路堑高边坡的稳定性分析与开挖支护数值模拟

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1、长沙理工大学硕士学位论文路堑高边坡的稳定性分析与开挖支护数值模拟姓名：匡波申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：付宏渊20090501摘要广西百色至隆林高速公路是国家高速公路规划网一“7918”网中汕昆高速的重要组成部分，也是广西“4纵6横”高速公路网规划中贺州至隆林公路的重要路段。目前，在该山区高速公路的建设中，出现了大量的深挖路堑高边坡，其稳定性将直接影响工程的进度与安全，也是确保降低工程建设费用的重要环节。一般而言，边坡稳定性包括丌挖阶段的稳定性和成坡后的长期稳定性，因而开展对高边坡开挖后的稳定性分析与开挖支护过程研究具有极其重要的意义。本文以

2、广西百色至隆林高速公路K146+160一K146+440路段路堑高边坡工程为依托，系统地研究了该高边坡的稳定性，具体内容如下：(1)从边坡的影响因素及可能的破坏模式两方面入手，对典型边坡断面K146+300的稳定性进行了定性分析；(2)采用基于GSI法的广义Hoek—Brown准则确定边坡主要岩体力学参数，为边坡的定量评价提供了依据。(3)根据确定的力学参数，运用极限平衡法以及基于FLAC2D的强度折减法，对边坡典型断面的稳定性进行了确定性分析，并采取了相应的支护加固措施。(4)在敏感性分析的基础上选取可靠性分析的随机变量，然后通过采用蒙特卡罗模拟法，对

3、边坡典型断面K146+300进行了稳定可靠性分析。(5)采用三维快速拉格朗日法对高边坡的开挖支护过程进行了数值模拟，研究了复杂地质条件下高边坡的开挖变形形态、应力状态，分析了最大剪应变增量以及塑性区的分布，并计算了三维边坡的安全系数，为工程施工提供了依据。关键词：路堑高边坡边坡稳定性开挖支护数值模拟ABSTRACTTheGuangxiLonglin—BaiseExpressway，whichisincludedExpresswayisanimpoIrtantintheChinaNationalpanoftheShankunExpresswayPlanni

4、ngNetwork-“79l8”Network，asweUasanimponantsectionofthehighwayofHezhoutoLon91in，whichisincludedintheGuangxiHighwayP1anningNetwork一“6horizontal4Vertical”Network．Atpresent，alargenumberofexcaVationandhighcutslopeshavearisenintheconstmctionofmountainoushighway．Thestabilityoftheseslopes

5、willdirectlyafflecttheprogressandsecu“tyofproject，alsoisonekeyaspectofreducingconstructioncost．Ingeneral，slopestabilityinVolVestwostages，thatis，theoneduringexcaVationandthelong-temoneaRerexcaVation．Therefore，itisofgreatsignincancetoanalysistheslopestabilityafterexcaVationandstudy

6、theprocessofexcavationandsupport．BasedonthehighslopeprojectlocatedinLonglin-BaiseexpresswayK146+l60-K146+440section，thispaperstudyit’sstabilitywithsystematicapproach．Thespecificstudiesareasf．ollows：(1)Startingwiththeinnuencingfactorsandpotentialf．ailuremodeofslope，quantitatiVeana

7、lysisismadeonthestabilityofthetypicalsection(Kl46+300)．(2)ThemainmechanicalparametersofthehighsloperockmassareestimatedbyuseoftheGeneralizedHoek·BrownCriterionbasedGSImethod，whichproVidthebasisforquantitatiVeevaluation．’(3)Withlimitequilibriummethodandstrengthreductionmethodbased

8、onFLAC2D，accordingtothemeehanicalparamet