猫子坪至磨西改建公路棚洞段边坡稳定性研究及防治措施建议

摘要

猫子坪至磨西公路是成都—二郎山—海螺沟黄金旅游线路的必经路段，年游客量已达39万人次，原公路由于地形地质条件复杂，原线线形、纵坡多随坡就势，达不到等级公路标准，沿线地质灾害极为发育，有20处崩塌和1处滑坡，其中一处位于棚洞段边坡高逾60m，坡度达40°～50°，距离得妥断层不到1KM，常有巨石滚落，严重威胁车辆和行人。本文对猫子坪至磨西改建公路优化边坡设计以及有效地防治边坡地质灾害，具有一定的理论意义和实用价值。同时，对其他类似地区的公路建设和其他基础设施的建设具有借鉴意义。研究内容和结论如下
　　(1)在综合分析棚洞段边坡工程地质条件的基础上，查阅相关文献资料，得出了研究区棚洞段边坡结构面浅表生改造的特征，并且分析了棚洞段边坡结构面的浅表生改造机制，建立了边坡浅表生改造的基本模式，最后深入研究了棚洞段边坡岩体的浅表生改造与变形破坏的关系。
　　(2)从边坡岩体结构特征入手，将边坡分为了三个区，并且结合边坡的破坏现象，将边坡变形破坏模式分为了三类:一，平面滑动模式;二，阶梯状滑动模式;三，楔体滑动，并对不同的破坏机制进行分析。最后根据边坡分区对各区进行稳定性评价。
　　(3)通过离散元软件UDEC对研究区猫磨路棚洞段边坡建模分析该边坡变形破坏过程，得出该边坡变形破坏主要经历了:稳定变形发展阶段，加速变形阶段，破坏失稳三个阶段。
　　(4)采用有限元软件FLAC3D对研究区猫磨路棚洞段边坡进行数值模拟计算，分析得出:研究区边坡整体稳定性较好，具有良好的协调变形能力，在自重情况下，坡体深部很难形成一个潜在滑动面。剪应力增量主要集中在坡体中上部浅表层部位，可能形成不稳定块体，在暴雨或者地震情况下容易发生浅表部滑移破坏。采用Geo-slope软件对研究区猫磨路棚洞段边坡岩体稳定性进行极限平衡分析，计算结果表明该边坡在天然工况下处于稳定状态，在暴雨工况下边坡局部可能发生小规模崩塌，而在地震工况下该边坡处于不稳定状态。
　　(5)根据本文的分析结果对边坡不同分区提出了不同的防治措施建议，并且采用数值模拟评价了支护效果。

目录

声明

摘要

第1章 前言

1．1 选题依据及研究意义

1．2 国内外边坡研究现状

1．2．1 边坡的研究历史

1．2．2 岩体结构的研究现状

1．2．3 边坡变形破坏模式及类型的研究现状

1．3 研究思路及技术路线

1．3．1 主要内容

1．3．2 技术路线

第2章 工程概况及区域工程地质条件

2．1 工程概况

2．2 自然地理概况

2．1．1 交通位置

2．1．2 气象水文

2．3 地形地貌

2．4 地层岩性

2．5 地质构造

2．6 水文地质条件

第3章 研究区棚洞段边坡岩体的浅表生改造

3．1 研究区地质构造的总体特征

3．2 研究区棚洞段边坡岩体的浅表生改造

3．2．1 研究区棚洞段边坡岩体浅表生改造的发生条件

3．2．2 研究区棚洞段边坡岩体浅表生改造特征

3．3 研究区棚洞段边坡岩体的浅表生改造与变形破坏的关系

3．4 小结

第4章 研究区棚洞段边坡岩体结构特征与变形破坏机制研究

4．1 岩体结构面的特征

4．1．1 岩体结构面的分级

4．1．2 岩体结构面特征

4．1．3 岩体结构特征

4．2 岩体结构的物理力学参数

4．3 棚洞公路边坡变形破坏机制分析

4．3．1 棚洞公路边坡现有的变形破坏特征

4．3．2 棚洞公路边坡变形破坏模式

4．3．3 棚洞段公路边坡变形破坏机制

4．4 研究区棚洞段边坡稳定性评价

4．5 小结

第5章 棚洞段边坡建模与变形破坏过程研究

5．1 离散元在边坡稳定性评价的优势

5．2 棚洞段边坡建模的思路

5．3 棚洞段边坡UDEC建模和边界条件设置

5．4 棚洞段边坡变形破坏过程

5．5 小结

第6章 棚洞段边坡稳定性分析

6．1 研究区棚洞段边坡数值模拟

6．1．1 计算模型的建立

6．1．2 岩体力学参数的确定

6．1．3 计算结果与分析

6．2 棚洞段边坡岩体稳定性的极限平衡分析

6．2．1 计算模型与安全系数选取

6．2．2 计算结果及分析

6．3 小结

第7章 棚洞段边坡支护措施建议

7．1 公路边坡常用支护措施

7．2 棚洞段边坡支护措施建议

7．3 棚洞段边坡支护效果数值模拟

7．3．1 棚洞段边坡支护效果评价

7．3．2 不同锚索间距下棚洞段边坡的支护效果

7．4 小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果