活動(dòng)斷裂區(qū)巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)——以雅瀘高速公路K136+207m巖質(zhì)邊坡為例.pdf

1、斷裂的活動(dòng)容易導(dǎo)致斷裂及其附近巖層中彈性應(yīng)變能的積累，當(dāng)應(yīng)變能超出巖體的強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)引起斷裂或巖層的破裂而發(fā)生地震。地震發(fā)生后，常常造成邊坡失穩(wěn)，嚴(yán)重危害公路、房屋建筑等安全。如何保證地震作用下的邊坡穩(wěn)定性是亟待解決的難題。 本文結(jié)合雅瀘高速公路K136+150～K136+300m段反傾向巖質(zhì)邊坡，在充分研究邊坡工程地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，采用振動(dòng)臺(tái)模擬試驗(yàn)、數(shù)值模擬等手段，研究了反傾向巖質(zhì)邊坡在地震作用下的變形破壞機(jī)制及失穩(wěn)破壞模式

2、，進(jìn)而分析了邊坡穩(wěn)定性，并提出了相應(yīng)的支護(hù)措施。研究?jī)?nèi)容和取得主要成果如下： (1)根據(jù)雅瀘高速公路沿線活動(dòng)斷裂的區(qū)域分布特征、已有地形變觀測(cè)數(shù)據(jù)、活動(dòng)速率以及地震歷史記錄等資料，分析得出對(duì)所研究坡段穩(wěn)定性有重要影響的是安寧河斷裂東支和鐵寨子斷層。 (2)以邊坡詳細(xì)工程地質(zhì)條件調(diào)查及坡體巖體結(jié)構(gòu)精細(xì)描述為基礎(chǔ)，根據(jù)邊坡的巖體結(jié)構(gòu)特征及坡體已有變形破壞跡象，初步判斷邊坡在自然狀態(tài)下的失穩(wěn)模式為傾倒-拉裂-崩塌。 (

3、3)以相似理論為依據(jù)，設(shè)計(jì)、制作了比例尺為1:150的邊坡模型，并利用成都理工大學(xué)自行設(shè)計(jì)的兩向三自由度振動(dòng)臺(tái)完成邊坡振動(dòng)模擬試驗(yàn)，結(jié)果表明：在地震作用下邊坡模型巖體出現(xiàn)松動(dòng)，傾倒變形的速度加快，范圍加大，變形程度加??；在坡表出現(xiàn)沿節(jié)理跡線延展的張拉裂縫；坡體前緣局部出現(xiàn)崩塌。根據(jù)模型邊坡的試驗(yàn)結(jié)果推算，邊坡巖體松動(dòng)在水平退深55.6m，坡腳高程往上45m范圍內(nèi)；邊坡前緣出現(xiàn)貫通的折線型破裂面，破裂面在高程1340m的地表出露；坡體前緣

4、的頂部變形可達(dá)75cm。 (4)為驗(yàn)證振動(dòng)臺(tái)模擬試驗(yàn)的可靠性，運(yùn)用離散元程序-UDEC模擬研究了邊坡在地震作用下的變形破壞。數(shù)值模擬過程中，在坡體內(nèi)布置了9個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，用于監(jiān)測(cè)坡體的位移變化。模擬結(jié)果表明：在地震作用下邊坡巖體出現(xiàn)松動(dòng)，邊坡自仃緣局部出現(xiàn)崩塌；最大位移出現(xiàn)在坡頂處，為61.6cm；對(duì)比振動(dòng)臺(tái)模擬試驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)兩種研究手段分析得出邊坡的變形程度基本相似。此外，數(shù)值模擬中各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移、速度和加速度記錄表明：加速度在豎

5、直向的放大效應(yīng)可使坡頂?shù)募铀俣冗_(dá)到輸入加速度的1.1l倍。坡腳到坡頂?shù)奈灰朴须S高程的增高逐漸增大的趨勢(shì)，即位移有豎直向放大效應(yīng)；在同一高程上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移由坡內(nèi)往坡外依次增大，即位移有水平向放大效應(yīng)。 (5)振動(dòng)臺(tái)模擬試驗(yàn)和數(shù)值模擬的結(jié)果表明邊坡在地震作用下其變形過程是“巖體松動(dòng)→傾倒→崩塌”的過程，過程經(jīng)歷的時(shí)間較短，往往是在地震持時(shí)內(nèi)完成；由于前緣破裂面的貫通，導(dǎo)致坡體前緣失穩(wěn)，失穩(wěn)范圍在高程1314m～1340m內(nèi)。 (6)