宽台阶对路堑高边坡变形破坏的阻断机制研究

作     者：张朔 李斯涛 李培锋 尹小涛 ZHANG Shuo;LI Si-tao;LI Pei-feng;YIN Xiao-tao

作者机构：安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 云南玉临高速公路建设有限责任公司云南昆明650000 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 

基　　金：云交科教项目(编号:云交科教45号) 中国工程科技发展战略湖北研究院武汉分院咨询研究项目(编号:Y933230101) 

出 版 物：《中外公路》 (Journal of China & Foreign Highway)

年 卷 期：2022年第42卷第2期

页      码：24-31页

摘      要：路堑高边坡经常由于开挖卸荷造成变形破坏事故,急需对其变形破坏的阻断机制进行研究。该文以云南临沧某路堑深挖高边坡为研究对象,设计不同台阶宽度和宽台阶位置的二维极限平衡法计算工况,据此确定宽台阶的最优宽度和最佳位置。在此基础上,建立宽台阶不同宽度和位置的Flac^(3D)有限差分三维数值模型,目的在于分析宽台阶对变形破坏的影响机制。结果表明:在2 m常规宽度台阶下7级路堑高边坡开挖会造成边坡的渐进变形破坏,破坏过程可分为卸荷回弹、剪切破坏及整体失稳3个阶段,现场施工过程发现的变形开裂现象也证实了上述破坏阶段特征;分别设置5、10 m宽台阶下的7级坡开挖,边坡处于欠稳定状态,但不会产生整体变形失稳,塑性区和剪应变增量云图均证实了宽台阶对于变形破坏的阻断机制,宽台阶的设置将高边坡分割为几个高度相对较低的边坡,每部分的变形量和施工扰动范围大大减小,且有效阻断了整体滑动面的形成;两个5 m宽台阶所组成的“宽窄台阶交替”设计方案对变形破坏的阻断效果优于一个10 m宽台阶所组成的“单个超宽台阶”的加固效果;基于费效比原则,采用宽台阶方案的挖方量相对于常规开挖增加5.0%~13.6%,锚索数量减少20.4%~27.2%,保证了施工期间坡体的自稳。

主 题 词：路堑边坡 台阶位置 台阶宽度 破坏机制 数值计算 

学科分类：081401[081401] 08[工学] 0814[工学-地质类] 

D　O　I：10.14048/j.issn.1671-2579.2022.02.004

馆 藏 号：203111604...