發(fā)布時間：2019-11-15 04:34

【摘要】：隱伏巖溶的存在,為高速公路的安全施工及營運隱患。溶腔在地下水及外部荷載的作用往往會進(jìn)一步劣化,從而引發(fā)更大的安全事故,故有必要在施工前對巖溶路基進(jìn)行論證及處治。依托于湖南省湘西自治州永-吉高速公路工程進(jìn)行研究,該高速公路是包茂高速和二廣高速的加密線,也是西北區(qū)重要的省內(nèi)交通要道。依據(jù)地質(zhì)相關(guān)資料及現(xiàn)場查勘可知,永-吉高速沿線主要含剝蝕及溶蝕構(gòu)造的中低山丘陵地貌,其主要地質(zhì)特點為巖溶分布較廣及密集,溶腔大小不一。正確、有效地進(jìn)行巖溶地區(qū)隱伏巖溶路基的穩(wěn)定性分析及施工風(fēng)險評價,可為其施工提供響應(yīng)決策依據(jù),實現(xiàn)巖溶高速公路的信息化施工與管理。非線性Hoek-Brown巖體強(qiáng)度準(zhǔn)則是基于大量試驗及工程實踐得出的,具有Mohr-Coulomb準(zhǔn)則不能解決低應(yīng)力及非線性問題的優(yōu)點,同時該準(zhǔn)則引入GSI系統(tǒng)后,可更快捷地獲取巖體力學(xué)參數(shù)及受力特性。廣義H-B強(qiáng)度準(zhǔn)則綜合考慮了準(zhǔn)則參數(shù)的多種影響因素,巧妙結(jié)合定性與定量分析,具有簡便、適用等優(yōu)點,在巖體工程設(shè)計與科研中不斷得到驗證及改進(jìn)。本研究項目主要是對廣義Hoek-Brown強(qiáng)度經(jīng)驗準(zhǔn)則的基本理論作出系統(tǒng)總結(jié),在分析前人對該經(jīng)驗準(zhǔn)則研究和改進(jìn)的基礎(chǔ)上,探討該準(zhǔn)則運用于巖體變形及穩(wěn)定性分析領(lǐng)域的基本原理及方法,指導(dǎo)巖溶路基穩(wěn)定性分析評價,其主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：(1)H-B準(zhǔn)則作為一個經(jīng)驗準(zhǔn)則,準(zhǔn)則參數(shù)的選取受主觀性影響較大,通過進(jìn)行敏感性分析得出準(zhǔn)則參數(shù)對巖體宏觀力學(xué)參數(shù)的非線性影響規(guī)律,從而為工作人員有的放矢量化其參數(shù)提供理論支撐。在使用H-B準(zhǔn)則穩(wěn)健性選取巖體宏觀力學(xué)參數(shù)時,應(yīng)有選擇性地不同程度量化準(zhǔn)則參數(shù),確保H-B準(zhǔn)則靈活應(yīng)用而又接近工程實際情況。(2)當(dāng)前行內(nèi)對巖溶路基穩(wěn)定性分析尚無統(tǒng)一的評判標(biāo)準(zhǔn)。本研究課題以巖體強(qiáng)度判據(jù)、巖體極限應(yīng)變判據(jù)及巖體位移判據(jù)綜合作為巖溶路基穩(wěn)定性的判斷根據(jù)。在運用數(shù)值軟件計算其穩(wěn)定性時,采用試算法通過同步強(qiáng)度折減進(jìn)行模擬計算分析巖溶路基的穩(wěn)定性。在使用解析法分析溶洞圍巖穩(wěn)定性時,當(dāng)溶腔較淺埋時使用復(fù)變函數(shù)平面彈性解析通過共形映射可將復(fù)雜形狀邊界條件簡化,而當(dāng)其為深埋時可利用基于Hoek-Brown準(zhǔn)則求解溶腔圍巖塑性半徑,該法比芬納公式更能反映實際。(3)目前尚無巖溶路基風(fēng)險評價相關(guān)規(guī)范。公路建設(shè)項目風(fēng)險響應(yīng)主要分為風(fēng)險辨識、風(fēng)險評價方法及風(fēng)險處置等三方面,本文根據(jù)橋隧風(fēng)險評價的基本原理,構(gòu)建巖溶路基風(fēng)險成套評價體系：風(fēng)險概率、風(fēng)險損失及風(fēng)險等級的風(fēng)險評價系統(tǒng)。根據(jù)巖溶路基風(fēng)險的一般性質(zhì),系統(tǒng)歸納處治巖溶路基的處理方法即開挖回填法、壓力注漿法及跨越結(jié)構(gòu)法。(4)通過永吉高速某段巖溶路基的工程實踐,可知使用數(shù)值模擬及模糊數(shù)學(xué)綜合評價法得出來的結(jié)果均表示該巖溶路基的安全儲備不足,考慮圍巖屬石灰?guī)r在地下水的作用下及施工運營所帶來的環(huán)境影響,將進(jìn)一步降低其穩(wěn)定值,安全性得不到保障,表明需要對其進(jìn)行有效處治。本路段溶腔較淺,故采用機(jī)械鑿開坡頂,再填筑碎石、鋪筑混凝土進(jìn)行封頂?shù)墓に囘M(jìn)行處治。該處治方法安全、施作簡單、經(jīng)濟(jì)效應(yīng)好,同時符合環(huán)境要求。
【圖文】：

響下進(jìn)一步劣化溶腔圍巖，繼而影響到路基的穩(wěn)定性。若考慮巖溶路基施工逡逑括操作人員的培訓(xùn)與管理不完善、用電不當(dāng)、器械的不當(dāng)操作及注漿機(jī)帶故逡逑能構(gòu)成巖溶路基塌陷的風(fēng)險源。巖溶路基常采用地質(zhì)雷達(dá)及鉆孔取芯來探明逡逑如圖４．１為地質(zhì)雷達(dá)掃描圖，國４．２、４．３為鉆孔取芯的設(shè)備及芯樣。逡逑

響下進(jìn)一步劣化溶腔圍巖，，繼而影響到路基的穩(wěn)定性。若考慮巖溶路基施工逡逑括操作人員的培訓(xùn)與管理不完善、用電不當(dāng)、器械的不當(dāng)操作及注漿機(jī)帶故逡逑能構(gòu)成巖溶路基塌陷的風(fēng)險源。巖溶路基常采用地質(zhì)雷達(dá)及鉆孔取芯來探明逡逑如圖４．１為地質(zhì)雷達(dá)掃描圖，國４．２、４．３為鉆孔取芯的設(shè)備及芯樣。逡逑
【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U416.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 肖劍秋;喬世范;;婁新高速公路下伏巖溶塌陷與路基相互作用及治理措施[J];鐵道科學(xué)與工程學(xué)報;2009年06期

本文編號：2561145