高速铁路黄土路堑高边坡稳定性分析及加固措施研究

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斜坡变形造成的地质灾害是工程中发生较多的灾害之一。黄土边坡由于其形成的特殊环境及其所具有的工程地质特性,常常会发生滑坡、崩塌、地基湿陷等工程病害;天然黄土在自然条件下可以保持陡立的边坡,但是若环境条件发生变化或受到各种扰动,则其稳定性会发生相应变化,影响乃至威胁工程安全。本文以兰州至张掖三四线铁路建设为背景,对该铁路黄土路堑高边坡工程地质及设计情况进行调查与分析;比较分析铁路与公路黄土路堑边坡设计相关规范的异同;通过数值模拟分析计算铁路黄土路堑高边坡稳定性,研究不同边坡坡率、平台宽度及边坡浅层土体含水率等的影响;并对边坡加固措施进行研究。所得主要研究结论如下:(1)由于铁路与公路对边坡稳定性要求不同,边坡发生斜坡变形破坏所造成的影响后果不同,所以在相同地质条件下所设计的两种交通设施情况下边坡坡率、台阶宽度,以及防护及加固措施等不同。(2)边坡稳定性分析结果表明,边坡坡率、平台宽度对边坡稳定性影响较大。在相同边坡坡率情况下,随着平台宽度的减小,边坡稳定性随之下降;缓边坡(边坡坡率1:1.25)时下降幅度较小,陡边坡(边坡坡率1:0.75)时下降幅度较大。在平台宽度相同情况下,随着边坡坡率增大(边坡变陡),边坡稳定性逐渐下降;小平台情况下的下降幅度更大。(3)天然状态下,本文所分析的8种边坡形式中,只有缓边坡(边坡坡率1:1.25)情况时,两种平台(大平台、小平台)下的边坡稳定性满足设计规范要求;其余6种形式的边坡稳定性均不满足设计要求。(4)降雨入渗造成土体重度增大,基质吸力减小,抗剪强度指标下降,边坡稳定安全系数降低;入渗厚度越大,下降幅度越大。(5)通过分析锚杆对黄土路堑高边坡加固效果得知,一般自然状态和降雨入渗作用的边坡稳定性安全系数均有较大提高。说明采用锚杆加固措施,可有效提高边坡整体稳定性;陡边坡、小平台情况下的边坡稳定性可以满足最小安全系数要求。
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