岩土高陡边坡锚杆加固的稳定性及抗倾覆安全系数分析

摘要

由于锚杆加固稳定性决定岩土高陡边坡抗倾覆性能,影响边坡工程质量,因此提出岩土高陡边坡锚杆加固稳定性及抗倾覆安全系数分析。根据锚杆加固作用机制,分析锚杆对岩土层间抗剪强度加固效果,获取锚杆处于压缩-剪切或者拉伸-剪切综合作用下的屈服强度以及全部锚杆抗剪强度之和。分析岩土高陡边坡弯曲倾覆破坏时形成的滑移区、叠加倾覆区和悬臂倾覆区,得出保障岩土高陡边坡稳定性,锚杆加固初始位置应在叠加倾覆区最后一层岩土层之下,充足数量和强度的锚杆加固促使悬臂倾覆区消失,达到边坡稳定。锚杆加固后岩土高陡边坡抗倾覆安全系数计算方法为重心稳定力矩总和与倾覆力矩总和比值。实验结果表明:岩土高陡边坡抗倾覆安全系数随锚杆预应力增加而增大,基于工程应用经济性、安全性原则,施加的最佳锚杆预应力为110 k N;锚杆加固初始位置应处于边坡叠加倾覆区,锚杆加固初始位置越靠近悬臂倾覆区,边坡抗倾覆安全系数数值越小,当锚杆加固初始位置位于悬臂倾覆区时,锚杆加固未起到边坡稳定性提升作用;锚杆加固区域横跨叠加倾覆区和悬臂倾覆区时边坡抗倾覆安全系数最高,边坡锚杆加固效果最好,稳定性最佳。