向家坡滑坡穩(wěn)定性分析及動(dòng)態(tài)綜合治理研究.pdf

1、隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展,特別是西部大開發(fā)的開展,公路建設(shè)逐年增長(zhǎng),而且不斷向山區(qū)延伸,因?yàn)榈匦?、地貌等條件的約束,不可避免地會(huì)形成大量的邊坡工程,甚至出現(xiàn)高陡人工邊坡,以高等級(jí)公路的建設(shè)最為嚴(yán)重。在現(xiàn)有的公路線路中,不少線段屢有滑坡等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生,造成車毀人亡,運(yùn)輸中斷,損失慘重。所以進(jìn)行路塹邊坡穩(wěn)定性研究意義非常重要。本文以渝黔高速公路向家坡滑坡為工程背景,系統(tǒng)研究了路塹邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、失穩(wěn)機(jī)理、監(jiān)測(cè)及預(yù)報(bào),以及正在運(yùn)營(yíng)中的路塹邊坡動(dòng)態(tài)優(yōu)化

2、綜合治理問(wèn)題。論文所取得的主要成果如下:①利用MTS巖石材料試驗(yàn)機(jī)對(duì)向家坡路塹邊坡巖石在不同圍壓和不同含水量的變形、強(qiáng)度特征進(jìn)行了試驗(yàn)研究,根據(jù)有圍壓的莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度準(zhǔn)則,依據(jù)最小二乘法,采用回歸分析求解出了向家坡路塹邊坡巖石試件的強(qiáng)度參數(shù)內(nèi)摩擦角和粘聚力C;根據(jù)彈塑性力學(xué)理論,以弱風(fēng)化砂巖為例,提出了能正確反映巖石三軸受力的拋物線-線彈性-Duncan雙曲線-塑性軟化-殘余理想塑性五段式模型。②結(jié)合向家坡滑坡工程地質(zhì)情況以及變形情況,

3、總結(jié)了向家坡滑坡特征,深層次分析了該開挖路塹邊坡降雨誘發(fā)失穩(wěn)機(jī)理,汲取了向家坡滑坡前期治理失敗的原因。③考慮降雨對(duì)滑坡滑面介質(zhì)的應(yīng)變軟化和水致弱化性質(zhì),提出了三維滑坡力學(xué)模型,應(yīng)用突變理論對(duì)其失穩(wěn)力學(xué)機(jī)制進(jìn)行了分析;總結(jié)了淺層滑坡坡體位移與降雨量的擬合關(guān)系,結(jié)合向家坡滑坡工程實(shí)例建立了考慮降雨對(duì)滑坡滑面介質(zhì)的應(yīng)變軟化和水致弱化影響下淺層滑坡的尖點(diǎn)突變模型,分析了向家坡滑坡強(qiáng)降雨條件下淺層失穩(wěn)的破壞機(jī)制。④結(jié)合向家坡這一路塹邊坡的具體地形

4、地貌以及滑坡等情況,設(shè)計(jì)出以地表監(jiān)測(cè)為主、輔以深部位移監(jiān)測(cè)及地下水監(jiān)測(cè)等多層次綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng),經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)一年多的測(cè)試,效果很好。⑤采用指數(shù)平滑法和非線性回歸分析相結(jié)合的方法,建立了滑坡預(yù)測(cè)的非線性數(shù)學(xué)模型,并應(yīng)用于向家坡工程實(shí)踐;詳細(xì)分析了滑坡演變的非線性特征,建立了基于時(shí)間序列向空間重構(gòu)混沌方法的滑坡預(yù)測(cè)模型,并給出基于時(shí)間序列向空間重構(gòu)混沌方法預(yù)測(cè)滑坡的一般步驟。⑥基于最優(yōu)傳遞矩陣改進(jìn)層次分析法求解權(quán)重,建立了基于可拓理論結(jié)合改進(jìn)層次分析

5、法的邊坡穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)模型,并應(yīng)用于向家坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。⑦考慮前期治理的支擋工程和土體的共同作用,將其視為樁土復(fù)合體,對(duì)滑坡體巖體力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了綜合取值;采用反分析法和極限平衡法對(duì)邊坡在不同工況下的穩(wěn)定情況進(jìn)行了計(jì)算;根據(jù)傳遞系數(shù)法計(jì)算了邊坡的下滑推力,為邊坡的加固處理提供了科學(xué)的依據(jù)。⑧提出了“基于治理方案優(yōu)選+優(yōu)選方案細(xì)化結(jié)合監(jiān)測(cè)信息反饋”的滑坡綜合治理思路;考慮層次分析法存在的問(wèn)題,詳細(xì)介紹了模糊層次分析法的基本原理以及數(shù)學(xué)模型的建