道路改扩建边坡稳定性控制及支护措施研究

论文摘要

随着我国经济的快速发展,一些既有道路已不能满足日益增长的交通需求,因此,道路改扩建工程逐步呈上升趋势。道路改扩建工程中存在很多方面问题,其中边坡病害是山区城市道路建设中,最常见的工程地质问题,若处理不当,则可能造成坡体失稳,直接影响到路线的工程成本、质量以及整个道路改扩建工程的工期。本文主要基于郴州市郴资桂大道改扩建工程,对其改扩建过程中路堤与路堑边坡出现的病害进行分析与评价,以及在边坡治理的过程中怎样去利用原有支护结构,如何采取有效的支挡结构措施确保边坡稳定。本文以郴资桂大道改扩建工程K5路堑边坡为例,通过对郴州地区郴资桂大道K5煤系地层工程地质性质的研究,分析影响改扩建边坡稳定性的各种因素。从既有道路改扩建拓宽工程边坡病害现象入手,考虑边坡岩土体的非线性特性、大气降水以及边坡岩土体力学性能的改变对边坡稳定性的影响,采用有限元强度折减法对边坡工程进行全过程模拟分析,尽可能真实地模拟既有支护结构下路堑高边坡失稳条件和失稳过程,分析开挖路堑边坡的塑性应变和位移场分布及变化规律,搜寻可能存在的最危险滑动面,对边坡整体稳定性作出了评价。在稳定性控制理论基础上,对K5路堑开挖边坡支护稳定性分析评价,达到对边坡合理支护的要求。通过两种不同支护方案的对比分析,认为在含软弱土层边坡支护过程中,宜尽量维持边坡原有软弱土层的自然结构的高强度特性及应力应变状态。结合实际情况提出了既有支护作用下路堑边坡失稳的防治措施,为道路改扩建边坡合理支护提供参考和理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出及背景
• 1.2 课题在国内外研究现状
• 1.2.1 关于改扩建边坡研究现状
• 1.2.2 边坡稳定性研究
• 1.2.3 边坡加固技术的发展
• 1.3 既有支护边坡改扩建工程问题
• 1.3.1 改扩建边坡稳定性问题
• 1.3.2 改扩建边坡规范性指导问题
• 1.4 主要研究内容
• 第二章 道路改扩建边坡问题分析
• 2.1 道路既有边坡常见支护结构型式
• 2.2 改扩建边坡拓宽方式
• 2.3 既有支护下路堤边坡失稳
• 2.3.1 路堤边坡病害
• 2.3.2 路堤边坡破坏机理
• 2.4 路堑边坡开挖病害
• 2.4.1 开挖边坡破坏形式
• 2.4.2 路堑边坡的开挖失稳
• 2.4.3 既有支护边坡破坏的机理
• 第三章 改扩建路堑边坡稳定性影响因素分析
• 3.1 扩建边坡稳定性影响因素
• 3.1.1 地形地貌
• 3.1.2 岩土体性质
• 3.1.3 地质构造
• 3.1.4 水文地质
• 3.1.5 风化作用
• 3.1.6 人工因素
• 3.2 煤系地层的工程特性
• 3.2.1 煤系地层力学强度指标的确定
• 3.2.2 试验方法
• 3.2.3 煤系土微结构分析
• 第四章 道路改扩建边坡治理与稳定性控制
• 4.1 既有支护路堑边坡处治思路
• 4.2 既有支护下路堑边坡支护土压力
• 4.3 扩建边坡开挖控制措施
• 4.3.1 锚杆（索）框格结构计算
• 4.3.2 开挖边坡桩锚结构计算
• 第五章 K5路堑边坡开挖支护数值模拟分析
• 5.1 K5路堑边坡支护评价
• 5.1.1 K5路堑边坡工程概况
• 5.1.2 K5路堑边坡计算采用的力学参数
• 5.2 K5路堑边坡锚杆框格支护稳定性分析评价
• 5.2.1 边坡未支护开挖模拟
• 5.2.2 K5边坡锚杆加固措施
• 5.2.3 锚杆加固后坡体稳定性分析
• 5.3 K5边坡强支护坡脚方案
• 5.3.1 初步设计支护措施
• 5.3.2 桩锚支护结构有限元分析
• 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要的研究成果