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高速公路边坡稳定性模糊评价及加固治理研究

作　者: 陈科平
导　师: 彭振斌
学　校: 中南大学
专　业: 地质工程
关键词: 高速公路边坡变形稳定性模糊评价加固治理预应力锚索
分类号: U418.52
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

由于工程的需要，高速公路修筑时往往会在一定程度上破坏或扰动原来较为稳定的岩体或土体结构而形成新的人工边坡。岩土体作为一种结构体，一方面有着自身材料与结构的强度和相应的自稳能力，另一方面又因受自然环境或人类活动等因素的影响，其强度和自稳能力会大幅度下降。因此，高速公路边坡往往需在对其进行稳定性分析后，对不稳定边坡采取相应的加固治理措施，以避免给国家和人民带来不必要的损失。论文通过收集前人资料、室内和现场试验以及理论分析，对高速公路边坡稳定性分析及加固治理技术的研究现状作了归纳和总结，以桂柳高速公路为研究对象，对高速公路边坡变形破坏的影响因素、分布特征及形成机制、边坡稳定性的模糊评价及边坡的加固治理技术做了深入系统研究，得到了一些有益的结论。经调查，桂柳高速公路研究路段内边坡的主要变形破坏形式以滑坡、崩塌为主，剥落为辅，其形成原因与研究路段的地形地貌、地质环境特征有关。影响高速公路边坡变形破坏的主要因素有自然因素和人为因素。自然因素中起主要作用的为地形地貌、地质环境、大气降水及地下水及岩石风化作用等四个因素；人为因素则主要包括公路建设和人们对边坡变形破坏的认识程度两方面。在边坡的变形破坏过程中，自然因素是基础，起控制作用，人为因素则对边坡变形破坏起加速和促进作用。人工边坡形成过程中，坡体内部原有应力状态将随之发生变化，引起应力的重分布和应力集中等效应。根据桂柳高速公路研究路段内边坡变形破坏的特征，经分析后采用了模糊数学理论对边坡进行稳定性分区评价。边坡模糊稳定性分析采用二级模糊评价模型，选取十四个影响边坡稳定性的主要因素，确定了各影响因素的各级界限值，并将其标准化。在边坡稳定性评价中，因子评价采用专家评定法和公式法两种方式，而因子权数的确定采用程序反演法。桂柳高速公路研究路段边坡模糊分析评价结果表明，研究路段内边坡可分为稳定区Ⅰ、局部不稳定区Ⅱ、不稳定区Ⅲ。对于不同边坡区域，应根据其稳定性的实际情况，采用不同的、合理的治理方式。现阶段，由于国内高速公路边坡的加固治理技术还不成熟，笔者研究分析后建立了高速公路边坡加固治理技术路线图及优化设计过程程序框图，以便工程技术人员能根据程序规范操作，制定出合理可行的加固设计方案。同时，还对现阶段高速公路常用的预应力锚索加固技术进行了深入研究，试验得出了拉力型锚索、压力型锚索的受力机制不尽合理，在实际工程中应尽量采用改良后的拉—压混合型锚索。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-17
  1.1 前言  10-11
  1.2 边坡稳定性分析方法研究现状  11-13
  1.3 边坡加固治理技术概述  13-15
  1.4 本文的研究内容及意义  15-17
    1.4.1 研究内容  15-16
    1.4.2 研究意义  16-17
第二章高速公路边坡变形破坏机理研究  17-68
  2.1 研究路段自然地理及地质概况  17-23
    2.1.1 自然地理  17-18
    2.1.2 气候特征  18-20
    2.1.3 地层岩性及地质构造  20-21
    2.1.4 区域工程地质岩组及其特征  21-23
  2.2 滑坡、崩塌发育分布概况与发育特征  23-24
    2.2.1 滑坡与崩塌分布概况  23-24
    2.2.2 滑坡与崩塌发育特征  24
  2.3 边坡变形破坏的主要影响因素  24-62
    2.3.1 地形地貌  25-33
    2.3.2 地质环境特征  33-38
    2.3.3 大气降水及地下水  38-39
    2.3.4 岩石风化作用  39-60
    2.3.5 人类活动的影响  60-62
  2.4 边坡变形破坏的分布特征及形成机制分析  62-66
    2.4.1 边坡岩体应力分布特征  62-63
    2.4.2 边坡变形破坏的分布规律、变形破坏特征及形成机制分析  63-66
  2.5 小结  66-68
第三章高速公路边坡稳定性模糊评价研究  68-84
  3.1 基本思路  68-69
  3.2 评价模型的建立  69-77
    3.2.1 影响边坡稳定性的主要因素、因子量化及模型的建立  69-72
    3.2.2 因子评价隶属函数的建立  72-74
    3.2.3 模糊综合评价模型的建立  74-77
  3.3 应用实例  77-81
    3.3.1 K409+390～+528上行线边坡稳定性评价  77-79
    3.3.2 其它应用实例  79-81
  3.4 高速公路边坡稳定性分区评价  81-82
  3.5 小结  82-84
第四章高速公路边坡加固治理研究  84-108
  4.1 高速公路边坡加固主要类别  84-89
  4.2 高速公路边坡加固设计程序  89-90
  4.3 高速公路边坡加固工程技术措施  90
  4.4 方案优化设计方法  90-92
  4.5 预应力锚索工程应用研究  92-107
    4.5.1 锚索发展概况与类型  92-93
    4.5.2 锚索锚固作用机理  93-99
    4.5.3 预应力锚索工程试验研究  99-106
    4.5.4 预应力锚索工程应用研究  106-107
  4.6 小结  107-108
第五章工程实例  108-118
  5.1 工程概况  108
  5.2 工程地质条件  108-110
  5.3 气候、水文地质条件  110
  5.4 边坡变形破坏机制形成分析  110-111
  5.4 边坡稳定性分析  111-112
  5.5 边坡加固防护措施分析  112-115
  5.6 锚索施工  115-117
  5.7 小结  117-118
第六章结论与展望  118-121
  6.1 结论  118-120
  6.2 展望  120-121
参考文献  121-127
致谢  127-128
攻读学位期间主要的研究成果  128

高速公路边坡稳定性模糊评价及加固治理研究

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