公路滑坡稳定性分析及治理方案设计.pdf
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1、交通世界TRANSPOWORLD收稿日期:2023-03-06作者简介:王岩(1989),男,河北雄县人,工程师,研究方向为路基工程。公路滑坡稳定性分析及治理方案设计王岩(保定市保通公路勘测设计有限责任公司,河北 保定 071000)摘要:为减少公路滑坡等地质灾害,结合工程实例,首先分析了该公路滑坡的地质概况;然后对公路滑坡稳定性分析方案进行比选,决定采用有限元强度折减法对该公路滑坡稳定性进行分析;最后提出了相应的滑坡治理方案。结果表明:该公路边坡稳定性分析方法科学有效,治理方案合理,确保了公路边坡的稳定,降低了滑坡治理成本。关键词:公路滑坡;稳定性;抗滑桩;安全性;有限元强度折减法中图分类号
2、:U416.14文献标识码:B0 引言滑坡是指岩土体受重力作用沿一定的滑面滑动的自然现象。滑坡主要发生在丘陵和山区,在这些地区,随着公路建设规模的不断扩大,滑坡和泥石流等地质灾害频发,而滑坡作为一种特殊地质灾害,其破坏模式不同于其他地质灾害,需要根据其特点进行相应分析。为此,本文将对公路滑坡稳定性进行分析,并提出相应的治理方案,以期为保障公路建设及运营安全提供参考。1 工程概况1.1 滑坡概况受长期降雨的影响,某省道K52+400K52+500段产生山体滑坡,主滑坡体段长度约为100 m。路线右侧下方为某水库,左侧上方为居民平台,居民东侧、南侧分别有一深冲沟,于省道线右侧交汇,流入该水库。根据
3、地质勘查报告,滑坡面积约为17 944 m2,厚度平均为15.5 m,属中层滑坡,滑坡体体积约为278 132 m,属中型滑坡。滑坡体平面上呈椭圆形,滑坡体西侧、南侧和东侧的边界均为冲沟,北部边界进入北侧山坡,滑坡后缘裂隙明显。地勘资料和工程地质调绘揭露,滑坡岩土体主要岩性为闪长岩,节理裂隙较发育,岩体破碎,砂岩产状为 1352853358,岩层外倾,基本呈顺层走势。1.2 滑坡地质概况1)素填土灰黄色为主,稍湿,由黏性土和少量碎石堆填而成,堆填时间较久,未压实,局部压实。层顶埋深0.00 m,层底埋深 0.607.20 m,层厚 0.007.20 m。标准贯入试验3次,击数为2.93.9击,
4、平均值为3.5击。2)粉质黏土灰黄色或砖红色,可塑,中压缩性,土质较均匀。层顶埋深 0.000.80 m,层底埋深 4.708.50 m,层厚0.008.50 m。标准贯入试验 3 次,击数为 5.78.6 击,平 均 值 为 7.2 击。地 基 承 载 力 基 本 容 许 值 建 议 取180 kPa。3)砂质黏性土、黏性土灰黄色,湿,可塑,为闪长岩风化残积土,遇水易软化崩解。层顶埋深为 0.008.50 m,层底埋深为3.8019.40 m,层厚为 0.0018.50 m。标准贯入试验 16次,击数为 7.027.0 击,平均值为 17.0 击,标准值为16.9击。地基承载力基本容许值建议
5、为200 kPa。4)全风化闪长岩灰黄色为主的杂色,岩石风化强烈,岩芯呈土柱状,原岩结构清晰可辨,遇水易软化崩解。层顶埋深为 3.8019.40 m,层底埋深为 5.1021.00 m,层厚为0.005.50 m。标准贯入试验4次,击数为35.337.6击,平均值为 36.3 击。地基承载力基本容许值建议为400 kPa。5)强风化闪长岩灰黄色、灰色,岩石风化强烈,上部岩芯呈半岩半土状、碎屑状,下部岩芯呈碎块状。层顶埋深为5.1021.00 m,层底埋深为6.1024.70 m,层厚为0.708.80 m。标准贯入试验3次,击数为42.945.3击,平均值为43.8击,本层取土样1件。地基承载
6、力基本容许值建议为800 kPa。6)中风化闪长岩灰色,细粒结构,块状构造,岩石坚硬,难击碎,裂隙稍发育,岩芯较完整,呈短柱状、长柱状为主。场地所有钻孔均有揭露,层顶埋深为 12.2025.10 m,89总659期2023年第29期(10月 中)层底未揭穿,揭露厚度为 6.3020.90 m。岩体完整程度 属较完整,岩石地基承载力基本容许值建议为3 000 kPa。2 公路边坡稳定性分析方案比选公路边坡稳定性分析是根据滑坡治理设计要求和不同边坡类型所选取的一种稳定性计算方法。目前滑坡稳定分析方法主要有:极限平衡法、有限元强度折减法、数值模拟法和极限平衡法等,这些方法在理论研究和工程应用方面都取
7、得了一定进展。极限平衡法主要应用于岩质边坡,研究滑坡机理及变形破坏规律;数值模拟法是目前为止比较成熟、实用的用于岩质边坡稳定性研究的一种方法;有限元强度折减法主要应用于土质边坡稳定性分析,主要针对岩质边坡的稳定分析。有限元法是近年来发展起来的一种新方法,其基本原理是将连续介质模型离散为一个个小单元体,对每个单元体进行力学分析。结合该公路滑坡地质概况,决定在该公路滑坡稳定性分析中选择有限元强度折减法进行分析。3 有限元强度折减法原理有限元强度折减法是利用折减系数的变化来模拟滑坡的稳定性,当计算模型的某一部位受力达到极限状态时,对应的折减系数自动失效,此时该部位也就处于极限状态,可为滑坡稳定性计算
8、提供依据。对于模拟滑坡失稳状态和失稳过程,强度折减法计算结果更为准确。采用有限元法模拟边坡稳定性是基于以下几点:1)有限元分析法可通过建立模型并进行参数识别,从而确定不同物理力学参数对边坡稳定性的影响;2)利用有限元强度折减法对不同坡度和坡高条件下的滑坡稳定性进行研究;3)不同计算模型、计算参数及荷载组合形式会对计算结果造成影响。4 公路滑坡稳定性分析4.1 物理力学参数的选取公路滑坡稳定性分析与坡体的物理力学参数选取有重要关系。通过工程地质调绘、钻探及相关的试验,结合地方工程经验,综合考虑并选取了岩体的相关物理力学参数。本次数值计算主要采用的土体物理力学参数为弹性模量、泊松比、湿重度、饱和容
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