行了详细的介绍和讨论,利用FLAC-2D程序对选定的研究对象,同样在天然及饱水两种工况下对试验点边坡开挖前后的稳定性状态进行数值模拟及分析评价,将结果与极限平衡法的计算结果进行对照比较,结合工程地质情况与工程经验及定性评价结果对路堑边坡的稳定性进行总体评价,得出结论;
本文将定性及定量评价相结合的方法运用到边坡稳定性分析实例当中,以取得相互检验的目的,这些研究成果在具体的工程实际应用中取得了较好的效果,也为以后同类边坡稳定性的分析和处理,提供了理论研究和实际参考价值。