重庆地区平缓硬质岩斜坡卸荷带发育机理及判别研究

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重庆地质灾害种类较多,滑坡、危岩、崩塌、泥石流等是最常见的地质灾害。发育于平缓硬质岩斜坡的危岩、滑坡等地质灾害具有形成机理复杂、成灾规模大、危害严重的特点;在对该类型的地质灾害评价和治理中,存在着稳定性评价指标取值理论依据不足,治理工程设计可靠性低的问题。目前,判别坡体的卸荷带宽度主要采用钻探、槽探等手段。在斜坡主控结构面的判断、斜坡稳定性的评价及治理工程设计锚固段的可靠性等方面,由于地形地貌的差异性、地质结构的复杂性及科技人员经验的多寡,存在较大的盲目性和局限性。针对重庆地区平缓硬质岩斜坡卸荷带发育机理及判别方法,虽然尚未开展专门的研究工作,但该类型的斜坡失稳在重庆地区却比较常见。鉴于此,开展对平缓硬质岩斜坡卸荷带发育机理及判别的研究,具有一定的必要性和实用性。论文以典型平缓硬质岩斜坡为研究对象,在工程地质调查的基础上,采用层次分析法、可拓理论及数值分析技术,建立平缓硬质岩斜坡卸荷带发育宽度判别的理论模型;以重庆渝涪高速路黄草山岩质斜坡为例,将理论模型应用于该斜坡的评判中,以检验本文研究成果的合理性和可靠性。本文的主要研究内容及取得的主要成果和结论如下:①在对典型平缓硬质岩斜坡调查的基础上,基于对斜坡几何特征、坡体结构、结构面、岩体强度、风化程度等的统计,分析了平缓硬质岩斜坡的变形特点。②分析了各影响因素在平缓硬质岩斜坡卸荷带发育过程中所起的作用;基于此,阐述了卸荷带发育机理并通过数值模拟方法进行了验证,认为斜坡卸荷带发育机理分为剪切松弛型和剪切错动型两种类型。③依据建筑、水电、交通、地灾等各类规范的规定,结合重庆地区平缓硬质岩斜坡卸荷带与稳定性判别的实际情况,建立了评价因子的分级标准;引入可拓理论的简单关联度概念对评价指标进行重要性排序,以此排列结果来构造层次分析法的判断矩阵,使权重的求解更加客观化;在此基础上建立了可拓模型。④以重庆渝涪高速路黄草山岩质斜坡为例,运用本文建立的可拓模型对该斜坡卸荷带发育宽度进行了判定,判定结果为卸荷带宽度等级为Ⅱ级,即卸荷带发育宽度为5~10m。同时,提出卸荷带发育宽度的数值模拟方法,通过数值模拟,设置监测线,以位移突变点做为分界点,得出卸荷带发育宽度为5~10m。以上理论分析与数值模拟所得结果与勘察资料一致,表明本文所建立的斜坡卸荷带发育宽度模型及判定方法精度较好。并依据斜坡卸荷带发育宽度将卸荷带分为强卸荷带和弱卸荷带,根据卸荷带不同等级提出不同的治理建议。
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