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贵州黔南州某公路边坡的稳定性分析及设计文献综述

 2021-04-04 09:04  

1.目的及意义

(1)目的与意义:在铁路、交通、水利水电、矿山等基本建设工程领域,存在大量的高陡岩质边坡。确保这些岩质边坡在施工和运行期内的稳定,对于保证这些基本建设工程的顺利开展和充分发挥功能,具有至关重要的作用。边坡设计需综合考虑地下水、降雨强度、地形、土质、材料来源等情况来进行合理布局,才能达到因地制宜地选择实用、合理、经济的工程措施。研究边坡的稳定性及治理方案有重大的理论与实践意义,对边坡的稳定性评价及治理措施的研究将对其他类似边坡的稳定性评价和治理具有很强的指导性意义。

(2)国内外边坡稳定性研究现状


自二十世纪八十年代以来,边坡稳定性研究的理论、方法及实践都得到不断深入发展和完善,边坡稳定性研究仍然是工程地质界、岩石力学界的研究热点。分析方法、分析手段得到长足发展,极限平衡分析方法得到不断完善。如王复来(1979)对Janbu法的改进,陈祖煜(1983)对Morgenstern-Price法的改进等;在数值分析方面,出现了新的数值分析方法,如Cundall提出的离散单元法;石根华与Goodman(1989)提出的块体不连续变形分析(DDA);石根华通过研究DDA与有限元的数学基础,于1995年提出的DDA与有限元法的统一形式-数值流形法(NNM)等以及改进的有限元法(刚体有限元法、Cosserat介质有限元法、断裂力学有限元法)等。但由于边坡稳定受多方面因素影响,而各因素具有不确定性(模糊性、随机性、信息不完全性和未确定性)和复杂性,故确定性分析方法用于边坡分析,结果不十分理想。随着地质科学和有关邻近学科新理论新方法等被引入边坡研究,为定量评价和预测边坡稳定新开辟了许多新的途径,如可靠度方法、模糊方法、灰色系统理论、专家系统、神经网络、遗传算法等,从而有可能将地质分析与力学机制分析两者在更高理论水平上加以对照和相互验证,并且可以应用系统论的观点来处理各项研究所获取信息。近几年来边坡稳定性分析呈现的特点,表现在传统方法不断完善和新分析方法的兴起两方面。其中极限平衡法在计算模型(郭汉荣,1998; D.Stark, 1998)、滑动面确定(肖专文等,1998;朱大勇,1997)、边坡类型(G.Zornberg,1998)等方面得到进一步完善。数值分析中有限元法从平面有限元到三维有限元,从弹性有限元到弹塑性有限元。图解法得到改进,李靖等(1998)改进Bishop法得到一个简化公式,由该公式考虑黄土的主要因素设计了黄土边坡稳定性分析图表。复合分析法得到应用,沈凤生等(1998)采用三维有限元和刚体极限平衡理论相结合的方法分析高边坡稳定性,H.S.Yu.等(1998)采用有限元数值方法和极限平衡理论分析均质和非均质简单边坡。另外,随着随机分析方法、模糊分析方法以及计算机模拟技术在边坡中的应用,极大丰富了边坡分析方法。


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2. 研究的基本内容与方案

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(1) 研究的主要内容包括以下几个方面:

a. 分析研究开挖范围内边坡的地质条件

b. 根据工程地质条件确定岩体的初始力学参数

c. 评价现阶段边坡的稳定性,采用GTS-NX软件计算出边坡的安全系数。

d. 通过计算,分析结果,提出边坡治理方案,并撰写设计说明。

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