论文部分内容阅读
本文针对二元边坡开挖支护过程中结构受力变形特征复杂和容易造成失稳破坏的问题,以山区公路挖方路段土-岩二元边坡为研究对象,开展桩锚加固二元边坡稳定性评估和稳态渗流分析,旨在揭示二元边坡开挖支护过程失稳机理和锚索预应力损失特征,为二元边坡开挖支护过程提供依据。论文依托江瓮高速TJ1A标K5+220-K5+770段右侧边坡(以下简称禾塘坝边坡)治理工程,开展边坡深部位移监测和现场土工试验;采用有限元方法建立边坡开挖支护二维模型,提出基于深部位移监测数据和P值检验校核模拟参数的新方法;在校核模拟参数的前提下开展稳态渗流对多次支护边坡坡体和支护结构受力变形特征分析。提出和开展二元结构边坡开挖支护过程分析。最后优化了预应力损失预测模型。研究成果如下:(1)确定禾塘坝边坡属于碎石土-基岩二元结构边坡。开展禾塘坝二元结构边坡现场地形地貌和地质构造调查,得到禾塘坝边坡碎石土成因及分布特征。分析二元结构边坡的稳定性影响因素和变形破坏机理。(2)分析深部位移和锚索预应力损失监测数据,得到边坡二次支护前深部位移和预应力损失变化特征。通过现场颗粒筛分试验和大剪试验,得到现场碎石土的c、φ值取值范围。(3)建立简化渗流的边坡多次施工二维模型,提出基于P值检验的模拟参数校核方法。得到抗滑桩和预应力锚索的施加会逐步改变坡体的受力变形特征、提高边坡安全系数。验证了基于深部位移监测数据和P值检验校核模拟参数的方法。(4)采用孔隙水压力叠加计算方法,研究稳态渗流在两次支护过程中对边坡和支护结构受力变形影响特征。得到稳态渗流对边坡开挖完成、初次支护和二次支护阶段位移、应力、应变、和安全系数的影响规律。得到稳态渗流作用前后预应力锚索和抗滑桩的受力变形特征。(5)针对边坡开挖支护过程中最危险施工工况难以判断的问题,基于模拟参数校核和孔隙水压力叠加计算,提出边坡开挖支护过程分析,分析禾塘坝边坡施加孔隙水压力前后11个工况坡体应力应变以及支护结构的受力变形特征。得到禾塘坝边坡开挖支护的最危险工况是初次支护的二级边坡开挖阶段。(6)针对锚索预应力随时间损失不能在有限元模型中反映的问题,使用回归分析和分阶段统计的方法,得到了分阶段计算的锚索预应力损失改进模型。分析改进模型的适用性,得到改进模型可以将预应力损失预测误差控制在8.9%之内。