边坡的稳定性受控于岩土体的基本特性和人为改造的程度两方面因素。由于地质体的复杂性、多变性和不均质性,因而道路工程边坡设计是预测性、风险性的设计。实践证明,如分析方法得当,采用有限元法可对边坡施工过程进行动态的数值模拟,对边坡设计和施工具有重大的指导意义和经济意义。 论文分析了国道318线二郎山至康定段改建工程K2791+690～830段岩质边坡现场施工监测数据,在此基础上,采用商业软件ANSYS,应用弹塑性有限元理论,对边坡从开挖到锚固的整个施工加固过程进行数值仿真计算。模拟中,结合现场实际情况,将K2791高边坡划分为坍塌区与正常区,对不同区域岩体在不同施工阶段的变形、稳定情况做对比研究,将顺坡向的水平位移变化作为坡体变形主要考察因素,边坡稳定性则通过Drucker-Prager屈服准则中屈服函数值来反映,搜索出屈服函数值大于零的单元,绘制出屈服区域,借此评价坡体的稳定性。最后,结合现场监测结果,将计算值与监测值进行对比分析。 模拟结果表明:开挖促使坍塌区表层岩体顺坡向外移动,形成自坡顶至坡脚的大范围连续屈服区域,在整个开挖过程中,屈服范围变化甚小,如果不进行跟进式的适时支护,极有可能诱发坍塌区边坡相当规模的局部坍塌;而锚固过程明显缩小坡体的屈服区域,使岩体顺坡向内移动,从而大大促进了边坡的稳定。按模拟结果,无论开挖还是锚固,都有利于正常区坡体的稳定,其中锚固的作用更为明显。对比变形发展趋势,报告计算结果与现场监测数据较为吻合的,说明本文所采用的有限元计算模型和分析方法是可行的,可较好对陡坡路基在施工过程中的变形、稳定状态加以模拟;而前期工作所建立的数值模型,可作为进一步研究加固措施与边坡岩体联合作用的基础,因而具有重要的参考价值。论文的研究成果对边坡监测、设计及施工具有一定的指导意义,并为相似类型的岩质高边坡的数值模拟提供了一些可供参考的计算分析方法。