基于不同压实强度的山区高速公路弃渣场稳定性研究及风险评估
发布时间：2021-04-05 23:43
随着我国“十三五”规划的开展,我国高速公路里程逐年增加,而山区高速公路是我国西南片区高速公路的主要形式。山区高速公路发展的同时,由于地形复杂、多高填深挖且多隧道,其附属工程山区高速公路弃渣场应运而生。而山区高速公路弃渣场的次生灾害时有发生。所以,对山区高速公路弃渣场稳定性研究及风险评估拥有重要意义。本文以沾会Q-6弃渣场为研究背景,根据有限元软件Midas?GTS NX对弃渣场建模分析,对弃渣场结构设计参数、稳定性及施工方案设计进行研究,得出弃渣场在不同压实度下的结构设计参数阈值及沾会Q-6弃渣场施工方案,进而对结构设计参数阈值及沾会Q-6弃渣场施工方案进行风险评估。具体如下:（1）通过现场及室内试验并结合弃渣场有关地质报告,拟合得出弃渣体内摩擦角随压实度的增加近似呈线性增长,粘聚力随压实度的增加近似呈抛物线增长;（2）查阅弃渣场相关研究及规范,部分弃渣场结构设计参数或规定相对比较模糊,且忽略弃渣场的压实情况。为此,本文通过在自重及地震工况下分别建模分析得出不同压实度下弃渣场结构设计参数（台阶坡面角、平台宽度、综合坡度角、地基综合坡度角）阈值;（3）在满足前述弃渣场结构设计参数阈值基础...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
深圳光明渣土场事故现场[1]
第一章绪论1第一章绪论1.1课题来源本文依托云南省交通厅重点科研项目《山区高速公路弃渣场结构安全性及施工关键技术研究》展开相关研究。1.2研究背景自20世纪80年代以来，中国高等级公路工程建设进入了快速发展时期。据统计，我国山地和丘陵面积占全国幅员总面积的69%，随着交通设施的不断建设，以山区高等级公路的建设最为迅速。截至2018年底，中国公路总里程已达485.95万公里，高速公路总里程达14.25万公里。高速公路的发展激活了沿途周边城市经济的发展，而山区经济仍然止步不前。往往，道路的通行，为经济的发展提供便利。为此，在西部大开发及“十三五”规划中，大力建设西部交通，山区高速公路有了一定的发展，其比例逐年上升。在山区高速公路发展的同时，为山区人民带来福音，提高了山区人民的生活服务质量。在山区高速公路建设过程中，由于地形复杂、波动大，隧道比例高，高速公路设计标准高，在路基和隧道工程中会产生大量的废渣。尽管目前有记录的高速公路弃渣场安全事故尚少，但与之功能类似的矿山排土尝尾矿库等灾害事故频发，均造成了人员伤亡、财产损失和生态环境破坏。弃渣场一旦发生滑坡事件，轻者将会直接造成后机料财的损失；重者直接威胁到人的生命安全。图1-1深圳光明渣土场事故现场[1]图1-2山西娄烦尖山铁矿事故现场目前关于弃渣场稳定性及生态稳定问题主要有以下几个方面的问题：①山区高速公路弃渣量大，易发生失稳滑坡、泥石流等重大事故；②弃渣场的设计与施工
大是则以塑性变形为主，使得土体强度骤减[23]。由于地震的作用，弃渣场渗透能力增强，地震瞬间产生超强孔隙水压力，瞬间基质吸力降低，弃渣场稳定性瞬间降低。一些学者为分析地震对岩土体的破坏程度，纷纷对震后土体展开研究。陈宁生等（2004）对震后松散砾石土体的三轴试验，得出地震对砾石土体强度的衰减作用[24]。袁进科（2012）通过对汶川地震后的不同岩土体进行室内试验，得出震后土体的相关参数[25]。王多军（2013）通过对汶川地震后土体进行室内试验，得出地震对土体参数的影响曲线[26]，如下图1-5、1-6：图1-4地震与粘聚力关系曲线图图1-5地震与内摩擦角关系曲线图蒋清明（2017）在降雨-地震耦合分析建模中，通过控制降雨与地震发生的前后顺序分别建模，得到先降雨后地震工况比先地震后降雨工况对滑坡稳定性影响程度更大[27]。1.4.3弃渣场防治措施研究现状弃渣场的防治措施是保证弃渣场稳定的重要举措，其中边坡防护是目前研究的重点，生态恢复是现今环境的需要。MingXiao、Mittal（2006）通过现场试验研究得出混凝土、土钉等防护措施对边坡防护的作用[28][29]。赵明华等（2004）通过试验得出植物对边坡防冲刷的影响作用[30]。晏长根等通过现场试验段，研究表面土工格室对边坡冲刷有较好的效果[31]。赵序等（2010）通过对沟道型弃渣场进行分类，研究出具有抗冲刷、便排水的石笼挡墙[32]。毛伶俐（2010）通过力学研究得出植物根系对边坡土体加筋作用及防冲刷的影响作用[33]。张嫄（2013）对乔木、灌木、草等进行互相组合研究，得出灌草结合对土质边坡具有较好的防护作用，并具有较好的观赏作用[34]。易志坚教授（2016）通过力学研究，在植物中提取特定纤维，在
【参考文献】：
期刊论文
[1]沙漠“土壤化”生态恢复理论与实践[J]. 易志坚. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2016(S1)
[2]持续暴雨作用下排土场层状碎石土边坡稳定性[J]. 郑开欢,罗周全,罗成彦,文磊. 工程科学学报. 2016(09)
[3]赣南山区高速公路弃渣场水土保持设计探讨[J]. 张靖宇. 农业与技术. 2014(12)
[4]基于主成分分析的大型弃土场边坡稳定性敏感因素分析[J]. 张表志. 公路交通科技(应用技术版). 2013(07)
[5]非饱和土的渗透性函数试验研究[J]. 李晓云,赵宝平. 科技信息. 2012(35)
[6]不同用途的山区高速公路弃土场施工控制标准研究[J]. 黄建雄,彭立,李宏泉,贾军,方理刚,黄伟伟. 公路工程. 2011(03)
[7]沟道型弃渣场分类及工程防护措施分析[J]. 赵芹,郑创新. 中国水土保持. 2010(04)
[8]基层压实度与碾压成本费用的关系分析[J]. 蔡丽,徐厚. 广东交通职业技术学院学报. 2009(03)
[9]含水量及天然密度对土体抗剪强度参数的影响研究[J]. 党靖,胡李俐,南帅. 中国西部科技(学术). 2007(05)
[10]土工格室对黄土路堤边坡抗冲刷的试验研究[J]. 晏长根,杨晓华,谢永利,李家春. 岩土力学. 2005(08)
博士论文
[1]人工堆填体滑坡远程滑动机理研究[D]. 高杨.中国地质大学(北京) 2018
[2]斜坡震裂岩体结构特征与震后崩塌识别体系研究[D]. 袁进科.成都理工大学 2012
[3]公路自然灾害评价系统的研究[D]. 齐洪亮.长安大学 2011
[4]边坡工程灾害防治技术研究[D]. 吕庆.浙江大学 2006
硕士论文
[1]山区高速公路弃渣场稳定性及关键技术控制研究[D]. 周昌群.重庆交通大学 2018
[2]山区公路高填路基全寿命周期风险评估[D]. 温雪芬.重庆交通大学 2017
[3]降雨入渗条件下基质吸力对尾矿坝稳定性影响研究[D]. 辛保泉.西南科技大学 2017
[4]降雨与地震耦合作用对大林滑坡稳定性的影响[D]. 蒋清明.成都理工大学 2017
[5]金堆城北部排土场水土流失灾害现状调查及侵蚀规律研究[D]. 王龙飞.长安大学 2015
[6]线状开发建设项目弃渣场防护设计研究[D]. 张嫄.西北大学 2013
[7]震裂山体滑坡启程失稳与运动特征研究[D]. 王多军.成都理工大学 2013
[8]山区高速公路弃土场基本特性及其稳定性分析[D]. 谭鹏.重庆交通大学 2010
[9]非饱和土的渗透函数试验研究及其应用[D]. 张昭.西安理工大学 2009
[10]生态护坡中植被根系的力学分析[D]. 毛伶俐.武汉理工大学 2007
本文编号：3120325
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
深圳光明渣土场事故现场[1]
第一章绪论1第一章绪论1.1课题来源本文依托云南省交通厅重点科研项目《山区高速公路弃渣场结构安全性及施工关键技术研究》展开相关研究。1.2研究背景自20世纪80年代以来，中国高等级公路工程建设进入了快速发展时期。据统计，我国山地和丘陵面积占全国幅员总面积的69%，随着交通设施的不断建设，以山区高等级公路的建设最为迅速。截至2018年底，中国公路总里程已达485.95万公里，高速公路总里程达14.25万公里。高速公路的发展激活了沿途周边城市经济的发展，而山区经济仍然止步不前。往往，道路的通行，为经济的发展提供便利。为此，在西部大开发及“十三五”规划中，大力建设西部交通，山区高速公路有了一定的发展，其比例逐年上升。在山区高速公路发展的同时，为山区人民带来福音，提高了山区人民的生活服务质量。在山区高速公路建设过程中，由于地形复杂、波动大，隧道比例高，高速公路设计标准高，在路基和隧道工程中会产生大量的废渣。尽管目前有记录的高速公路弃渣场安全事故尚少，但与之功能类似的矿山排土尝尾矿库等灾害事故频发，均造成了人员伤亡、财产损失和生态环境破坏。弃渣场一旦发生滑坡事件，轻者将会直接造成后机料财的损失；重者直接威胁到人的生命安全。图1-1深圳光明渣土场事故现场[1]图1-2山西娄烦尖山铁矿事故现场目前关于弃渣场稳定性及生态稳定问题主要有以下几个方面的问题：①山区高速公路弃渣量大，易发生失稳滑坡、泥石流等重大事故；②弃渣场的设计与施工
大是则以塑性变形为主，使得土体强度骤减[23]。由于地震的作用，弃渣场渗透能力增强，地震瞬间产生超强孔隙水压力，瞬间基质吸力降低，弃渣场稳定性瞬间降低。一些学者为分析地震对岩土体的破坏程度，纷纷对震后土体展开研究。陈宁生等（2004）对震后松散砾石土体的三轴试验，得出地震对砾石土体强度的衰减作用[24]。袁进科（2012）通过对汶川地震后的不同岩土体进行室内试验，得出震后土体的相关参数[25]。王多军（2013）通过对汶川地震后土体进行室内试验，得出地震对土体参数的影响曲线[26]，如下图1-5、1-6：图1-4地震与粘聚力关系曲线图图1-5地震与内摩擦角关系曲线图蒋清明（2017）在降雨-地震耦合分析建模中，通过控制降雨与地震发生的前后顺序分别建模，得到先降雨后地震工况比先地震后降雨工况对滑坡稳定性影响程度更大[27]。1.4.3弃渣场防治措施研究现状弃渣场的防治措施是保证弃渣场稳定的重要举措，其中边坡防护是目前研究的重点，生态恢复是现今环境的需要。MingXiao、Mittal（2006）通过现场试验研究得出混凝土、土钉等防护措施对边坡防护的作用[28][29]。赵明华等（2004）通过试验得出植物对边坡防冲刷的影响作用[30]。晏长根等通过现场试验段，研究表面土工格室对边坡冲刷有较好的效果[31]。赵序等（2010）通过对沟道型弃渣场进行分类，研究出具有抗冲刷、便排水的石笼挡墙[32]。毛伶俐（2010）通过力学研究得出植物根系对边坡土体加筋作用及防冲刷的影响作用[33]。张嫄（2013）对乔木、灌木、草等进行互相组合研究，得出灌草结合对土质边坡具有较好的防护作用，并具有较好的观赏作用[34]。易志坚教授（2016）通过力学研究，在植物中提取特定纤维，在
【参考文献】：
期刊论文
[1]沙漠“土壤化”生态恢复理论与实践[J]. 易志坚. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2016(S1)
[2]持续暴雨作用下排土场层状碎石土边坡稳定性[J]. 郑开欢,罗周全,罗成彦,文磊. 工程科学学报. 2016(09)
[3]赣南山区高速公路弃渣场水土保持设计探讨[J]. 张靖宇. 农业与技术. 2014(12)
[4]基于主成分分析的大型弃土场边坡稳定性敏感因素分析[J]. 张表志. 公路交通科技(应用技术版). 2013(07)
[5]非饱和土的渗透性函数试验研究[J]. 李晓云,赵宝平. 科技信息. 2012(35)
[6]不同用途的山区高速公路弃土场施工控制标准研究[J]. 黄建雄,彭立,李宏泉,贾军,方理刚,黄伟伟. 公路工程. 2011(03)
[7]沟道型弃渣场分类及工程防护措施分析[J]. 赵芹,郑创新. 中国水土保持. 2010(04)
[8]基层压实度与碾压成本费用的关系分析[J]. 蔡丽,徐厚. 广东交通职业技术学院学报. 2009(03)
[9]含水量及天然密度对土体抗剪强度参数的影响研究[J]. 党靖,胡李俐,南帅. 中国西部科技(学术). 2007(05)
[10]土工格室对黄土路堤边坡抗冲刷的试验研究[J]. 晏长根,杨晓华,谢永利,李家春. 岩土力学. 2005(08)
博士论文
[1]人工堆填体滑坡远程滑动机理研究[D]. 高杨.中国地质大学(北京) 2018
[2]斜坡震裂岩体结构特征与震后崩塌识别体系研究[D]. 袁进科.成都理工大学 2012
[3]公路自然灾害评价系统的研究[D]. 齐洪亮.长安大学 2011
[4]边坡工程灾害防治技术研究[D]. 吕庆.浙江大学 2006
硕士论文
[1]山区高速公路弃渣场稳定性及关键技术控制研究[D]. 周昌群.重庆交通大学 2018
[2]山区公路高填路基全寿命周期风险评估[D]. 温雪芬.重庆交通大学 2017
[3]降雨入渗条件下基质吸力对尾矿坝稳定性影响研究[D]. 辛保泉.西南科技大学 2017
[4]降雨与地震耦合作用对大林滑坡稳定性的影响[D]. 蒋清明.成都理工大学 2017
[5]金堆城北部排土场水土流失灾害现状调查及侵蚀规律研究[D]. 王龙飞.长安大学 2015
[6]线状开发建设项目弃渣场防护设计研究[D]. 张嫄.西北大学 2013
[7]震裂山体滑坡启程失稳与运动特征研究[D]. 王多军.成都理工大学 2013
[8]山区高速公路弃土场基本特性及其稳定性分析[D]. 谭鹏.重庆交通大学 2010
[9]非饱和土的渗透函数试验研究及其应用[D]. 张昭.西安理工大学 2009
[10]生态护坡中植被根系的力学分析[D]. 毛伶俐.武汉理工大学 2007
本文编号：3120325
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