红层软岩高边坡的时效变形特性
发布时间：2021-10-24 06:19
红层地区的工程建设日益增多,红层软岩边坡在其整个寿命期内是一个逐渐"衰老"的过程,开挖边坡在运营5～10 a以后常出现各种严重地质病害和安全风险,而在前期边坡稳定性评价中都采用传统的极限平衡法计算,但其无法根据红层特性预判边坡的长期稳定性和时效变形特征,无法指导工程设计制定出既经济又安全可靠的针对性预加固措施,因此为日后的长期安全运营留下了较大隐患。为了研究边坡工程的长期稳定性受红层特殊工程地质特性的影响,以西南红层山区某快速通道项目隧道改路基的深挖路堑100 m级高边坡工程为例,通过FLAC3D建立了包含特殊节理裂隙单元的复杂数值模型,计算获得了边坡潜在变形范围、潜在滑面位置、深度等,对比分析了边坡刚开挖完成时、未加支护工程蠕变20 a和增加支护工程蠕变20 a后这3种工况下的长期稳定状态、位移及应力变化等时效变形特性。计算结果表明:红层地区高边坡在长期服役环境下会发生蠕变、应力松弛、软化破坏等复杂变形,其普遍存在于实际工程中,后期针对性的支护方案应高度重视红层软岩高边坡的时效变形问题。计算结果成功应用于最终工程设计中,填补了传统计算方法难以分析解决此类问题的空...
【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(27)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
隧道深挖方边坡典型剖面
图3、图4为主剖面在边坡开挖后,天然工况下边坡坡体变形等值云图。从图3可以看出:①两侧开挖边坡水平位移方向是相反的,均表现为往临空方向变形的趋势;②两侧开挖边坡较大的水平位移均主要集中在坡体开挖的中下部,尤其是坡脚位置,且右侧边坡更大,最大达43.19 cm;③从开挖坡面向坡体内部,x方向位移逐渐减小,到达一定深度后开挖对水平位移的影响已可忽略不计;④左侧边坡的影响深度大于右侧边坡。从图 4 可以看出,开挖后的竖直方向即y方向位移部分为正值,这说明位于边坡坡脚的公路路基顶面岩体在开挖后产生了卸荷回弹变形,最大回弹变形量达到31.4 cm。同时,两侧开挖边坡均有往竖向方向的下滑变形趋势,体现在y方向位移为负值,最大向下竖向位移量达15.99 cm。综合水平方向和竖直方向的位移计算结果来看,两侧边坡开挖后均表现为往临空方向变形的趋势,尤其是坡脚的变形较为明显,但总体来说开挖后立即产生的变形量不大。表1 岩土体的物理力学参数Table 1 Physical and mechanical parameters of rock and soil 区域 弹性模量/MPa 泊松比 黏聚力/kPa 内摩擦角/(°) 容重/(kN·m-3) 开挖区 840 0.25 79 35 25 坡残积 390 0.3 36 20 20 中风化泥岩 980 0.24 96 38 25 中风化泥岩节理 760 0.26 58 22.8 25
表1 岩土体的物理力学参数Table 1 Physical and mechanical parameters of rock and soil 区域 弹性模量/MPa 泊松比 黏聚力/kPa 内摩擦角/(°) 容重/(kN·m-3) 开挖区 840 0.25 79 35 25 坡残积 390 0.3 36 20 20 中风化泥岩 980 0.24 96 38 25 中风化泥岩节理 760 0.26 58 22.8 25图4 开挖后竖直位移
【参考文献】：
期刊论文
[1]重庆丰都县城区红层边坡变形破坏模式与稳定性评价[J]. 蒋正,倪化勇,宋志. 中国地质灾害与防治学报. 2018(06)
[2]平缓反倾红层边坡变形破坏机制研究[J]. 史文兵,李洪建,曾臻,梁风,王勇. 防灾减灾工程学报. 2018(05)
[3]隧道正交穿越深厚滑坡体的相互影响分析与应对措施[J]. 刘天翔,王忠福. 岩土力学. 2018(01)
[4]华南典型巨厚层红层软岩边坡降雨失稳的模型试验研究[J]. 杨旭,周翠英,刘镇,苏定立,杜子纯. 岩石力学与工程学报. 2016(03)
[5]基于Slide的某红层路堑边坡稳定性分析[J]. 向章波,张家铭,周晓宇,夏冬生,周治平. 水文地质工程地质. 2015(04)
[6]西南红层软岩公路边坡生态防护中的植物选择和配置研究[J]. 曹兴松,刘世雄,章梦涛,程睿. 公路. 2013(03)
[7]平缓反倾红砂岩高陡切坡的稳定性分析[J]. 袁从华,吴振君. 岩土力学. 2012(03)
[8]红层堆积体高边坡坡体结构及变形规律[J]. 王唤龙,孙毅,周德培,肖世国. 岩石力学与工程学报. 2010(S1)
[9]红层泥岩的剪切蠕变试验研究[J]. 张永安,李峰. 工程勘察. 2010(04)
[10]红层软岩变形特性试验研究[J]. 陈从新,卢海峰,袁从华,童志怡,沈强,鲁祖德. 岩石力学与工程学报. 2010(02)
博士论文
[1]岩石流变力学特性的研究及其工程应用[D]. 杨圣奇.河海大学 2006
本文编号：3454749
【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(27)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
隧道深挖方边坡典型剖面
图3、图4为主剖面在边坡开挖后,天然工况下边坡坡体变形等值云图。从图3可以看出:①两侧开挖边坡水平位移方向是相反的,均表现为往临空方向变形的趋势;②两侧开挖边坡较大的水平位移均主要集中在坡体开挖的中下部,尤其是坡脚位置,且右侧边坡更大,最大达43.19 cm;③从开挖坡面向坡体内部,x方向位移逐渐减小,到达一定深度后开挖对水平位移的影响已可忽略不计;④左侧边坡的影响深度大于右侧边坡。从图 4 可以看出,开挖后的竖直方向即y方向位移部分为正值,这说明位于边坡坡脚的公路路基顶面岩体在开挖后产生了卸荷回弹变形,最大回弹变形量达到31.4 cm。同时,两侧开挖边坡均有往竖向方向的下滑变形趋势,体现在y方向位移为负值,最大向下竖向位移量达15.99 cm。综合水平方向和竖直方向的位移计算结果来看,两侧边坡开挖后均表现为往临空方向变形的趋势,尤其是坡脚的变形较为明显,但总体来说开挖后立即产生的变形量不大。表1 岩土体的物理力学参数Table 1 Physical and mechanical parameters of rock and soil 区域 弹性模量/MPa 泊松比 黏聚力/kPa 内摩擦角/(°) 容重/(kN·m-3) 开挖区 840 0.25 79 35 25 坡残积 390 0.3 36 20 20 中风化泥岩 980 0.24 96 38 25 中风化泥岩节理 760 0.26 58 22.8 25
表1 岩土体的物理力学参数Table 1 Physical and mechanical parameters of rock and soil 区域 弹性模量/MPa 泊松比 黏聚力/kPa 内摩擦角/(°) 容重/(kN·m-3) 开挖区 840 0.25 79 35 25 坡残积 390 0.3 36 20 20 中风化泥岩 980 0.24 96 38 25 中风化泥岩节理 760 0.26 58 22.8 25图4 开挖后竖直位移
【参考文献】：
期刊论文
[1]重庆丰都县城区红层边坡变形破坏模式与稳定性评价[J]. 蒋正,倪化勇,宋志. 中国地质灾害与防治学报. 2018(06)
[2]平缓反倾红层边坡变形破坏机制研究[J]. 史文兵,李洪建,曾臻,梁风,王勇. 防灾减灾工程学报. 2018(05)
[3]隧道正交穿越深厚滑坡体的相互影响分析与应对措施[J]. 刘天翔,王忠福. 岩土力学. 2018(01)
[4]华南典型巨厚层红层软岩边坡降雨失稳的模型试验研究[J]. 杨旭,周翠英,刘镇,苏定立,杜子纯. 岩石力学与工程学报. 2016(03)
[5]基于Slide的某红层路堑边坡稳定性分析[J]. 向章波,张家铭,周晓宇,夏冬生,周治平. 水文地质工程地质. 2015(04)
[6]西南红层软岩公路边坡生态防护中的植物选择和配置研究[J]. 曹兴松,刘世雄,章梦涛,程睿. 公路. 2013(03)
[7]平缓反倾红砂岩高陡切坡的稳定性分析[J]. 袁从华,吴振君. 岩土力学. 2012(03)
[8]红层堆积体高边坡坡体结构及变形规律[J]. 王唤龙,孙毅,周德培,肖世国. 岩石力学与工程学报. 2010(S1)
[9]红层泥岩的剪切蠕变试验研究[J]. 张永安,李峰. 工程勘察. 2010(04)
[10]红层软岩变形特性试验研究[J]. 陈从新,卢海峰,袁从华,童志怡,沈强,鲁祖德. 岩石力学与工程学报. 2010(02)
博士论文
[1]岩石流变力学特性的研究及其工程应用[D]. 杨圣奇.河海大学 2006
本文编号：3454749
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3454749.html
