崩坡积体边坡稳定性分析及防护措施研究

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崩坡积体多存在于险峻高山的复杂地形和湍急水流经过的区域,除此之外在此范围内有多构造活动、多区域断裂带等特征。岩体在暴雨、融雪、水流入渗、风化等条件下岩体力学失稳造成岩体节理结合力下降,从而导致上部岩石产生滑动崩塌形成堆积体。在崩塌后的堆积体中,包含崩坡积体、残坡积体、冲洪积体等。其中崩坡积体的主要成分是以碎块石和粉质黏土为主,碎块石直径一般为0.1-0.5m,较大为2.0-8.0m。崩坡积体作为一种非均质、非连续的土石混合体通常稳定性较差。因此对由崩坡积体构成的边坡进行稳定性分析具有很强的现实意义。本文以十路水库至邓家湾改(扩)建工程K0+900~K1+940段崩坡积体穿越区域为研究对象,主要研究内容如下:1.研究崩坡积体材料的力学性质。设计含石量(20%~60%),含水率(3%~15%)作为单一因素,通过室内大型直剪试验对不同法向应力(100~400KPa)下的崩坡积体材料剪切特性进行研究,得出随着含石量的提升,材料的整体抗剪强度以及抗剪强度参数出现先增大后减少趋势;随着含水率的增加,材料抗剪强度以及抗剪强度参数内摩擦角持续降低,但是粘聚力出现先增大后减小的现象。2.分析崩坡积体边坡稳定性规律。根据崩坡积体边坡性质,设计不同含石量,不同坡度,不同粒径,不同覆盖层厚度,不同基岩倾角,不同块石形状作为单一因素,通过数值模拟得出崩坡积体边坡在不同因素下的安全稳定系数变化趋势、位移范围、滑动带变化情况。3.基于实际工程,提出崩坡积体边坡的最优防护措施以及进行防护前后的数值模拟。通过层次分析法与模糊综合评判法确定边坡最优防护方式;运用FLAC3D得到边坡未防护情况下稳定系数为1.1,处于欠稳定状态,边坡前缘的崩坡积体以及与基岩接触部位存在拉伸破坏,严重影响了边坡原有的稳定状态。采取有效防护措施后,边坡的稳定性系数为1.7,边坡位移范围和塑性应变明显下降,支护后由于限制边坡变形,造成应力集中,出现应力增大情况。
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