山區(qū)高速公路陡坡上路基穩(wěn)定性分析方法與治理對(duì)策

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,提出鎖口型、敞口型、坡面型3種棄土場(chǎng)選址分類方法。運(yùn)用bishop-圓弧搜索法模擬棄土場(chǎng)坡體滑動(dòng)面可能發(fā)生的位置,采取加固與防護(hù)措施,并周期性地監(jiān)測(cè)墻背土壓力變化情況。結(jié)果表明:鎖口型棄土場(chǎng)是最安全、最合理的設(shè)計(jì)方法,由于棄土場(chǎng)土體的松散特性,棄土場(chǎng)的局部穩(wěn)定性較差,坡體上部土體對(duì)攔擋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的土壓力最大。該研究結(jié)果可為今后類似工程提供借鑒。

根據(jù)常張高速公路路基巖溶的分布及特征,對(duì)巖溶路基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了探討。結(jié)合工程實(shí)例,分析了高速公路巖溶路基的處理方法。

溶洞路基穩(wěn)定性直接影響到運(yùn)營(yíng)安全,需要進(jìn)行路基穩(wěn)定性計(jì)算分析研究。提出了溶洞路基穩(wěn)定性計(jì)算模型,結(jié)合工程實(shí)例,分析了某公路溶洞路基穩(wěn)定性,論證了加固方案的合理性。

針對(duì)在老采空區(qū)上方建設(shè)高速公路的問(wèn)題,提出了一種新的地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法,將由開(kāi)采引起的導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度與地基載荷的傳遞深度等因素相結(jié)合,作為路基穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn),并對(duì)評(píng)價(jià)出的結(jié)果給出了一定的治理方法。為實(shí)際應(yīng)用提供了參考。

近年來(lái),在高速公路建設(shè)過(guò)程中,多有遇到采空區(qū)路基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)問(wèn)題,但是目前來(lái)看,對(duì)采空區(qū)路基穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)尚存在一些不完善之處。對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行了分析和討論,作了一些修正,最后在一個(gè)工程實(shí)例中作了應(yīng)用。

本文建立了粘質(zhì)土路基穩(wěn)定性分析中求算相關(guān)角值的數(shù)值公式,并在此基礎(chǔ)上重新編制了相關(guān)角值表,可替代流行至今但精度較差的現(xiàn)行角值表。對(duì)于軟粘土路基的穩(wěn)定性分析,通過(guò)力學(xué)分析建立了某一邊坡高度的各種可能破壞面的最小穩(wěn)定系數(shù)kmin的解析公式。在與現(xiàn)行規(guī)范法對(duì)比的基礎(chǔ)上,闡明了本文方法的實(shí)用價(jià)值。

以新舊結(jié)合路堤為對(duì)象，分析了不同地基環(huán)境條件、舊路基坡度、新路基寬度等不同組合情況下，新舊結(jié)合路堤的整體穩(wěn)定性與沉降變形規(guī)律，弄清了新舊結(jié)合路堤工況下沉降變形的敏感部位，得到了影響新舊結(jié)合路堤穩(wěn)定性及其沉降變形的主要因素，為新舊結(jié)合路堤的穩(wěn)定性和沉降設(shè)計(jì)提供技術(shù)支撐。

通過(guò)數(shù)值模擬,結(jié)合高速公路加寬工程實(shí)例,分析了在原有路基未固結(jié)穩(wěn)定情況下新老路基的固結(jié)沉降變形特性,并對(duì)可能的處理方法進(jìn)行了分析探討。結(jié)果表明,新老路基的沉降隨著老路固結(jié)度的減小而逐漸增大,但差異沉降卻逐漸減小;當(dāng)老路固結(jié)度較小時(shí),在固結(jié)后期差異沉降可能逐漸減小;輕質(zhì)路堤法和復(fù)合地基法分別處理新路地基時(shí),各有優(yōu)缺點(diǎn),輕質(zhì)路堤法對(duì)老路附加沉降影響較大,但能較好地控制不均勻沉降,復(fù)合地基法對(duì)老路附加沉降影響很小,但在老路固結(jié)度較低時(shí),差異沉降較大。

依據(jù)巖土飽和-非飽和滲流理論,考慮代表性降雨入滲的影響,運(yùn)用有限元分析軟件,對(duì)高速公路棄渣場(chǎng)邊坡的典型斷面進(jìn)行滲流及穩(wěn)定性數(shù)值模擬計(jì)算與分析。結(jié)果表明,在短時(shí)暴雨入滲作用下,渣體滲透性小于降雨強(qiáng)度,降雨期間渣場(chǎng)坡面形成暫態(tài)飽和區(qū)；在連續(xù)降雨入滲作用下,渣體滲透性大于降雨強(qiáng)度,降雨期間渣場(chǎng)坡面無(wú)暫態(tài)飽和區(qū)；在短時(shí)暴雨和連續(xù)降雨入滲作用下,渣體上部的孔隙水壓力增大,短時(shí)暴雨入滲引起孔隙水壓力變化的深度范圍比連續(xù)降雨入滲時(shí)小,降雨入滲影響深度不大于3m；隨著降雨的持續(xù),入滲影響深度增加,渣場(chǎng)邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)逐漸降低。

依據(jù)巖土飽和-非飽和滲流理論,考慮代表性降雨入滲的影響,運(yùn)用有限元分析軟件,對(duì)高速公路棄渣場(chǎng)邊坡的典型斷面進(jìn)行滲流及穩(wěn)定性數(shù)值模擬計(jì)算與分析.結(jié)果表明,在短時(shí)暴雨入滲作用下,渣體滲透性小于降雨強(qiáng)度,降雨期間渣場(chǎng)坡面形成暫態(tài)飽和區(qū);在連續(xù)降雨入滲作用下,渣體滲透性大于降雨強(qiáng)度,降雨期間渣場(chǎng)坡面無(wú)暫態(tài)飽和區(qū);在短時(shí)暴雨和連續(xù)降雨入滲作用下,渣體上部的孔隙水壓力增大,短時(shí)暴雨入滲引起孔隙水壓力變化的深度范圍比連續(xù)降雨入滲時(shí)小,降雨入滲影響深度不大于3m;隨著降雨的持續(xù),入滲影響深度增加,渣場(chǎng)邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)逐漸降低.

文章結(jié)合山區(qū)公路建設(shè)中的陡坡路段高路堤加筋設(shè)計(jì)實(shí)例,利用理正邊坡穩(wěn)定分析軟件,建立模型分析了路基在加筋后的穩(wěn)定性并得出滑動(dòng)面位置,通過(guò)對(duì)穩(wěn)定性影響因素的分析并結(jié)合工程要求和高陡坡路基的特點(diǎn),提出了優(yōu)化設(shè)計(jì)措施。

基于風(fēng)險(xiǎn)分析基本理論,建立巖溶路基風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率等級(jí)、風(fēng)險(xiǎn)事故損失等級(jí)與風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)。針對(duì)巖溶路基穩(wěn)定性影響因素取值所具有的不確定性,采用三角模糊表示參數(shù)取值,建立巖溶路基模糊極限平衡分析模型,并綜合運(yùn)用hoek-brown準(zhǔn)則、巖體質(zhì)量分類指標(biāo)rmr與模糊數(shù)學(xué)理論建立出巖體力學(xué)參數(shù)三角模糊數(shù)確定方法。然后,采用模糊能度可靠性分析方法計(jì)算巖溶路基失穩(wěn)概率,并通過(guò)探討巖溶路基風(fēng)險(xiǎn)后果等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)建立巖溶路基風(fēng)險(xiǎn)損失確定方法,進(jìn)而得高速公路巖溶路基穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)分析方法。最后,將其用于湖南省某高速公路工程。

高速公路路基穩(wěn)定性直接決定了高速公路的路用性能及通行能力,以省內(nèi)某新建高速公路路基工程為研究案例,從高速公路路基的特點(diǎn)及存在的問(wèn)題出發(fā),對(duì)具體的施工技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析,以期對(duì)后續(xù)高速公路路基工程施工提供參考和借鑒。

穩(wěn)定的路基是保證公路工程質(zhì)量良好的基礎(chǔ),路基和路面共同承擔(dān)著車(chē)輛的荷載,路基的穩(wěn)定性對(duì)整個(gè)公路工程的質(zhì)量起著重要的作用。本文結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目,在概述公路路基穩(wěn)定性及軟土地基危害的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)探究粉噴樁施工技術(shù)在高速公路路基穩(wěn)定性的應(yīng)用,為高速公路路基穩(wěn)定性施工技術(shù)的發(fā)展提供了一定的思路。

由于軟弱土地基是需要人工進(jìn)行處理的不良地基,在進(jìn)行工程施工中遇到的問(wèn)題也是最多的,因此對(duì)軟土路基的穩(wěn)定行研究便是有重要意義的,本文便對(duì)高速公路軟土路基的穩(wěn)定性進(jìn)行了深入的研究,并對(duì)軟土路基的特點(diǎn)、存在問(wèn)題以及其穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀及處理措施進(jìn)行了深入的探討。

以貴州省某高填方路基為例,對(duì)高填方路基在地質(zhì)勘察工作基礎(chǔ)上進(jìn)行定性和定量分析,考慮了路基沿填方體內(nèi)剪切進(jìn)入下部地基土體發(fā)生近似弧形滑動(dòng)以及填方路基沿原地表和土巖界面發(fā)生整體滑動(dòng)破壞兩類情況,并在地質(zhì)勘察及分析評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上提供有針對(duì)性的支護(hù)措施建議,對(duì)山區(qū)高填方路基問(wèn)題有較強(qiáng)借鑒意義。

隨著巖溶區(qū)干線公路建設(shè)的發(fā)展,針對(duì)巖溶區(qū)路基穩(wěn)定性的研究成為亟待解決的問(wèn)題。本文采用未確知測(cè)度理論對(duì)巖溶路基穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià),選取16個(gè)對(duì)其影響較大的因子作為評(píng)價(jià)指標(biāo),建立各評(píng)價(jià)指標(biāo)的未確知測(cè)度函數(shù),利用熵權(quán)法求得各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值,最后參考置信度準(zhǔn)則判斷巖溶路基風(fēng)險(xiǎn)性等級(jí)。將該方法應(yīng)用到湖南省石門(mén)縣干線公路改造當(dāng)中,得出1#段路基和2#段路基的風(fēng)險(xiǎn)性等級(jí)分別為ⅳ級(jí)、ⅲ級(jí),這與采用專家經(jīng)驗(yàn)法及模糊評(píng)判分析法得到的結(jié)果相符。該方法可作為巖溶路基穩(wěn)定性分析的一種新手段,其分析結(jié)果可作為設(shè)計(jì)和施工的依據(jù)。

路基下巖溶頂板穩(wěn)定性評(píng)價(jià)是巖溶區(qū)公路和鐵路建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題之一。選取丹霞互通區(qū)域?yàn)楸尘?結(jié)合地質(zhì)環(huán)境條件,對(duì)影響巖溶路基穩(wěn)定性因素進(jìn)行分析,采用ahp確定評(píng)估因子的權(quán)重并賦值。應(yīng)用gis技術(shù)的空間疊加分析功能,將研究區(qū)域劃分為4個(gè)穩(wěn)定性評(píng)估程度不同的區(qū)域。結(jié)果顯示,丹霞互通樞紐區(qū)域巖溶路基嚴(yán)重不穩(wěn)定區(qū)(7<r≤9)集中分布于研究區(qū)域的北部,占總面積的1.74%；較不穩(wěn)定區(qū)(5<r≤7)集中分布于北部和中部,占17.41%；較穩(wěn)定區(qū)(3<r≤5)整體均勻分布在區(qū)域面積內(nèi),占69.02%；穩(wěn)定區(qū)(1<r≤3)集中分布于南側(cè),占11.83%。總體上,該區(qū)域巖溶發(fā)育程度為強(qiáng)發(fā)育；巖溶路基穩(wěn)定性在空間分布上具有明顯的地帶差異性,該預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況一致性較好。

高速公路滑坡穩(wěn)定性分析及治理

以淮南市某鐵路專用線采煤沉陷維護(hù)加固工程的路基為分析對(duì)象,考慮路基受暴雨和采動(dòng)地基土擾動(dòng)的影響,設(shè)置不同的計(jì)算工況,通過(guò)ansys軟件數(shù)值模擬,采用強(qiáng)度折減法對(duì)路基邊坡進(jìn)行分析,判斷路基邊坡穩(wěn)定性情況。采動(dòng)區(qū)高填方煤矸石路基在暴雨季節(jié),由于復(fù)雜的采動(dòng)變形影響,路基邊緣出現(xiàn)部分滑移,滑移后土體作用于滑移帶上,最終形成穩(wěn)定的路基形式。

以淮南市某鐵路專用線采煤沉陷維護(hù)加固工程的路基為分析對(duì)象,考慮路基受暴雨和采動(dòng)地基土擾動(dòng)的影響,設(shè)置不同的計(jì)算工況,通過(guò)ansys軟件數(shù)值模擬,采用強(qiáng)度折減法對(duì)路基邊坡進(jìn)行分析,判斷路基邊坡穩(wěn)定性情況。采動(dòng)區(qū)高填方煤矸石路基在暴雨季節(jié),由于復(fù)雜的采動(dòng)變形影響,路基邊緣出現(xiàn)部分滑移,滑移后土體作用于滑移帶上,最終形成穩(wěn)定的路基形式。

為了解風(fēng)積沙作為填筑材料填筑高填方路基的穩(wěn)定性,以毛烏素沙漠境內(nèi)210國(guó)道榆林過(guò)境線橋頭高填方路基段為例,采用midas/gts軟件對(duì)不同的內(nèi)摩擦角、填方高度、路基寬度和邊坡坡比等力學(xué)指標(biāo)和幾何尺寸對(duì)高填方路基穩(wěn)定性的影響進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬,為今后沙漠地區(qū)公路的設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)等提供有益的參考。