工程治理后巖質邊坡穩(wěn)定性評價標準及方法研究——以元磨高速公路為例.pdf

1、隨著交通建設項目向西部山區(qū)開展，在工程建設過程中形成了很多高陡邊坡。據(jù)初步統(tǒng)計，在云南省2003年后投入運營的高速公路中，需要及時評價且高度大于30m的工程邊坡就有700多處，其中全長147km的元（江）-磨（黑）高速公路在施工期間出現(xiàn)病害并進行過工程治理的邊坡就有182處。建立工程治理后邊坡穩(wěn)定性評價標準和評價方法，科學合理地評價工程治理后邊坡的安全性，是工程管理部門亟需解決的問題。
　　當前，國內外學者在工程治理前邊坡的穩(wěn)定性

2、評價方面作了大量工作，取得了豐富的研究成果，而對工程治理后邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)和工程治理效果評價方面的研究相對較少。從公開發(fā)表的文獻來看，大多是針對某一具體工點采用傳統(tǒng)計算方法重新計算邊坡的穩(wěn)定系數(shù)或者是從治理工程的經(jīng)濟指標方面對邊坡治理效果進行評價，缺乏統(tǒng)一的評價方法和相應的評價標準。
　　基于此，本文以國家西部交通科技項目《元磨高速公路邊坡病害群治理工程效果評價及應對措施研究》為依托，針對邊坡錨固工程治理效果的評價標準和評價方法進行

3、了較系統(tǒng)的研究。主要內容如下:
　　(1)對比分析了邊坡工程治理前穩(wěn)定性評價與工后治理效果評價之間的不同點，從高速公路管理、維護和安全運營的角度提出了邊坡工程治理效果評價的概念和評價內容。
　　(2)考慮工程風險因素，根據(jù)治理后邊坡的破壞類型、規(guī)模以及對運營工程的影響程度制定了邊坡工程治理效果評價分級標準，并提出了相應的應對措施。
　　(3)根據(jù)錨固工程特點，建立了基于1.00、1.10和1.20三個安全系數(shù)值的邊坡工

4、程治理效果評價分級標準，提出了錨固工程治理效果的單因素評價標準及方法，進而從邊坡破壞模式、巖土體力學參數(shù)取值和錨固工程受力機制方面分析了錨固工程在崩塌、錯落、滑坡和坡面變形破壞等邊坡病害治理中的適宜性。
　　(4)采用室內直接剪切試驗，結合Barton模型討論了巖石邊坡結構面強度參數(shù)取值的準確性。研究表明，Barton模型可以準確、快速地確定巖石結構面強度指標，而室內直接剪切試驗方法測得的內聚力明顯偏高，在實際應用中應取其1/10

5、或者更低。
　　(5)基于理論分析、經(jīng)驗公式和規(guī)范推薦方法，綜合分析了錨索錨固段的受力機制及其設計長度的合理性，并與現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)進行了對比。分析表明，現(xiàn)今使用規(guī)范中的設計參數(shù)取值偏于保守，基于規(guī)范計算的錨固段長度比現(xiàn)場實測得到的長度大2.2～5.1倍。
　　(6)基于邊坡三維地質信息，采用Fish語言編制程序，建立了用于模擬分析邊坡工程治理前后破壞模式的數(shù)值計算模型。計算結果表明，數(shù)值模擬方法可以準確地模擬邊坡工程治理前后的

6、效果，同時證明預應力錨索有效地防治了邊坡的潛在滑動趨勢，達到了良好的治理效果。
　　(7)采用二次曲線、GM(1，1)和指數(shù)平滑模型分析預測了錨固工程在施工階段和錨索長期工作階段預應力的變化趨勢。分析表明:施工錨固階段錨索拉力變化符合二次曲線特征;GM(1，1)和指數(shù)平滑模型可以較高精度地預測錨索拉力變化趨勢，可用于錨固工程治理效果的預測預警。
　　(8)針對邊坡工程治理效果評價內容和目的，選取了包括邊坡地質條件因素、防治工

7、程技術狀況和邊坡宏觀跡象特征的9個評價因子，采用層次分析法確定了各級評價指標權重，基于模糊數(shù)學理論建立了邊坡工程治理效果的綜合評價模型，并采用此模型對元磨高速公路119處邊坡進行了評價。研究表明，所建模型能夠很好地區(qū)分評價等級，可以廣泛應用于邊坡工程治理效果評價中。
　　(9)基于邊坡工程治理效果評價的內容、目標和方法開發(fā)了邊坡工程治理效果評價與監(jiān)測預警系統(tǒng)，首次從邊坡工程治理效果評價角度建立了邊坡基本信息、監(jiān)測信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和各