路基边坡典型病害及预防性养护技术研究

发布时间：2020-04-13 19:01

【摘要】：中国于1988年建成首条高速公路并通车,2017年末中国已有13.6万公里的总里程,中国社会经济飞速发展将持续加大公路建设和改扩建注资,中国的高速公路总里程计划于2020年到达20万公里。近二十年来高速公路的成长与建设,高速公路逐渐连线形成7918网,范围广、效率快、成果突出、舒适可见。随着中国近远期的计划,必将着重建设发展高速公路,而紧接着碰到的种种病害愈来愈突显,例如彼此干扰的改扩建作业与通车、较低的行车安全、大量的管理养护工作量等问题。可见,高速公路的病害养护工作愈来愈突显重要。增加高速公路管养单位的管养能力和决策能力,最大限度的开发道路的经济社会效益,在高速公路修建及营业期,已经成为是公路修建和养护工作的当务之急。本论文在路基边坡工程养护现状和面临的问题和挑战分析的基础上,开展了针对路基边坡典型病害的预防性养护方法研究。通过主要分析典型路基边坡病害的类型、原因以及养护方法可行性,确定了本次研究对象为路基边坡病害中的滑坡病害。通过研究路基边坡的病害预测、典型病害中的滑坡病害的预防性养护方法、实施养护的最佳时机三方面的研究,初步建立了路基边坡典型病害的预防性养护体系。本论文主要内容为以下几部分:(1)经过长时间的资料收集、阅读与整理,最终归纳总结出6种典型的路基边坡坡体结构,即似眼球状坡体结构、块状坡体结构、基座式坡体结构、层状坡体结构、类均质体坡体结构及松散破碎体坡体结构。(2)查阅国内外相关研究成果,在没有统一标准的情况下,总结出5类典型的边坡病害:落石、崩塌、错落、滑坡和倾倒。又根据病害产生并发展的时间长短分为新边坡病害与边坡老病害复苏,又按边坡病害产生的范围分成山体病害、坡体病害、边坡病害和坡面病害四类。(3)着重研究讨论了几个重要内在及外在因素对边坡的影响,包括坡体结构属于内在因素并起控制作用,外在需要考虑工程开挖和水的重要影响,阐述了边坡病害的影响因素。(4)在前人研究的成果上,通过极限平衡法中的滑面确定方法和数值计算中的安全系数的定义方法,能够预测得到边坡潜在的可能产生病害位置以及作为量化依据的安全系数,通过分析边坡在损伤演化过程中受到的应力场,还可以判断滑面点安全系数的衰减过程,从而为预防性养护提供依据。(5)通过对前文结论的分析与比对,选取典型路基病害中的滑坡病害为研究对象,利用ABAQUS有限元分析软件,以工程实例为背景,对抗滑桩进行受力变形的数值模拟,提出4种滑坡的预防性养护方法。(6)结合经济分析原则和病害预测得出的病害发展过程,在病害不会进一步加剧的前提下,选取适宜的费用类型,给出了相应的费用计算模型,得出了具有实用价值的预防性养护费用计算框架,最终结合滑面点安全度的变化得出最佳的养护时机。
【图文】：

框架图,研究思路,框架,预防性养护

国内外对于预防性养护的研究与实施大部分还只运用于路面，而继路面养护工作中取得良好效果之后，路基方面的预防性养护也开始着手研究。1.3 本文研究内容的必要性以及技术路线过往的养护经验都是“头痛医头，脚痛医脚”，但是到目前我们会看这是一种不健全的养护思想，，科学的预防性养护必须改变这样的观点，“防患于未然”不但能够从根本上提高养护的效益，还能从经济上节约开支，事实证明，真正的预防性养护比普通养护带来更能延长养护对象的寿命。目前路面预防性养护技术在国内外都已经得到广泛的运用与研究，路基的预防性养护技术却还处于理论研究的阶段，并且没有实质性的突破与发展。所以本文将进一步讨论与研究路基典型病害的预防性养护方法，并以典型病害中的滑坡病害为研究对象，建立出一套可行的路基高边坡病害的预防性养护体系。本课题的研究成果不但能带来养护成本的节约，还能使养护效果更加显著、高边坡长期保持稳定、行车行人及施工更加安全。综上所述，本课题的研究是必要的。

陡坡路段,边坡,悬崖,落石

图 2-1 都江堰至汶川某落石路段崩塌：通常只处于悬崖或陡坡路段的边坡坡体，受到重力或无征兆的脱离边坡表面向下自由落体或高速下坠，最后在坡脚根据边坡岩土性质不同分为岩崩和土崩。脱离边坡的岩土体不部结构，并且整个下落过程不存在有规律的滑动面。错落：指一定规模的岩土体在重力作用下沿特定的曲面产生的下错滑移，错落多发生在坡面较陡（坡度＞35°）的边坡部有水的条件下也可发育[17]。滑坡：这类病害属于最常见的边坡病害，边坡表面的岩体收，顺着边坡坡面（通常为边坡软弱面，也称为滑面）整体向下害。当边坡具有明显的天然软弱面，受到水的影响（雨水冲刷或滑坡。经过滑坡后的边坡岩土体依然会具有完整的岩性结构。，通常会有一个长期的潜伏发育过程，这种病害是比较容易预裂、局部移位之类的现象时，需要注意后期的滑坡隐患。如图
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U418.5

【参考文献】