高边坡稳定性分析及治理措施——以毛家寺至巴家咀三级公路某边坡为例

摘要

随着中国经济建设的快速发展，由于边坡的失稳，造成了很多人员和财产的损失。边坡防护的综合设计越来越引起社会的关注。边坡设计不仅需要实用，合理，经济和美观的工程措施，确保人民群众生命财产安全，还要有美化周边环境的作用。在边坡设计过程中，需要综合考虑地下水条件，降雨强度，地形，土壤质量，物质来源等因素，合理布局，这样才能建设一个合格的边坡。
　　本文以以毛家寺至巴家咀三级公路某高边坡为例（文中简称毛巴高边坡），首先对边坡的类型、边坡的规模、影响因素和破坏形式，形成原因等方面进行了分析，然后运用有限元分析软件MIDAS GTS分自重、暴雨和地震三种工况进行稳定性分析，评价毛巴高边坡的稳定性，最后提出综合防止措施。本文的主要研究内容和初步结论如下:
　　(1)通过查阅和阅读参考文献，分析了影响高边坡稳定性的主要因素，总结土质和石质边坡常见破坏形式，归纳目前国内外对高边坡稳定性的分析方法。以毛巴高边坡为研究对象，分析毛巴高边坡稳定性影响因素及破坏形式，主要包括以下几方面:地形地貌、地层岩性、地质构造、新构造运动、水文地质条件、人类工程经济活动。
　　(2)分析毛巴高边坡的类型、发展规模和趋势，概述毛巴高边坡基本特征、结构特征和变形特征，总结毛巴高边坡的变形情况和变形原因。毛巴特殊高边坡位于西峰区庄头村蒲河左岸公路边，体长450m，平均宽度80m，高差72-90m，滑体厚约5～15m，平均厚度10m，边坡的体积约为45×104m3，规模为中型。不稳定边坡坡体物质结构为第四系上更新统马兰黄土、中更新统离石黄土和白垩系砂岩组成。边坡体水文地质条件简单，坡体内无地下水赋存。
　　(3)以毛巴高边坡为原型，根据边坡地质勘测报告，确定有限元分析的土层参数及模型大小，通过有限元分析软件MIDAS GTS建立三维边坡模型，分析自重、暴雨和地震条件下，边坡位移云图和应力云图，得出在每一种工况条件下边坡最不稳定的位置。通过计算可得，自重工况、暴雨工况、地震工况，三种工况下的安全系数分别为1.11、1.08、0.96，综合评价认为该斜坡处于不稳定的状态。其最不利的破裂面在风积黄土层前缘段。
　　(4)毛巴高边坡威胁对象主要为毛家寺至巴家咀三级公路二标段的施工及后期运行安全及附近村民的生产生活和出行安全。一旦开挖边坡失稳发生灾害，后果严重，对该边坡的治理极为必要和迫切。边坡治理采用“削方工程+框架锚固工程+抗滑桩+挡土墙（预设）+排水工程+砂洞支撑”的综合治理方案治理后，边坡的稳定性能够满足设计安全系数的要求，边坡稳定性好。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 高边坡稳定性研究的目的及意义

1．2 高边坡稳定性国内外研究现状

1．3 高边坡稳定性的影响因素

1．3．1 自然因素

1．3．2 人为因素

1．4 高边坡稳定性的破坏形式

1．4．1 岩石边坡的破坏形式

1．5 高边坡稳定性的分析方法

1．5．1 极限平衡分析法

1．5．2 极限分析法

1．5．3 数值分析法

1．5．4 随机理论分析法

1．5．5 其他方法

1．6 本文主要研究内容和技术路线

1．6．1 本文主要研究内容

1．6．2 本文技术路线

2 毛巴高边坡稳定性概述

2．1 毛巴高边坡的研究区概况

2．2 毛巴高边坡的影响因素

2．2．1 地形地貌

2．2．2 地层岩性

2．2．3 地质构造

2．2．4 新构造运动

2．2．5 水文地质条件

2．2．6 人类工程经济活动

2．3 自然地理概况及社会经济概况

2．3．1 自然地理概况

2．3．2 社会经济概况

2．4 毛巴高边坡类型及规模

2．4．1 毛巴高边坡类型

2．4．2 毛巴高边坡规模

2．4．3 毛巴高边坡发展趋势

2．5 毛巴高边坡的基本特征及形成条件

2．5．1 毛巴高边坡基本特征

2．5．2 毛巴高边坡结构特征

2．5．3 毛巴高边坡变形特征

2．6 毛巴高边坡的变形情况及形成原因

2．6．1 毛巴高边坡的变形情况

2．6．2 影响边坡稳定性的因素分析

2．7 本章小结

3 基于MIDAS GTS软件毛巴高边坡稳定性分析

3．2．1 土体类型及基本物理力学性质

3．2．2 有限元参数选择

3．2．3 计算工况条件

3．2．4 毛巴高边坡有限元模型

3．3 毛巴地区高边坡稳定性分析

3．3．1 自重工况下边坡稳定性分析

4．3．2 暴雨工况下边坡稳定性分析

4．3．3 地震工况下边坡稳定性分析

3．4 毛巴高边坡稳定性综合评价

3．5 本章小结

4 毛巴高边坡处理措施

4．1 毛巴高边坡治理措施整体思路

4．2 毛巴高边坡治理措施设计

4．2．1 措施一：框架结构

4．2．2 措施二：抗滑桩

4．2．3 措施三：砂洞支撑立柱及挡土墙

4．3 毛巴高边坡治理后稳定性分析

4．4 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

致谢

参考文献