杭绍台高速公路典型路段高边坡变形监测及分析

摘要

在浙江地区，受梅雨季节持续暴雨的影响，高边坡坡体的孔隙水压力不断增大，坡体的抗剪强度不断降低，导致边坡的稳定性系数不断下降，无法保证边坡的稳定性，持续强降雨是导致该地区高边坡不稳定的主要因素之一。本文以浙江省某高速公路AK0+040～AK0+180段右侧高边坡施工为工程背景，采用Geoslope计算软件，计算分析不同工况时边坡在降雨情况下的安全状况，得出主要研究结果如下:　　（1）在锚杆框架梁加固的基础上，边坡各观测点，在未进入雨季时，累计地表水平位移、垂直位移值较小，变形速率小于监测预警值，边坡基本稳定。进入雨季时，边坡受天气影响明显，各观测点位移变形突增，在边坡上部有明显位移，出现潜在滑动面。　　（2）数值模拟了4种不同工况得出，强降雨是影响边坡稳定性的最主要因素，随着降雨入渗，边坡的含水量不断增加，边坡的孔隙水压力不断增大，抗剪强度逐渐降低，由于含水量增速加快，使得边坡出现暂态饱和区域逐渐增大，土体中基质吸力的减小较快，这是边坡稳定性下降的主要原因。　　（3）采用预应力锚索框架梁加固后，数值模拟并综合四种工况的边坡稳定性对比得出：当边坡稳定性相同，降雨量不同时，降雨量越大，边坡稳定性系数越小。降雨量相同，加固情况不同时，锚杆锚索加固更加稳定，且边坡稳定性系数下降更慢。　　（4）工程采用预应力锚索框架梁加固后，现场进一步检验得出：各观测点的水平位移和垂直位移在优化方案加固后变形均处在稳定的一个范围，且均有所回缩。深层水平位移基本不存在明显位移的情况，边坡整体稳固。同时也验证了数值模拟的合理性，说明该优化加固方案在做到经济合理的同时，是可行的。

目录

声明

1 绪论

1.1研究背景研究意义

1.2国内外研究现状及进展

1.2.1边坡变形监测技术研究

1.2.2边坡稳定性计算研究

1.2.3边坡安全控制技术分析及现状

1.3主要研究内容及目标

2 高边坡的变形破坏特征及影响因素

2.1杭绍台高速公路全线路段概况

2.2杭绍台高速公路工程地质概况

2.2.1气候特征

2.2.2地层地貌

2.2.3水文概况

2.3影响边坡的变形与破坏特征

2.3.1影响高边坡变形和破坏的因素

2.4本章小结

3 高边坡动态变形监测的原理

3.1动态变形监测的目的及意义

3.2动态变形监测依据

3.3动态变形监测内容

3.4动态变形监测方法

3.4.1地表位移监测

3.4.2深层水平位移监测

3.5监测注意事项

3.5.1监测频率

3.5.2监测精度

3.5.3监测报警值

3.6本章小结

4 研究变形监测主要因素及分析

4.1典型路段高边坡的研究对象

4.2典型路段高边坡的选取

4.2.1边坡的地理位置

4.2.2边坡的工程概况

4.3高边坡的加固方式

4.3.1加固防护体系

4.3.2施工工艺及施工流程

4.3.3重要注意事项

4.4高边坡的现场监测分析

4.4.1地表各监测点的水平位移与竖直位移现场监测情况

4.4.2深层水平位移现场监测情况

4.5分析高边坡在雨季出现失稳的原因

4.5.1边坡进行数值模拟的计算方法及分析原理

4.5.2边坡模拟的主要工况

4.5.3工况一：降雨量为60mm/d的孔隙水压力变化

4.5.4工况二：降雨量为110mm/d的孔隙水压力变化

4.5.5工况一：降雨量为60mm/d的稳定性系数和滑动面变化

4.5.6工况二：降雨量为110mm/d的稳定性系数及滑动面变化

4.6本章小结

5 对典型高边坡的优化方案

5.1优化边坡的加固方式

5.2预应力锚索框架梁的优化原理

（2）锚索安装

（3）灌浆

（4）张拉及封锚

5.3优化后对边坡再次数值模拟验证

5.3.1工况三：降雨量为60mm/d时的孔隙水压力变化

5.3.2工况四：降雨量为110mm/d的孔隙水压力变化

5.3.3工况三：降雨量为60mm/d的稳定性系数及滑动面变化

5.3.4工况四：降雨量为110mm/d的稳定性系数及滑动面变化

5.4整合各种工况综合分析稳定性系数变化规律

5.5整合四种工况分析各监测点的变化

5.6实测位移检验

5.6.1地表水平与竖直位移监测

5.6.2深层水平位移监测

5.7本章小结

6 结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果