基于鸡爪沟地形路基变形规律和路堑边坡稳定评价

摘要

山区高等级公路的特点是,穿越地区地质条件复杂,高填深挖形式多见.依托西南具有代表性的川东山区鸡爪沟地形广安至南充高速公路(南广路),该论文主要开展了路基变形规律与高陡路堑边坡稳定评价两方面的研究.首先,针对丘陵区起伏变化的地形、深厚软弱地基这种特殊地形条件,开展了路基变形问题的研究.从工程地质条件与土体参数的物理力学特性的研究出发,通过鸡爪沟地形路基试验路段的监测(变形监测和地下水位等)成果分析路基的变形以及孔压的消散过程,同时通过双曲线法预测路基最终沉降以及工后沉降量.同时,通过FLAC有限元程序,对路基土工格栅铺筑前后路基变形与稳定性进行分析和评价,同时简要介绍了土工格栅的加筋机理.基于二维应变、空间渗流PDSS程序进一步分析了塑料排水板处理地基前后软弱地基沉降变形随孔隙水消散的变化过程和规律.其次,针对山区高速公路建设中出现的岩质边坡病害问题,基于层次分析法的物元模型,建立了岩质边坡稳定性等级综合评判分析方法,实例分析了典型岩质边坡的综合稳定性.接着,为再现其变形破坏的整个历史过程并预演其失稳破坏方式和条件,可以采取相似模型试验的方法来进行验证.模型试验可以从整体上、理论上深化对鸡爪沟地形岩质路堑边坡变形破坏发展规律的认识.进行依托工程现场试验和FLAC数值计算分析,研究边坡开挖卸荷条件下的变形特性、整体稳定性以及防护加固的效果.该论文的创新之处在于提出了一种新的不确定性岩质边坡稳定性等级评价方法:基于层次分析法的物元模型综合评价法.利用层次分析法来确定评价指标的权重,根据物元分析方法得出的综合关联度来实现对该岩质边坡稳定性的综合评判,编制相应的计算程序.评价结果与现场勘察结果基本一致,并为高陡路堑边坡防护加固提供了经济、合理、可行的依据.该方法对到其它类似工程问题的评价有一定的借鉴意义.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1选题的意义

1.2国内外研究现状

1.3论文研究主要内容与技术路线

第二章试验段路基物理力学试验研究

2.1鸡爪沟路段依托工程地质条件研究

2.2试验段路基填料物理力学试验研究

2.3试验段软弱地基物理力学试验研究

第三章鸡爪沟地形路基变形FLAC数值模拟

3.1 FLAC数值基本原理

3.2 FLAC程序的计算过程

3.3计算参数及计算模型的选取

3.4典型断面FLAC数值模拟分析及稳定性评价

第四章鸡爪沟地形路基变形PDSS数值分析

4.1 PDSS计算原理

4.2静力有限元分析PDSS程序简介

4.3 PDSS程序主要功能与结构

4.4典型断面PDSS数值模拟分析及评价

4.5小结

第五章鸡爪沟地形路基监测与变形规律分析

5.1路基试验段综合监测工程布置

5.2路基变形监测成果及其规律分析

5.3路基最终沉降量的预测

第六章鸡爪沟地形高陡路堑边坡的稳定评价

6.1工程概况

6.2高陡路堑边坡岩体质量评价方法

6.3 G标电塔边坡底摩擦相似模拟模型试验研究

6.4鸡爪沟地形高陡路堑边坡FLAC数值模拟分析

第七章结语及其建议

7.1主要研究结论

7.2建议及其进一步工作

致谢

参考文献

研究生期间完成科研项目、论文发表情况