深路堑边坡稳定分析与锚索抗滑桩加固研究

摘要

深路堑边坡的稳定是保证路基完成其功能的重要条件，也是路基设计的主要内容。对在山区建设高等级公路，不可避免会遇到大量的深路堑边坡。深堑边坡的破坏导致在公路建设及养护期间花费大量的人力和财力进行处治，在公路运营期，还将严重阻碍交通，给国家和人民经济造成巨大损失，同时破坏环境景观和生态平衡。在边坡治理中，有许多治理措施可以选择，锚索抗滑桩是在滑坡工程中采用最为广泛的一种新型支挡结构，然而，其设计与计算方法仍然是一个亟待深入研究的课题，这种技术是在抗滑桩的基础上发展起来的。相对于普通抗滑桩，其受力状态更加合理。本论文针对深路堑边坡的稳定性与锚索抗滑桩加固进行分析研究，主要研究内容如下：
　　 (1)针对边坡的不同破坏形式进行了分析，就边坡稳定影响因素分包括边坡结构面、边坡土质性质、地貌环境和边坡的规模形态影响的四个内部因素和新构造运动、风化作用、天气和气候与人为活动四个外部因素进行了研究，并对深路堑土质边坡失稳特征进行分析研究；
　　 (2)对进行路堑变形的原因进行研究，需要考虑到垂直裂隙的影响采用裂隙圆弧法来验算，剩下的运用简化的Bishop法进行计算，同时对边坡加固中的极限平衡法、有限元强度折减法进行研究，同时利用有限元分析软件进行模拟，对改变抗剪切强度、边坡土体的容重、坡高和坡角，观察其对边坡稳定的安全系数的影响，制作5因子4水平正交设计表进行试验计算，得出主要影响因素均为边坡角和内摩擦角，其它为次要影响因素；
　　 (3)简要介绍抗滑桩加固边坡的设计方法，运用极限平衡法对边坡加固进行研究，通过正交试验来为边坡治理工程设计提供有效的数据和方式；同时提供了预应力锚索抗滑桩的设计方法，为抗滑桩设计计算提供了依据；通过模型优化和算法优化两方面进行预应力锚索抗滑桩的优化设计，提出了设计的目标函数，并运用迭代法，算出了最优解，确保了边坡治理工程的安全性和经济性。
　　 (4)选用重庆渝湘高速公路酉阳至黔江滑坡段治理作为工程实例结合软件对变形破坏机理进行了分析研究治理，提出了相应的改善措施，从监测结果中得出治理效果，并验证了前文中理论探索的合理可行。