加宽高速公路既有高边坡二次开挖稳定性分析及工程技术研究

摘要

上世纪90年代我国高速公路修建进入了飞速发展的时期，近年来随着经济的发展与交通量的持续增加，早期修建的高速公路已无法满足通行要求，因此，必须对高速公路进行改建或扩建。改扩建工程中，既有高边坡的二次开挖需破除原边坡支护结构，引起原边坡应力场的变化，易导致边坡失稳破坏的特点。本文以惠深高速公路惠州段改扩建工程为依托，采用现场调研、理论分析、数值模拟等方法展开研究，主要研究成果如下：
　　（1）对惠深高速公路沿线边坡的区域环境进行了调查分析，初步掌握了既有高边坡与二次开挖高边坡的分布情况及其基本信息，分析了高边坡的几何尺寸、地质条件与防护形式的统计特征，并调查了沿线高边坡在施工过程中发生的病害。
　　（2）结合现场调查与分析边坡基本资料的基础上，选取K22+220~K22+460（左侧）高边坡作为典型高边坡，分析了既有高边坡二次开挖稳定性影响因素，确定了该边坡的破坏模式为“滑移-拉裂”破坏，计算了两种破裂面下该边坡稳定性。
　　（3）针对高速公路加宽改扩建过程中高边坡二次扰动的问题，采用数值模拟的方法，在分析典型边坡初始应力场的基础上，研究不同开挖阶段的安全系数、变形特征和应力场的变化规律。研究成果表明：此类高边坡在二次开挖过程中，坡脚剪应力集中，出现剪出破坏，坡顶存在拉应力，坡顶后一定距离会出现张拉裂缝。在一级坡脚和三级坡脚出现塑形区，塑性区依附于坡角顺倾结构面，形成呈中下部为平面与上部似圆弧面组合形态的最危险滑裂面。
　　（4）在分析二次开挖特殊性的基础上，提出了适用于既有高边坡二次开挖施工的原则与工艺，并从信息化施工和排水系统两个角度减少安全隐患。

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第一章 绪论

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容及思路

第二章 加宽高速公路高边坡信息调查

2.1 概述

2.2 工程概况

2.3 加宽高速公路高边坡现场调查

2.4 加宽高速公路高边坡调查统计

2.5 小结

第三章 既有高边坡二次开挖破坏机理

3.1 概述

3.2 典型边坡选取

3.3 既有高边坡二次开挖稳定影响因素

3.4 既有高边坡二次开挖的破坏模式

3.5 既有高边坡二次开挖的稳定性分析

3.6 小结

第四章 既有高边坡二次开挖稳定性数值模拟分析

4.1 概述

4.2 数值模拟方案及参数选取

4.3 计算成果与分析

4.4 小结

第五章 既有高边坡二次开挖施工技术

5.1 概述

5.2 现场条件与二次开挖施工的关系`

5.3 既有高边坡二次开挖施工工艺

5.4 既有高边坡二次开挖水害防治技术

5.5 小结

结论与建议

主要结论

进一步工作建议

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢