浅谈山区高速公路挖方高边坡稳定可靠性及其控制技术研究

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1、河北工业大学硕士学位论文山区高速公路挖方高边坡稳定可靠性及其控制技术研究姓名：吴海艳申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：郭抗美2010-12河北工业大学硕士学位论文山区高速公路挖方高边坡稳定可靠性及其控制技术研究摘要随着高速公路建设不断向山区延伸，目前山区高速公路工程的建设规模、地质复杂性和所包含的技术难度都是空前的，路基挖方高边坡的安全稳定性已越来越引起重视。在用常规的稳定性方法评价后，往往存在稳定性系数F小于1的边坡竟然稳定，而稳定性系数F满足技术要求的边坡竟然失稳的情况。随着人们对边坡的稳定性分析认识的不断深入及研究方法的不断成熟，对相关问题已经取得了一些可喜的成就。本文以

2、万梁高速公路K46+670~+900路段边坡为例，进行了边坡稳定性影响因素分析，稳定可靠性评价，数值模拟稳定性分析以及支护设计。本项研究的目的是将结构可靠度分析方法应用于山区高速公路高边坡的稳定安全可靠性分析，根据计算力学的最新发展动态，结合采用多维数值分析，进一步准确地评价高边坡的安全可靠度。对失效概率高、存在潜在不稳定性的高边坡提出加固技术对策，以避免挖方高边坡发生滑坡、坍塌等地质灾害，确保高边坡开挖施工安全和建成通车后的公路运营安全。为此，根据边坡工程地质情况，确定对边坡稳定性影响最大的粘聚力及内摩擦角为随机变量，试验统计其分布规律及其均值与变异系数，对第一次开挖之后的边坡进行可

3、靠度的研究，基于极限平衡分析方法，并采用多种方法如JC法、中心点法、基于有限元与蒙特卡罗法以及粒子群法对比分析，知道了各个方法的利弊，得出可靠度指标与失效概率，分析边坡的稳定性。得出结果为虽然安全系数大于1，但失效概率已将超过了30%，所以要进行支护才能是边坡稳定进行下一次的来挖。3D同时，为揭示边坡加固前后的变形破坏机理、失稳模式，采用FLAC数值模拟分析方法，对边坡开挖与支护进行数值模拟和应力分析，并得到了与可靠性分析结果一致的结论，必须进行坡面支护才能确保下一次开挖的顺利进行，同时揭示预应力锚索加固的优势与可行性，由此揭示高速公路边坡的失稳风险与长期稳定性更具有全面性。最后综合各

4、种分析结果，给出本段边坡的最优设计方案与治理方案。关键词：高边坡，稳定性，可靠性分析，数值分析，支护i山区高速公路挖方高边坡稳定可靠性及控制技术研究RESEARCHONSTABILITYRELIABILITYANDCONTROLTECHNOLOGYOFHIGHSLOPEOFMOUNTAINHIGHWAYAFTEREXCAVATIONABSTRACTWiththeextensionofhighwayconstructiontothemountainarea,thescaleofmountainhighwayconstructionproject,geologicalcomplexitya

5、ndtechnicaldifficultyareincludedunprecedented,subgradeexcavationslopestabilityandsafetyhasbecomeincreasinglyattentioncurrently.ItisoftenappearthesafetyfactorKmeetthetechnicalrequirementsbuttheslopeisinstabilityandthesafetyfactorKlessthan1whiletheslopekeepstabilityafterintheconventionalmethodfore

6、valuatingthestabilityoftheslope.Withthecontinuousdeeplyofawarenessandthecontinuousmatureofresearchmethods,theproblemofslopestabilityanalysishasmadesomeencouragingachievements.Inthispaper,theslopeofwanglianghighwayK46+670~+900roadastheexample,conductedafactoranalysisofslopestability,stability,rel

7、iabilityevaluation,numericalstabilityanalysisandsimulationsupportdesign.Thepurposeofthisstudyistostructuralreliabilityanalysismethodisusedonmountainhighwaysafetyandreliabilityofhighslopestabilityanalysisbasedonthelatestdevel