【摘要】基于公路施工期變形事故屢屢出現(xiàn)，針對(duì)地質(zhì)復(fù)雜地區(qū)的公路高邊坡的施工進(jìn)度快、地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜以及數(shù)量多的特點(diǎn)，形成一套具有較強(qiáng)操作性的公路邊坡優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過對(duì)高邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析，對(duì)于高邊坡的破壞程度實(shí)施科學(xué)性地判斷，并結(jié)合檢測(cè)信息對(duì)于邊坡的潛在隱患進(jìn)行排查，以獲得邊坡治理設(shè)計(jì)中所需要的設(shè)計(jì)，通過反饋信息對(duì)支護(hù)的效果以驗(yàn)證，并實(shí)施優(yōu)化設(shè)計(jì)，以將最終的方案確定下來，確保公路高邊坡施工順利并加快進(jìn)度。

【關(guān)鍵詞】公路高邊坡；穩(wěn)定性評(píng)價(jià)；支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

高邊坡分為土質(zhì)邊坡和巖質(zhì)邊坡，當(dāng)巖質(zhì)邊坡的高度超過30米，土質(zhì)邊坡的高度超過20米，即為高邊坡。公路的路線越長(zhǎng)，所經(jīng)過的地質(zhì)條件就會(huì)相對(duì)復(fù)雜，邊坡的數(shù)量也會(huì)隨著增多。除了顯性的邊坡之外，還存在潛在的失穩(wěn)邊坡。在施工的進(jìn)程中，這些潛在的失穩(wěn)邊坡就會(huì)在施工作業(yè)的作用下，出現(xiàn)失穩(wěn)變形的現(xiàn)象。此外，公路邊坡的特殊性還在于其為永久邊坡，無論是考慮到地質(zhì)災(zāi)害預(yù)見經(jīng)驗(yàn)不足，還是提高運(yùn)營(yíng)期的安全系數(shù)，對(duì)于高邊坡都要根據(jù)地質(zhì)條件做好支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作。目前對(duì)于高邊坡支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)以對(duì)單體邊坡設(shè)計(jì)為主。驗(yàn)證高邊坡的穩(wěn)定性所采用的方法為極限平衡法，參考檢測(cè)反饋信息，將優(yōu)化設(shè)計(jì)方案制定出來。本論文以某段高速公路的40個(gè)高邊坡為例，對(duì)于支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行探索。

一、高邊坡普查

高邊坡普查是對(duì)于公路施工現(xiàn)場(chǎng)開展地質(zhì)勘察和環(huán)境考察工作。工作的重點(diǎn)是在施工前對(duì)于公路的權(quán)限高邊坡都要進(jìn)行調(diào)查，已將邊坡巖體的結(jié)構(gòu)特征明確區(qū)分，并對(duì)于已出現(xiàn)變形破壞現(xiàn)象要進(jìn)行分析，并采取必要的措施補(bǔ)救。對(duì)于高邊坡普查的目的是提出高邊坡優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，并將重點(diǎn)研究邊坡篩選出來。公路邊坡往往地質(zhì)條件較為復(fù)雜而缺乏穩(wěn)定性，邊坡的高度大于40米。符合研究條件的邊坡只有滿足了其中的兩個(gè)條件，就可以進(jìn)行篩選，并作為重點(diǎn)研究對(duì)象。

二、重點(diǎn)高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

高邊坡巖土體具有地質(zhì)過程特征。從地質(zhì)學(xué)的角度刻劃，評(píng)價(jià)巖石高邊坡穩(wěn)定性就是要給予邊坡變形破壞的機(jī)制進(jìn)行研究，采用數(shù)值模擬的方法模擬巖體高邊坡的破壞演變過程，根據(jù)模擬控制結(jié)果評(píng)價(jià)高邊坡的穩(wěn)定性。變形穩(wěn)定性分析采取變形理論的穩(wěn)定性分析與強(qiáng)度理論的穩(wěn)定性分析結(jié)合的方法，形成建立在模擬控制基礎(chǔ)上的巖體高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，并提出控制方法。

在整個(gè)的高邊坡施工階段，高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)以及支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)始終貫穿于其中，形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的評(píng)價(jià)過程。根據(jù)高邊坡實(shí)際特征，可以判斷其破壞模式分為結(jié)構(gòu)面控制型和最大剪應(yīng)力面控制型。那么在工作流程上所形成的技術(shù)思路為：根據(jù)高邊坡變形穩(wěn)定性分析數(shù)據(jù)，對(duì)于邊坡的可能性變形破壞模式進(jìn)行判斷，并分析變形破壞的發(fā)展過程。對(duì)于潛在滑動(dòng)面位置的判斷，可以根據(jù)所監(jiān)測(cè)到的變形破壞信息為參考依據(jù)。在支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)上，引薦強(qiáng)度穩(wěn)定性分析方法，將必要的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算出來。為了驗(yàn)證支護(hù)的效果，可以對(duì)于支護(hù)的結(jié)構(gòu)與邊坡之間所形成的作用關(guān)系來完成，以對(duì)于設(shè)計(jì)不斷的完善、優(yōu)化。

從地質(zhì)狀況的角度審視公路的巖體結(jié)構(gòu)，該公路的沿線上分布著板巖和千枚巖，部分地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)了破碎結(jié)構(gòu)，并以層狀呈現(xiàn)出來形成傾倒變形體。根據(jù)勘測(cè)結(jié)果，在40個(gè)高邊坡中，有近一半的邊坡已經(jīng)出現(xiàn)了傾倒變形現(xiàn)象，主要是受到巖體結(jié)構(gòu)的影響，一些折斷面則受到巖體特征的影響。那么對(duì)于傾倒變形體的評(píng)價(jià)則要采用以下的途徑。

傾倒變形的范圍可以采用離散元法對(duì)于傾倒變形的演化過程進(jìn)行模擬，根據(jù)公路現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)實(shí)際狀況將地質(zhì)模型建立起來。邊坡變形破壞模式可以采用邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法進(jìn)行研究。潛在滑動(dòng)面的確定上，可以二維有限元研究方法，這主要是針對(duì)沒有發(fā)生變形的邊坡或者是變形程度較小的邊坡的內(nèi)應(yīng)力、變形程度進(jìn)行分析。如果邊坡的變形程度很大，就要采用二維有限元法對(duì)于邊坡的分布特征進(jìn)行分期，并以勘測(cè)信息以及施工的各種反饋信息作為參考，以獲得準(zhǔn)確的滑動(dòng)面位置。邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)所采用的是強(qiáng)度理論，并在此基礎(chǔ)上計(jì)算出支護(hù)設(shè)計(jì)的參數(shù)。

三、重點(diǎn)高邊坡支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

高邊坡支護(hù)方案的選定，主要是根據(jù)變形破壞的“過程模擬”對(duì)于巖石體的演化以及變形破壞機(jī)制進(jìn)行研究，以根據(jù)變形破壞的實(shí)際情況擬定設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)主要采用的是初步靜力學(xué)設(shè)計(jì)，并運(yùn)用數(shù)值模擬研究巖石體與工程結(jié)構(gòu)的作用，以此為依據(jù)對(duì)于高邊坡進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。不同的破壞模式的邊坡所采用的支護(hù)方案也會(huì)有所不同。針對(duì)于原設(shè)計(jì)方案，要使其得到進(jìn)一步優(yōu)化以符合實(shí)際需要，就要將“過程控制”技術(shù)納入其中，地質(zhì)模型要表達(dá)準(zhǔn)確并建立在高邊坡變形控制以及災(zāi)害控制的指導(dǎo)基礎(chǔ)上，以形成邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的關(guān)鍵條件，采取必要的支護(hù)措施將高邊坡的變形控制在規(guī)定范圍內(nèi)，并通過監(jiān)測(cè)獲得反饋信息驗(yàn)證其效果。高邊坡優(yōu)化設(shè)計(jì)見下表。

高邊坡優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

結(jié)論：

綜上所述，本論文針對(duì)公路高邊坡的穩(wěn)定性以及優(yōu)化設(shè)計(jì)的思路和方法進(jìn)行探討，通過變形穩(wěn)定性的分析，并對(duì)于邊坡可能破壞的模式以及變形破壞的發(fā)展過程進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，以對(duì)高邊坡穩(wěn)定性進(jìn)一步評(píng)價(jià)，為支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)提高參考。

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