非线性强度准则下炭质泥岩路堑边坡稳定性分析-论文.pdf

《非线性强度准则下炭质泥岩路堑边坡稳定性分析-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第4o卷第3期湖南交通科技Vo1．40No．32014年9月HUNANCOMMUNICATIONSCIENCEANDTECHNOLOGYSep．2014文章编号：1008-844X(2014)03-OOO9—03非线性强度准则下炭质泥岩路堑边坡稳定性分析．黄静字。黄新任(1．湖南路桥建设集团有限责任公司，湖南长沙410004；2．湖南省交通科学研究院，湖南长沙410015)摘要：炭质泥岩属于膨胀性软岩，遇水易崩解，在高速公路开挖形成路堑边坡后，容易因其软化的时效性而使稳定性降低，影响高速公路的安全营运。炭质泥岩采用Mohr—Coulomb准则无法解释其低应力及各向异性的特性，而非

2、线性Hoek-Brown准则可有效弥补Mohr—Cou—lomb准则的不足。通过湖南省某高速公路炭质泥岩路堑边坡实例进行分析，采用非线性Hoek．Brown准则获取炭质泥岩的力学参数以及基于Slide有限元计算软件分析路堑边坡的稳定性，并根据炭质泥岩的特点进行护坡设计。说明了应用Hoek—Brown准则可以较为便捷与准确地进行岩体力学参数的稳健性取值以及稳定性分析，同时在坡面铺设预应力锚索的同时在坡顶进行生态护坡，具有保障边坡稳定性、经济及美化环境的优点。关键词i路堑边坡；炭质泥岩；稳定性分析；Hoek-Brown准则；护坡设计；Slide中图分类号：U416．14文献标识码：A

3、称为炭质泥岩。炭质泥岩具有明显的地域差异性，0引言但其具有工程性质的共性。如易风化：炭质泥岩在为满足现代化及经济建设的需求，不可避免地温度、风力及雨水等自然营力下一般易风化、易崩高速公路网络向不良工程地质区域布展。炭质泥岩解、软化效应明显。尤其路堑边坡因其开挖新裸露属于膨胀性软岩，遇水易崩解、强度低、水理性强、受的炭质泥岩受风化影响较大，岩性劣化速率加大，边风化影响明显，炭质泥岩的分布给高速公路的建设坡稳定性降低。受水影响大：炭质泥岩中含有亲水及运营安全提出了苛刻的要求。炭质泥岩主要分布性较强的膨胀性岩，吸水迅速膨胀，失水收缩开裂，于广西、湖南及重庆等地区，并呈显著的区域差异且在

4、降雨时容易因黏性物质起润滑作用促进岩块脱性。对炭质泥岩的研究罕见报道，主要集中于炭质离母岩。节理裂隙发育：炭质泥岩形成年代较久远，泥岩的饱水软岩力学性质⋯、降水人渗的稳定性影因地质作用混以其他物质并呈泥化状态，节理面发响，引、流变性质及边坡稳定性、加固处理及育明显并在开挖卸荷作用下，致使节理面张开，坡体路堤稳定性等方面。炭质泥岩属于极软岩，同时破损伤与松动。矿物成分复杂、不易植被生长：炭质因受工程环境及自然环境的影响，其力学性质随时泥岩中因含大量碳、硫等矿物而呈酸性，且植物所需间均呈非线性变化，使用Mohr．Coulomb准则具有一的氮、钾、磷等缺乏，在炭质泥岩边坡上铺筑草皮一定

5、的局限性。本文基于非线性Hoek—Brown准则及般难以成活，生态护坡困难。地质强度指标GSI系统获取炭质泥岩的动态力学参2基于GSI的Hoek—Brown准则数与稳定性系数，具有快速辨识路堑边坡稳定性的优点，为其处治方案的拟定提供理论支撑。由于岩体性质的非连续性及具有时空效应，因而力学参数也随之具有不均匀性、不确定性与不连1炭质泥岩路堑边坡工程性质续性，同时，因条件的制约室内试验很难量测到与现泥岩为沉积岩，主要矿物成分为黏土矿物，属膨场实际岩体力学参数，表现出显著的差异性及随机胀性软岩，其抗压强度一般小于25MPa。广义的炭性；原位试验因不可能布设整个岩体工程范围从而质泥岩为灰

6、岩、砂岩、泥岩等沉积岩中含黑色炭质即代表性不足可信度偏低且费时费力。广义H—B强收稿It期：2014—05—20作者简介：黄静宇(1981-)，男，工程师，主要从事路桥建设。10湖南交通科技40卷度准则综合考虑了准则参数的多种影响因素，该强炭质泥岩路堑边坡的滑坡处治应根据炭质泥岩度准则巧妙结合定性与定量分析，具有简便及适用的工程性质，因地制宜，综合使用，尽量做到安全、经等优点，在岩体工程设计与科研中不断得到验证及济及环保等各项要求。改进。4工程实例分析基于GSI的Hoek—Brown准则是在Hoek—Brown准则的基础上通过引人GSI系统后提出的u，该准湖南省某高速公路全长14

7、0km，设计时速100则克服了M—C准则不能解释低应力及各向异性性km／h，为完善区域交通系统，擢升地区经济发展有质的不足，并能延用到破碎岩体，其表达式相对简单着较大的促进作用。该高速公路沿线娄底区域炭质且较大程度符合工程实际，因而在岩体工程中得到泥岩分布较为普遍，炭质泥岩风化带中，节理发育，广泛应用。其表达式为0-I=0-3+0-cf(mb×3／0-c￡含较丰富的裂隙水，在降雨作用下易发生崩塌、滑+s)。，式中：0-．、0"3分别代表岩体屈服时的最大主坡、泥石流地质灾害。受亚热