工程治理后巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性評價標(biāo)準(zhǔn)及方法研究——以元磨高速公路為例.pdf

1、隨著交通建設(shè)項(xiàng)目向西部山區(qū)開展，在工程建設(shè)過程中形成了很多高陡邊坡。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，在云南省2003年后投入運(yùn)營的高速公路中，需要及時評價且高度大于30m的工程邊坡就有700多處，其中全長147km的元（江）-磨（黑）高速公路在施工期間出現(xiàn)病害并進(jìn)行過工程治理的邊坡就有182處。建立工程治理后邊坡穩(wěn)定性評價標(biāo)準(zhǔn)和評價方法，科學(xué)合理地評價工程治理后邊坡的安全性，是工程管理部門亟需解決的問題。
　　當(dāng)前，國內(nèi)外學(xué)者在工程治理前邊坡的穩(wěn)定性

2、評價方面作了大量工作，取得了豐富的研究成果，而對工程治理后邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)和工程治理效果評價方面的研究相對較少。從公開發(fā)表的文獻(xiàn)來看，大多是針對某一具體工點(diǎn)采用傳統(tǒng)計(jì)算方法重新計(jì)算邊坡的穩(wěn)定系數(shù)或者是從治理工程的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面對邊坡治理效果進(jìn)行評價，缺乏統(tǒng)一的評價方法和相應(yīng)的評價標(biāo)準(zhǔn)。
　　基于此，本文以國家西部交通科技項(xiàng)目《元磨高速公路邊坡病害群治理工程效果評價及應(yīng)對措施研究》為依托，針對邊坡錨固工程治理效果的評價標(biāo)準(zhǔn)和評價方法進(jìn)行

3、了較系統(tǒng)的研究。主要內(nèi)容如下:
　　(1)對比分析了邊坡工程治理前穩(wěn)定性評價與工后治理效果評價之間的不同點(diǎn)，從高速公路管理、維護(hù)和安全運(yùn)營的角度提出了邊坡工程治理效果評價的概念和評價內(nèi)容。
　　(2)考慮工程風(fēng)險因素，根據(jù)治理后邊坡的破壞類型、規(guī)模以及對運(yùn)營工程的影響程度制定了邊坡工程治理效果評價分級標(biāo)準(zhǔn)，并提出了相應(yīng)的應(yīng)對措施。
　　(3)根據(jù)錨固工程特點(diǎn)，建立了基于1.00、1.10和1.20三個安全系數(shù)值的邊坡工

4、程治理效果評價分級標(biāo)準(zhǔn)，提出了錨固工程治理效果的單因素評價標(biāo)準(zhǔn)及方法，進(jìn)而從邊坡破壞模式、巖土體力學(xué)參數(shù)取值和錨固工程受力機(jī)制方面分析了錨固工程在崩塌、錯落、滑坡和坡面變形破壞等邊坡病害治理中的適宜性。
　　(4)采用室內(nèi)直接剪切試驗(yàn)，結(jié)合Barton模型討論了巖石邊坡結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度參數(shù)取值的準(zhǔn)確性。研究表明，Barton模型可以準(zhǔn)確、快速地確定巖石結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度指標(biāo)，而室內(nèi)直接剪切試驗(yàn)方法測得的內(nèi)聚力明顯偏高，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)取其1/10

5、或者更低。
　　(5)基于理論分析、經(jīng)驗(yàn)公式和規(guī)范推薦方法，綜合分析了錨索錨固段的受力機(jī)制及其設(shè)計(jì)長度的合理性，并與現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比。分析表明，現(xiàn)今使用規(guī)范中的設(shè)計(jì)參數(shù)取值偏于保守，基于規(guī)范計(jì)算的錨固段長度比現(xiàn)場實(shí)測得到的長度大2.2～5.1倍。
　　(6)基于邊坡三維地質(zhì)信息，采用Fish語言編制程序，建立了用于模擬分析邊坡工程治理前后破壞模式的數(shù)值計(jì)算模型。計(jì)算結(jié)果表明，數(shù)值模擬方法可以準(zhǔn)確地模擬邊坡工程治理前后的

6、效果，同時證明預(yù)應(yīng)力錨索有效地防治了邊坡的潛在滑動趨勢，達(dá)到了良好的治理效果。
　　(7)采用二次曲線、GM(1，1)和指數(shù)平滑模型分析預(yù)測了錨固工程在施工階段和錨索長期工作階段預(yù)應(yīng)力的變化趨勢。分析表明:施工錨固階段錨索拉力變化符合二次曲線特征;GM(1，1)和指數(shù)平滑模型可以較高精度地預(yù)測錨索拉力變化趨勢，可用于錨固工程治理效果的預(yù)測預(yù)警。
　　(8)針對邊坡工程治理效果評價內(nèi)容和目的，選取了包括邊坡地質(zhì)條件因素、防治工

7、程技術(shù)狀況和邊坡宏觀跡象特征的9個評價因子，采用層次分析法確定了各級評價指標(biāo)權(quán)重，基于模糊數(shù)學(xué)理論建立了邊坡工程治理效果的綜合評價模型，并采用此模型對元磨高速公路119處邊坡進(jìn)行了評價。研究表明，所建模型能夠很好地區(qū)分評價等級，可以廣泛應(yīng)用于邊坡工程治理效果評價中。
　　(9)基于邊坡工程治理效果評價的內(nèi)容、目標(biāo)和方法開發(fā)了邊坡工程治理效果評價與監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，首次從邊坡工程治理效果評價角度建立了邊坡基本信息、監(jiān)測信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和各