云南复杂地质环境公路地质病害诱发机理及其对策研究

论文摘要

目前,云南省公路通车里程19.85万公里,至2007年底,高速公路通车里程突破2500公里,但高等级以上的公路仅占公路通车里程的1/20。故我省公路升级改造和路网加密任务仍将十分繁重,因此,云南公路建设仍面临良好的发展机遇。在全国高速公路进入山区修建和大力推进农村公路建设的重要时期,公路地质环境严重制约了公路建设的建设周期和成本,制约和影响了公路的正常运营和运输安全。由于结合地质环境的公路地质病害机理研究,尚不系统和全面,十分必要研究云南复杂地质环境公路地质病害诱发机理及其对策,以指导云南今后公路的建设和发展。本文首先回顾了公路发展概况,分析和总结了公路发展及其特点,简述了公路交通对国民经济的贡献,分析了公路发展面临的主要问题。同时,较为详细地分析了公路建设的地质环境制约和云南地质环境问题,分析了公路地质环境致灾的对策研究现状等内容。其次,全面分析了云南公路建设的复杂地质环境条件,包括地质地貌、地质构造环境、活动性构造带、公路水文地质环境、工程地质以及云南公路地质环境条件。在这些内容中,将云南迄今为止的所有通车和在建的高等级公路(二级以上公路)与云南主要山脉分布、地貌分区、大地构造分区、深大断裂和地壳厚度、构造体系、新构造运动、主要活动断裂、地震震中分布、区域稳定性分区、工程地质分区以及云南膨胀土分布等情况进行了对应和叠加处理。由于最近十多年是高等级公路建设和发展的主要阶段,涉及了更多更全面的公路地质环境问题,同时,在建设中也积累了较为丰富的公路地质病害治理经验,取得了许多科技创新,加上这些公路分布在云南的广阔地域,为今后就近区域公路的升级和路网的加密将起到极大的借鉴和指导作用。结合云南公路建设中主要的不良地质现象,全面分析了云南公路主要地质病害类型及其展布特征,分析了云南公路地质病害发育的时间和空间展布特征。研究和分析了公路地质病害的公路地质体属性、公路地质病害的潜在隐患、公路地质病害的致灾因素,总结了云南复杂地质环境下公路地质病害诱发及危害分析,分析了云南公路工程诱发的公路地质病害,探索了云南公路地质病害的诱发机理,总结了云南公路地质病害诱发链。针对云南公路主要地质病害,从复杂地形环境下的公路工程技术优选、复杂地质构造环境下的公路工程技术优选、特殊类土环境下的公路工程技术对策、特殊岩类(区)环境下的公路工程技术优选、特殊地质体环境下的公路建设技术对策和特殊地质环境下的公路路基(桥梁)技术优选等方面,全面分析和论述了复杂地质环境的公路地质病害防治工程技术。本文从基于公路地质环境与地质灾害防治的公路选线技术、公路地质灾害危险性评估、针对公路地质病害防治的公路工程地质勘察、复杂地质环境下的公路养护技术及其病害处治、公路沿线生态地质环境优化等方面,通过较为全面的研究,探索和总结了云南复杂地质环境下的公路地质病害防治模式。通过研究,取得了以下主要研究成果1、首次将云南在建和已通车的高等级公路与云南公路建设主要不良地质现象的分布情况进行系统的联系和对比,为今后云南公路建设提供了重要的地质环境分析资料,对于新建公路,可借鉴就近区域已建公路的成功经验和需注意的事项。为新建和改(扩)建公路提供了针对主要不良地质现象的治理措施对策经验。2、结合云南公路建设地理环境、地质环境、水文地质环境、地质灾害等,开展公路地质病害的诱发机理研究,包括自然状态下的公路地质病害、工程扰动下诱发的公路地质病害、公路地质病害诱发机理以及公路地质环境的脆弱性、稳定性评价以及复杂地形环境下的公路工程技术优选、复杂地质构造环境下的公路工程技术优选、特殊类土环境下的公路工程技术优选、特殊岩类(岩区)环境下的公路工程技术优选、特殊地质环境下的公路建设技术对策、特殊地质环境下的公路技术优选,形成了较为系统全面的公路工程地质环境下的公路工程技术对策体系。3、首次系统分析了云南公路地质病害的类型及其展布特征。系统分析了云南地质病害的时空特征、发育特征,较全面分析了云南公路工程主要不良地质现象的特征和野外判别方法。4、首次系统全面分析了云南公路工程地质病害致灾因素,从云南公路地质病害形成的影响因素、形成机理、破坏形式等方面,全面分析了云南公路地质病害的破坏机理。5、针对公路工程路基、桥梁、隧道建设的实际,结合云南公路建设的主要不良地质现象,系统总结了复杂地质环境下的公路地质病害防治工程技术对策。其中,首次提出并成功实施了“侧向限制法软土处理技术”、“亲水隧道设计施工技术”,取得了良好的社会、经济效益。6、从公路选线技术、公路工程地质病害危险性评估、公路工程地质勘察、公路养护技术、公路工程沿线生态地质环境优化等方面,开展了复杂地质环境下公路地质病害的对策模式研究。7、研究了云南复杂地质环境下的公路地质环境问题及其建设技术对策,构建了云南公路地质环境公路工程技术对策理论与方法体系,对公路建设的科技进步和加强公路建设的地质环境保护,获取最佳的社会、经济效益具有重要的科学意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 公路发展概况
• 1.1.1 公路发展及其特点
• 1.1.2 公路交通对国民经济的贡献
• 1.1.3 公路发展面临的问题
• 1.2 公路建设中的地质环境问题
• 1.2.1 公路建设的地质环境制约
• 1.2.2 公路建设的地质灾害和危害
• 1.2.3 公路建设地质环境问题
• 1.3 公路地质环境国内外研究现状
• 1.3.1 公路建设发展情况的研究
• 1.3.2 公路地质环境研究
• 1.3.3 公路地质环境研究方法
• 1.3.4 公路地质病害研究
• 1.3.5 公路地质病害对策研究
• 1.4 选题意义、研究内容与研究成果
• 1.4.1 选题的必要性与紧迫性
• 1.4.2 选题的科学意义、学术价值、实用意义和学科前沿性
• 1.4.3 研究内容
• 1.4.4 技术路线
• 1.4.5 论文研究支撑
• 1.4.6 研究进度
• 1.4.7 研究主要成果及创新性
• 第二章 云南公路建设的复杂地质环境条件
• 2.1 地形地貌
• 2.1.1 地貌轮廓
• 2.1.2 地貌类型
• 2.2 地质构造环境
• 2.2.1 构造单元
• 2.2.2 地层单元
• 2.3 活动性构造带
• 2.3.1 新构造特征及其分带
• 2.3.2 地震活动
• 2.3.3 区域地壳稳定性
• 2.4 水文地质环境
• 2.5 工程地质
• 2.6 云南公路建设的地质环境条件
• 第三章 云南公路地质病害类型及展布特征
• 3.1 云南主要公路地质病害类型
• 3.1.1 软土
• 3.1.2 膨胀土
• 3.1.3 岩溶
• 3.1.4 采空区
• 3.1.5 泥石流
• 3.1.6 岩堆
• 3.1.7 滑坡
• 3.1.8 红层软岩
• 3.2 云南主要公路地质病害展布
• 3.2.1 软土公路地质病害展布
• 3.2.2 膨胀土公路地质病害展布
• 3.2.3 岩溶公路地质病害展布
• 3.2.4 采空区公路地质病害展布
• 3.2.5 泥石流公路地质病害展布
• 3.2.6 岩堆公路地质病害展布
• 3.2.7 滑坡公路地质病害展布
• 3.2.8 红层软岩公路地质病害展布
• 3.3 云南公路地质病害发育特征
• 3.3.1 公路地质病害的时间展布特征
• 3.3.2 公路地质病害的空间展布特征
• 第四章 云南公路地质病害致灾因素
• 4.1 公路地质病害的公路地质体属性
• 4.1.1 岩土体结构
• 4.1.2 地质体面状结构
• 4.1.3 地下孔隙
• 4.2 公路地质病害的潜在隐患
• 4.2.1 现状地质灾害隐患
• 4.2.2 不良地质作用隐患
• 4.3 公路地质病害致灾因素分析
• 4.3.1 公路地质病害致灾因素鉴别
• 4.3.2 公路地质病害致灾因素的工程危害
• 4.4 复杂地质环境公路地质病害诱发及危害分析
• 4.4.1 地理地质环境因素
• 4.4.2 工程地质环境因素
• 第五章 云南公路地质病害诱发机理
• 5.1 云南公路工程诱发的公路地质病害
• 5.1.1 公路路基工程诱发的地质病害
• 5.1.2 公路桥梁工程诱发的地质病害
• 5.1.3 公路隧道工程诱发的地质病害
• 5.2 云南公路地质病害的诱发机理研究
• 5.2.1 软土的破坏机理研究
• 5.2.2 膨胀土的破坏机理研究
• 5.2.3 岩溶的破坏机理研究
• 5.2.4 泥石流的破坏机理研究
• 5.2.5 崩塌/岩堆的破坏机理研究
• 5.2.6 滑坡的破坏机理研究
• 5.3 公路工程地质病害诱发链
• 第六章 复杂地质环境的公路地质病害防治工程技术
• 6.1 复杂地形环境下的公路工程技术优选
• 6.1.1 复杂地形环境下的公路路基技术
• 6.1.2 特殊地形环境下的公路桥梁技术
• 6.1.3 特殊地形环境下的公路隧道技术
• 6.2 复杂地质构造环境下的公路工程技术优选
• 6.3 特殊类土环境下的公路工程技术对策
• 6.3.1 软土环境下的公路路基、桥梁、隧道工程技术
• 6.3.2 膨胀土环境下的公路路基和隧道工程技术
• 6.4 特殊岩类（岩区）环境下的公路技术优选
• 6.4.1 红层软岩环境下的公路隧道、桥梁、边坡及路基技术
• 6.4.2 岩溶环境下的公路隧道、桥梁、路基工程技术
• 6.5 特殊地质体环境下的公路建设技术对策
• 6.5.1 岩堆环境下的公路路基、桥梁、隧道建设技术
• 6.5.2 滑坡环境下的公路路基、桥梁建设技术
• 6.5.3 泥石流环境下的公路路基、桥梁建设技术
• 6.6 特殊地质环境下的公路路基、桥梁技术优选
• 6.6.1 采空区公路路基处治技术
• 6.6.2 采空区的桥梁建设技术
• 第七章 复杂地质环境下公路地质病害的对策模式
• 7.1 复杂地形环境下的公路病害防治模式
• 7.2 基于公路地质环境与地质灾害防治的公路选线
• 7.2.1 基于地形环境的公路选线原则
• 7.2.2 基于地质的公路选线原则
• 7.2.3 基于地质、地形、环境等的公路综合选线原则
• 7.2.4 基于地质环境的公路选线总原则
• 7.3 公路地质灾害危险性评估
• 7.3.1 公路工程地质灾害危险性评估的技术要求
• 7.3.2 公路工程地质灾害调查与地质环境条件分析
• 7.3.3 公路工程地质灾害危险性评估
• 7.4 针对公路地质病害防治的公路工程地质勘察
• 7.4.1 基于公路建设诱发地质病害的防治技术勘察
• 7.4.2 基于防治技术的公路地质病害勘察
• 7.5 复杂地质环境下的公路养护（地质环境监测）及病害处治
• 7.5.1 复杂地质环境下的桥梁工程的病害治理
• 7.5.2 复杂地质环境下的隧道工程的病害治理
• 7.5.3 复杂地质环境下的路基工程的病害治理
• 7.5.4 公路养护中几种特殊路基病害的防治
• 7.6 公路沿线生态地质环境优化
• 7.6.1 公路工程环境保护
• 7.6.2 公路工程水土保持
• 7.6.3 公路工程景观营造
• 7.6.4 关于公路沿线生态地质环境优化的思考
• 7.7 复杂地质环境公路地质病害对策集成
• 第八章 结语
• 参考文献
• 致谢
• 附录A:攻读博士学位期间发表的论文
• 附录B:攻读博士学位期间参与的主要工作和科研项目