边坡高填方路基下伏多层采空区稳定性数值模拟评价.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2009／17(3)-0394-07边坡高填方路基下伏多层采空区稳定性数值模拟评价朱友群①施斌①王宝军①朴春德①邱钰②高磊①(①南京大学地球科学系地球环境计算工程研究所南京210093)(②广东省路桥建设发展有限公司广州510635)摘要运用快速拉格朗算法分析了多层采空区路基在未处理、注浆处理和注浆处理路基加筋拼接3种工况下路基采空区受力变形和稳定特征。分析结果表明高填方路基在自重荷载和车辆荷载下打破原有采空区平衡状态，注浆加固处理后采空区应力重分布出现新的平

2、衡，但在填方交界区域出现一定的剪应变增量集中，采取加筋处理后剪应力增量下移，路基整体性和变形协调性显著提高。关键词采空区高填方FLAC数值模拟稳定性中图分类号：TU443文献标识码：ANUMEIUCALSITULATIONFoRSTABILITYEVALUATIoNoFHIGHBACKFILLEMBANKMENToNSLoPEWITHGoAFSZHUYouqun~SHIBin①WANGBaojun~PIAOChunde①QIUYu②GAOIJei①((~ACEI，DepartmentofEarthScience，^7angUniversity，

3、Ⅳnng210093)(②GuangdongRoad&BridgeConstructionDevelol~'mentCo．Ltd；Guangzhou510635)AbstractInthispaper，theFastLagrangianAnalysisofContinuain3Dimensions【FLAC)isusedtoanalyzethemechanismandstabilityofthefilledembankmentonslopewithgoafs．Threecasesareconsidered．Theyare(1)goafswith

4、un—treatment(2)g0afswithgrouting(3)theembankmentwithgroutingplusreinforcingtotheslope．Thenumericalresultsshowthattheself—loadingofhighbackfillembankmentandtrafficliveloadingcandestroythemechanicalequilibriumoftheoriginalgoafs．Thejointingareabetweenthefilledandslopesurfaces印一

5、pearsshearstrainincrementconcentration，whereasthestressofgoafsreachestoanewequilibriumaftergrouting．Theshearstrainincrementmovesdownafterreinforcing．Asaresult，theembankmentstabilityincreaseobviously．KeywordsGoals，Fillembankment，FLAC，Numericalsimulation，Slopestability路路基下伏采空塌

6、陷区的存在，打破了原有的应力1引言平衡，使得上覆岩层冒落、塌陷，自下而上形成冒落带、裂隙带和整体移动带(弯曲带)，在地表形成沉我国矿产资源丰富，但资源开采后所留下的采降盆地，并产生裂缝、裂隙等，对高速公路的路基路空区往往给工程建设留下隐患。采空区问题作为公面产生不可忽视的破坏作用和潜在危害叫。如不路建设的不良地质问题已越来越突出。高速公对采空区进行加固处理就可能引起采空区地表沉收稿日期：2008—07—07；收到修改稿日期：2oo8一o9—10．基金项目：国家自然科学基金资助项目(40572154)．第一作者简介：朱友群，主要从事岩土工程健康监

7、测及诊断方面的研究工作．Email：zyqnju@sina．cornl7(3)朱友群等：边坡高填方路基下伏多层采空区稳定性数值模拟评价陷、破坏公路路基路面并导致路基失稳，严重的会导高填方路基致交通中断对人民生命财产造成威胁。由于我国人多地少，许多地方修建高速公路不可避免通过各种采空区尤其在华东、华北、东北及其他地区的一些老矿区或一些新建矿区的待采区范围内。例如，石家庄一太原高速公路、晋焦高速公路、乌鲁木齐一奎屯高速公路、京福高速公路徐州东绕城段均遇到采空区问题，国家级大型水利工程——南水北调工程、西气东输工程等都穿越采空区。因此，必须对已有采图

8、1模型示意图空区的稳定性进行客观评价，在此基础上提出优化Fig．1Themodelsketch治理方案以确保采空区的稳定“J。工况1：高填方路基+采空