汶马高速公路典型变质岩边坡变形破坏机理研究

摘要

在山区进行高速公路建设所遇到的诸多问题中，边坡问题始终是最为常见的一个。本文研究的汶马高速公路地处四川藏区，区域内变质岩广泛分布，高速公路沿线边坡岩性主要为千枚岩、板岩和片岩，边坡高陡，节理发育，强度较低，受工程建设影响极易发生破坏，对边坡坡体结构和变形破坏机理展开研究意义重大。
　　本文研究的主要内容如下：①在资料收集的基础上调查分析研究区内边坡的结构类型和变形破坏特征；②对边坡的破坏模式归纳总结，分析影响边坡稳定的因素，进而进行影响因素的敏感性分析;③运用UDEC离散元软件以顺倾向层状边坡与反倾向层状边坡为例，模拟2种类型边坡在开挖后的变形破坏过程，分析其破坏机理。论文的主要研究成果如下：
　　(1)通过区域地质资料收集与现场调查分析，把研究区边坡结构分为3类：层状结构、块状结构和类均质式结构。层状结构包括反倾层状、顺倾层状和斜交层状；类均质式结构包括散体状结构和碎裂状结构。把边坡破坏模式分为5类：倾倒式破坏、拉裂-滑移式破坏、坠落式破坏、堆积层滑动破坏和孔洞式破坏。
　　(2)总结了影响区域内边坡稳定的因素，包括岩体工程地质条件、地形地貌特征、坡体结构、水、人类建设开挖、地震作用、风化作用、冻融作用、根劈作用等。然后运用单因素分析法对边坡岩体的重度、粘聚力、内摩擦角、坡高、坡角和地震加速度进行了敏感性分析，得出敏感度由大到小依次为内摩擦角、地震加速度、坡高、坡角、重度以及粘聚力，说明相比而言内摩擦角对边坡稳定性的影响最大。
　　(3)通过数值模拟结果，把2种顺倾向层状边坡与反倾向层状边坡的破坏过程分为4个阶段：开挖致使拉张裂缝的形成、裂缝扩展和变形体的形成、变形体发生滑移或倾倒、破坏岩体堆积于坡脚。2种破坏模式均以拉破坏为主，局部出现剪破坏。顺层边坡的破坏从坡脚处开始，为牵引式滑动；反倾边坡的破坏从后缘拉张裂缝开始，为倾倒式破坏。

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