大型土坡宽平台优化设计研究
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在第 6 级坡顶设置宽平台时最优平台宽度及边坡 稳定性计算结果见图 7( b) 。研究发现当平台宽度增 加至 16 m 时,沿宽平台向下产生局部滑动破坏的稳定 安全系数小于边坡整体滑动破坏的稳定安全系数,即 由于宽平台的分解效应影响,边坡首先产生局部变形 破坏。
对比图 4、图 7 发现: 宽平台位置越偏上,最优平 台宽度越小且越容易采用较小的刷方将边坡整体分解 成相对独立的上下两个块体; 宽平台位置越偏下,最优 平台宽度也越大,且实现平台分解效应的刷方量越大, 甚至由于坡体结构和地层界面的影响而无法实现宽平 台的分解功能。就该研究实例来说,在第 6 级坡顶设 16 m 宽度以上的平台时,边坡下段 Fwenku.baidu.com = 0. 979; 因此, 若要保持施工期间边坡临时稳定,宜在第 5 级坡顶位 置设置宽平台。 2. 3 双宽平台组合效应研究
对于大型土质边坡,设置单个宽平台将边坡分为 规模较大的两部分,边坡局部稳定性仍可能难以满足 设计要求,因此需要研究两个以上的宽平台设置方案, 并分析其组合效应。
经多方案计算对比,重点选择图 8 所示的 3 种典 型多平台组合方案,平台宽度取 10 ~ 15 m,且两级平 台宽度相同,综合分析两级宽平台分解效应的 变 化 规律。
为进一步阐明宽平台设置对边坡整体稳定性的影 响规律,本文采用具有分析边坡复杂多滑面全局搜索 能力的模拟退火算法( Simulated Annealing Algorithm)
图 4 22 m 平台非圆弧稳定性分析
上述研究表明,当平台宽度增加至 22 m 时,潜在 最不利破坏机制由边坡整体破坏转变为宽平台下段边 坡的局部破坏,即使再增加平台宽度也无法有效提高 边坡稳定性,体现了宽平台的分解效应,且 22 m 为该 位置分解平台的最优宽度。
由于高速公路选线及坡脚省道改建需要,在边坡 坡脚重新开挖,形成坡度 25° ~ 30°、总长约 180 m、总 高约 110 m 的大型土质边坡。为保证边坡处治方案合
68
铁道建筑
January,2014
理可靠,设计单位采用室内试验和参数反演相结合的 方法反 复 论 证,确 定 了 典 型 土 层 物 理 力 学 参 数,见 表 1。
图 2 边坡设计总体方案
2 宽平台分解效应研究
通常认为,边坡的台阶设置有利于排水、防护、加 固系统的施工组织和养护作业,并有利于边坡施工期 间降低局部变形破坏的影响。研究还发现台阶边坡比 直线形边坡具有更好的整体稳定性,特别是在处理高 边坡问题时,在坡体中部设计宽平台,可以将一个高边 坡化解为两个以上相对独立的边坡段,控制边坡体积 规模,以减少坡脚应力集中发展,达到分解高大边坡的 目的[7]。宽平台的这种作用机制称为分解效应。 2. 1 最优平台宽度的确定
0. 30
开展不同宽度平台组合下边坡潜在滑面的快速搜索, 在图 2 所示的边坡第 5 级坡顶设宽平台,起始宽度为 12 m,并以 2 m 递增平台宽度,得到边坡稳定安全系数 随平台宽度变化曲线,如图 3 所示。
在边坡坡形坡率设计的多方案计算论证中发现, 采用工程类比法和相应规范提出的常规平台宽度及坡 率建议值确定的边坡坡形,即使采用全坡面锚固设计 也难以保证施工过程稳定及永久安全。因此,结合边 坡地形特征提出了宽平台分解设计方案,确定了坡形 坡率设计总体方案,如图 2 所示,采用了上缓下陡的折 线坡形,分 10 级刷方。坡率设计为第 1 级 1∶ 1. 0,第 2 ~ 3 级 1∶ 1. 25,第 4 ~ 10 级 1∶ 1. 5。在常规平台 2 m 宽 度的前提下,在边坡中段第 5 级坡顶设置宽为 12 m 的 平台,并利用挖方堑顶的宽缓台地将总高 110 m 的斜 坡划分为上、中、下三段。
为进一步研究大型土坡宽平台分解效应的力学机 理,采用弹塑性有限元程序 Phase2 对该宽平台设置方
2014 年第 1 期
陈国俊等: 大型土坡宽平台优化设计研究
69
案进行模拟分析。图 5 和图 6 分别给出了分解平台宽 度 22 m 时坡体内剪切应变及塑性区的分布云图。
图 5 22 m 宽平台边坡剪切应变云图
铁道建筑
2014 年第 1 期
Railway Engineering
67
文章编号: 1003-1995( 2014) 01-0067-05
大型土坡宽平台优化设计研究
陈国俊1 ,王 浩1 ,泮 俊2 ,赵 耀1 ,陈秀晖2
( 1. 福州大学 环境与资源学院,福建 福州 350108; 2. 中国公路工程咨询集团有限公司 中咨华科交通建设技术有限公司,北京 100195)
图 1 边坡场区地形地貌
收稿日期: 2013-09-08; 修回日期: 2013-11-09 基金项目: 国家自然科学基金 ( 41002127 ) ; 交通运输部建设科技项目
( 201331849A130) ; 福建省交通科技项目( 201242) 作者简介: 陈国俊( 1988— ) ,男,福建龙岩人,硕士研究生。
摘要: 对一大型土坡加固设计的宽平台设置宽度、最优位置、多个宽平台组合方案及其实施效果进行优 化分析,揭示了边坡宽平台分解效应的力学机理和演化规律,得出以下结论: 通过在大型边坡中部设置 宽平台,将其潜在整体剪切变形带分解成相对独立的非贯通剪切带,可将边坡整体失稳机制转化为被宽 平台分割形成的若干块体的局部失稳,从而实现宽平台的分解效应; 随着分解平台宽度递增,边坡整体 稳定度稳步提高,当宽平台增至一定宽度以后,边坡稳定安全系数趋于稳定,可据此确定最优平台宽度; 宽平台的高度位置选择在边坡中上部实施效果较显著,当宽平台位置过于靠下时常常难以发挥作用; 多 个宽平台组合效果与边坡坡体结构特征、宽平台的设置宽度、设置位置和设置个数等因素有关,实际工 作中需要大量的计算对比综合确定; 宽平台设置方案可以采用较少的加固工程量使边坡支护取得更好 的实施效果,并且更有利于保证边坡实施过程中的安全。 关键词: 大型边坡 稳定性 宽平台 分解效应 中图分类号: U416. 1 + 4 文献标识码: A DOI: 10. 3969 / j. issn. 1003-1995. 2014. 01. 19
图 3 边坡稳定安全系数随平台宽度变化曲线
由图 3 可见,平台宽度与稳定安全系数的关系呈 “双段线性”特征。当分解平台宽度 < 22 m 时,随着平 台宽度递增,边坡稳定安全系数 Fs 由 12 m 宽平台的 0. 98,呈近似线性增长趋势; 当平台宽度增大至 22 m 时,Fs 达到最大值 1. 02; 进一步加宽平台后,边坡稳定 系数略低于 1. 02,呈平稳波动状态。
图 7 不同位置设置宽平台时最优平台宽度及 稳定性计算结果( 单位: m)
图 6 22 m 宽平台边坡塑性区分布云图
由图 5 和图 6 可知: 边坡坡脚以压剪破坏为主,沿 基覆界面向上部延伸发展,坡顶以张剪破坏为主,沿基 覆界面向下部延伸发展,但两者未连通形成整体破坏 面; 在中部分解宽平台内侧形成局部拉张屈服区,并与 坡脚压剪破坏面呈连通趋势。潜在最不利破坏面体现 为边坡下段局部滑动和边坡整体滑动并存,且局部滑 动稳定度稍低,与采用 Slide 软件计算的结果十分吻 合。说明在边坡中部设 22 m 宽平台时,在该大型土坡 内确实可以实现明显的分解效应,且存在最优宽度值。 2. 2 最优平台位置的确定
表 1 边坡土层计算参数
土层
重度 / 黏聚力 / 内摩擦角 / 弹性模量 /
( kN / m3 ) kPa
( °)
MPa
泊松比
坡积粉质黏土 17. 5 29. 5
20. 0
50
0. 35
含碎石粉质黏土 18. 5 30. 0
25. 1
100
0. 32
残积砂质黏性土 18. 3 35. 3
23. 7
150
总体而言,路堑边坡平台宽度的设计往往根据规
范要求进行常规设定,较少就宽平台对边坡稳定性的 影响和定量评价开展系统研究,本文以一大型土坡为 例,开展宽平台设计方案优选分析和机理研究。
1 研究工点概况
本文研究实例为典型丘陵坡地,地形概貌见图 1。 工程勘察查明场地土层主要是风化深度 40 ~ 50 m 的 凝灰熔岩残坡积土。由于坡脚国道和民房建设的开挖 作用,已形成小型路堑坍滑和较大规模的圆弧滑动,场 地地质环境较为脆弱,边坡稳定性较差。
传统的路堑边坡设计一般采用分级挖方的方案, 单级高度为 8 ~ 10 m,级间设 1 ~ 3 m 平台。台阶的设 置有利于边坡养护及地表排水,并可加强对崩塌落石 的停积作 用[4]。 周 应 华 等[5] 对 均 质 边 坡 分 级 开 挖 宽 平台设计因子相关性和宽平台优选值进行了研究; 言 志 信 等[6] 研 究 了 多 级 平 台 宽 度 对 边 坡 地 震 动 力 响 应 及破坏机制的影响。
总之,多级宽平台组合分解效应的实现与边坡坡 体结构特征、平台设置的位置和宽度等因素有关,实际 工作中需要经过大量计算对比综合确定。 2. 4 宽平台设计效果评价
对该研究案例拟采用卸载刷方并结合单孔拉力 700 kN 级预应力锚索框架进行加固,分别按常规平台 分级刷方加固、单宽平台刷方加固和双宽平台刷方加 固 3 个方案进行加固效果检算分析,以定量校核和对 比宽平台设计效果。
为确定大型土坡宽平台的最优设置位置,在第 4, 6 级 2 个不同位置分别设置宽平台,研究边坡潜在破 坏机制和稳定状态的变化规律。
在第 4 级坡顶设置宽平台时最优平台宽度及边坡 稳定性计算结果见图 7( a) ,研究发现在第 4 级坡顶位 置无论如何增加平台宽度,边坡均表现为整体失稳破 坏,基覆界面对边坡的变形破坏模式产生明显的控制 效益,但宽平台的分解效应难以实现。
图 8 典型双宽平台组合方案示意
70
铁道建筑
经过多方案计算对比,可以实现宽平台分解效应 的平台宽度区间如图 9 所示,图 10 给出了 A,B,C 3 种方案边坡安全系数的动态变化。
图 9 宽平台有效分解区域示意
January,2014
图 10 双宽平台方案安全系数对比
由图 9 及图 10 可见: A 类宽平台组合方案在宽度 变化范围内最不利破坏面均为整体破坏,无法实现宽 平台的分解,其安全系数初期增长较迅速,平台宽度增 至 12 m 以后则增长较缓慢。B 类宽平台组合方案在 平台宽度 13 ~ 14 m 时产生明显的分解作用,其安全系 数呈台阶式增长趋势; C 类宽平台组合方案在平台宽 度 11 ~ 14 m 时产生分解作用,随边坡平台宽度递增, 安全系数呈近似线性递增趋势,最终安全系数也最高。
常规平台分级刷方加固方案详见图 11 ( a) 所示, 在边坡第 1 级设置挡墙与系统锚杆,第 2 ~ 5 级满布 4 级预应力 锚 索 框 架,并 实 施 坡 脚 排 水 工 程 后,Fs = 1. 215。
当边坡平台宽度 < 22 m 时,最不利滑面均表现为 堑顶拉裂、沿基覆界面滑动和坡脚剪出的整体失稳; 当 平台宽度增大至 22 m 时,潜在最不利滑面转变为由坡 脚向上延伸至宽平台中后部拉裂的下段坡体圆弧形破 坏( 如图 4 所 示) ,为 局 部 破 坏 面,稳 定 安 全 系 数 为 1. 02,相 应 由 堑 顶 贯 穿 至 坡 脚 的 整 体 破 坏 面 Fs = 1. 027 > 1. 02,即局部稳定性低于整体稳定性; 平台宽 度继续增大后,潜在最不利滑面均在宽平台下部的局 部坡体内产生。
我国东南沿海丘陵山区广泛分布全风化花岗岩类 风化壳,埋深 1. 5 ~ 40. 0 m[1]。近年来,随着高速公路 和高速铁路建设快速发展,为满足高等级线型设计要 求,在巨厚层花岗岩或凝灰熔岩风化壳内大填大挖,形 成较多 50 m 以上的大型土质边坡。这种边坡体积巨 大,受施工 过 程 扰 动 较 大,由 于 常 伴 生 施 工 工 作 面 受 限、锚固力不足等问题,尚难以提供与其规模相称的加 固技术以 实 现 对 边 坡 稳 定 性 的 可 靠 控 制[2-3]。 因 此, 采用在边坡关键部位设置宽平台,以分解高大边坡,并 加强边坡关键 部 位 的 变 形 控 制,体 现 边 坡 防 护“有 的 放矢、主次分明”的设计思路。
对比图 4、图 7 发现: 宽平台位置越偏上,最优平 台宽度越小且越容易采用较小的刷方将边坡整体分解 成相对独立的上下两个块体; 宽平台位置越偏下,最优 平台宽度也越大,且实现平台分解效应的刷方量越大, 甚至由于坡体结构和地层界面的影响而无法实现宽平 台的分解功能。就该研究实例来说,在第 6 级坡顶设 16 m 宽度以上的平台时,边坡下段 Fwenku.baidu.com = 0. 979; 因此, 若要保持施工期间边坡临时稳定,宜在第 5 级坡顶位 置设置宽平台。 2. 3 双宽平台组合效应研究
对于大型土质边坡,设置单个宽平台将边坡分为 规模较大的两部分,边坡局部稳定性仍可能难以满足 设计要求,因此需要研究两个以上的宽平台设置方案, 并分析其组合效应。
经多方案计算对比,重点选择图 8 所示的 3 种典 型多平台组合方案,平台宽度取 10 ~ 15 m,且两级平 台宽度相同,综合分析两级宽平台分解效应的 变 化 规律。
为进一步阐明宽平台设置对边坡整体稳定性的影 响规律,本文采用具有分析边坡复杂多滑面全局搜索 能力的模拟退火算法( Simulated Annealing Algorithm)
图 4 22 m 平台非圆弧稳定性分析
上述研究表明,当平台宽度增加至 22 m 时,潜在 最不利破坏机制由边坡整体破坏转变为宽平台下段边 坡的局部破坏,即使再增加平台宽度也无法有效提高 边坡稳定性,体现了宽平台的分解效应,且 22 m 为该 位置分解平台的最优宽度。
由于高速公路选线及坡脚省道改建需要,在边坡 坡脚重新开挖,形成坡度 25° ~ 30°、总长约 180 m、总 高约 110 m 的大型土质边坡。为保证边坡处治方案合
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铁道建筑
January,2014
理可靠,设计单位采用室内试验和参数反演相结合的 方法反 复 论 证,确 定 了 典 型 土 层 物 理 力 学 参 数,见 表 1。
图 2 边坡设计总体方案
2 宽平台分解效应研究
通常认为,边坡的台阶设置有利于排水、防护、加 固系统的施工组织和养护作业,并有利于边坡施工期 间降低局部变形破坏的影响。研究还发现台阶边坡比 直线形边坡具有更好的整体稳定性,特别是在处理高 边坡问题时,在坡体中部设计宽平台,可以将一个高边 坡化解为两个以上相对独立的边坡段,控制边坡体积 规模,以减少坡脚应力集中发展,达到分解高大边坡的 目的[7]。宽平台的这种作用机制称为分解效应。 2. 1 最优平台宽度的确定
0. 30
开展不同宽度平台组合下边坡潜在滑面的快速搜索, 在图 2 所示的边坡第 5 级坡顶设宽平台,起始宽度为 12 m,并以 2 m 递增平台宽度,得到边坡稳定安全系数 随平台宽度变化曲线,如图 3 所示。
在边坡坡形坡率设计的多方案计算论证中发现, 采用工程类比法和相应规范提出的常规平台宽度及坡 率建议值确定的边坡坡形,即使采用全坡面锚固设计 也难以保证施工过程稳定及永久安全。因此,结合边 坡地形特征提出了宽平台分解设计方案,确定了坡形 坡率设计总体方案,如图 2 所示,采用了上缓下陡的折 线坡形,分 10 级刷方。坡率设计为第 1 级 1∶ 1. 0,第 2 ~ 3 级 1∶ 1. 25,第 4 ~ 10 级 1∶ 1. 5。在常规平台 2 m 宽 度的前提下,在边坡中段第 5 级坡顶设置宽为 12 m 的 平台,并利用挖方堑顶的宽缓台地将总高 110 m 的斜 坡划分为上、中、下三段。
为进一步研究大型土坡宽平台分解效应的力学机 理,采用弹塑性有限元程序 Phase2 对该宽平台设置方
2014 年第 1 期
陈国俊等: 大型土坡宽平台优化设计研究
69
案进行模拟分析。图 5 和图 6 分别给出了分解平台宽 度 22 m 时坡体内剪切应变及塑性区的分布云图。
图 5 22 m 宽平台边坡剪切应变云图
铁道建筑
2014 年第 1 期
Railway Engineering
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文章编号: 1003-1995( 2014) 01-0067-05
大型土坡宽平台优化设计研究
陈国俊1 ,王 浩1 ,泮 俊2 ,赵 耀1 ,陈秀晖2
( 1. 福州大学 环境与资源学院,福建 福州 350108; 2. 中国公路工程咨询集团有限公司 中咨华科交通建设技术有限公司,北京 100195)
图 1 边坡场区地形地貌
收稿日期: 2013-09-08; 修回日期: 2013-11-09 基金项目: 国家自然科学基金 ( 41002127 ) ; 交通运输部建设科技项目
( 201331849A130) ; 福建省交通科技项目( 201242) 作者简介: 陈国俊( 1988— ) ,男,福建龙岩人,硕士研究生。
摘要: 对一大型土坡加固设计的宽平台设置宽度、最优位置、多个宽平台组合方案及其实施效果进行优 化分析,揭示了边坡宽平台分解效应的力学机理和演化规律,得出以下结论: 通过在大型边坡中部设置 宽平台,将其潜在整体剪切变形带分解成相对独立的非贯通剪切带,可将边坡整体失稳机制转化为被宽 平台分割形成的若干块体的局部失稳,从而实现宽平台的分解效应; 随着分解平台宽度递增,边坡整体 稳定度稳步提高,当宽平台增至一定宽度以后,边坡稳定安全系数趋于稳定,可据此确定最优平台宽度; 宽平台的高度位置选择在边坡中上部实施效果较显著,当宽平台位置过于靠下时常常难以发挥作用; 多 个宽平台组合效果与边坡坡体结构特征、宽平台的设置宽度、设置位置和设置个数等因素有关,实际工 作中需要大量的计算对比综合确定; 宽平台设置方案可以采用较少的加固工程量使边坡支护取得更好 的实施效果,并且更有利于保证边坡实施过程中的安全。 关键词: 大型边坡 稳定性 宽平台 分解效应 中图分类号: U416. 1 + 4 文献标识码: A DOI: 10. 3969 / j. issn. 1003-1995. 2014. 01. 19
图 3 边坡稳定安全系数随平台宽度变化曲线
由图 3 可见,平台宽度与稳定安全系数的关系呈 “双段线性”特征。当分解平台宽度 < 22 m 时,随着平 台宽度递增,边坡稳定安全系数 Fs 由 12 m 宽平台的 0. 98,呈近似线性增长趋势; 当平台宽度增大至 22 m 时,Fs 达到最大值 1. 02; 进一步加宽平台后,边坡稳定 系数略低于 1. 02,呈平稳波动状态。
图 7 不同位置设置宽平台时最优平台宽度及 稳定性计算结果( 单位: m)
图 6 22 m 宽平台边坡塑性区分布云图
由图 5 和图 6 可知: 边坡坡脚以压剪破坏为主,沿 基覆界面向上部延伸发展,坡顶以张剪破坏为主,沿基 覆界面向下部延伸发展,但两者未连通形成整体破坏 面; 在中部分解宽平台内侧形成局部拉张屈服区,并与 坡脚压剪破坏面呈连通趋势。潜在最不利破坏面体现 为边坡下段局部滑动和边坡整体滑动并存,且局部滑 动稳定度稍低,与采用 Slide 软件计算的结果十分吻 合。说明在边坡中部设 22 m 宽平台时,在该大型土坡 内确实可以实现明显的分解效应,且存在最优宽度值。 2. 2 最优平台位置的确定
表 1 边坡土层计算参数
土层
重度 / 黏聚力 / 内摩擦角 / 弹性模量 /
( kN / m3 ) kPa
( °)
MPa
泊松比
坡积粉质黏土 17. 5 29. 5
20. 0
50
0. 35
含碎石粉质黏土 18. 5 30. 0
25. 1
100
0. 32
残积砂质黏性土 18. 3 35. 3
23. 7
150
总体而言,路堑边坡平台宽度的设计往往根据规
范要求进行常规设定,较少就宽平台对边坡稳定性的 影响和定量评价开展系统研究,本文以一大型土坡为 例,开展宽平台设计方案优选分析和机理研究。
1 研究工点概况
本文研究实例为典型丘陵坡地,地形概貌见图 1。 工程勘察查明场地土层主要是风化深度 40 ~ 50 m 的 凝灰熔岩残坡积土。由于坡脚国道和民房建设的开挖 作用,已形成小型路堑坍滑和较大规模的圆弧滑动,场 地地质环境较为脆弱,边坡稳定性较差。
传统的路堑边坡设计一般采用分级挖方的方案, 单级高度为 8 ~ 10 m,级间设 1 ~ 3 m 平台。台阶的设 置有利于边坡养护及地表排水,并可加强对崩塌落石 的停积作 用[4]。 周 应 华 等[5] 对 均 质 边 坡 分 级 开 挖 宽 平台设计因子相关性和宽平台优选值进行了研究; 言 志 信 等[6] 研 究 了 多 级 平 台 宽 度 对 边 坡 地 震 动 力 响 应 及破坏机制的影响。
总之,多级宽平台组合分解效应的实现与边坡坡 体结构特征、平台设置的位置和宽度等因素有关,实际 工作中需要经过大量计算对比综合确定。 2. 4 宽平台设计效果评价
对该研究案例拟采用卸载刷方并结合单孔拉力 700 kN 级预应力锚索框架进行加固,分别按常规平台 分级刷方加固、单宽平台刷方加固和双宽平台刷方加 固 3 个方案进行加固效果检算分析,以定量校核和对 比宽平台设计效果。
为确定大型土坡宽平台的最优设置位置,在第 4, 6 级 2 个不同位置分别设置宽平台,研究边坡潜在破 坏机制和稳定状态的变化规律。
在第 4 级坡顶设置宽平台时最优平台宽度及边坡 稳定性计算结果见图 7( a) ,研究发现在第 4 级坡顶位 置无论如何增加平台宽度,边坡均表现为整体失稳破 坏,基覆界面对边坡的变形破坏模式产生明显的控制 效益,但宽平台的分解效应难以实现。
图 8 典型双宽平台组合方案示意
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铁道建筑
经过多方案计算对比,可以实现宽平台分解效应 的平台宽度区间如图 9 所示,图 10 给出了 A,B,C 3 种方案边坡安全系数的动态变化。
图 9 宽平台有效分解区域示意
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图 10 双宽平台方案安全系数对比
由图 9 及图 10 可见: A 类宽平台组合方案在宽度 变化范围内最不利破坏面均为整体破坏,无法实现宽 平台的分解,其安全系数初期增长较迅速,平台宽度增 至 12 m 以后则增长较缓慢。B 类宽平台组合方案在 平台宽度 13 ~ 14 m 时产生明显的分解作用,其安全系 数呈台阶式增长趋势; C 类宽平台组合方案在平台宽 度 11 ~ 14 m 时产生分解作用,随边坡平台宽度递增, 安全系数呈近似线性递增趋势,最终安全系数也最高。
常规平台分级刷方加固方案详见图 11 ( a) 所示, 在边坡第 1 级设置挡墙与系统锚杆,第 2 ~ 5 级满布 4 级预应力 锚 索 框 架,并 实 施 坡 脚 排 水 工 程 后,Fs = 1. 215。
当边坡平台宽度 < 22 m 时,最不利滑面均表现为 堑顶拉裂、沿基覆界面滑动和坡脚剪出的整体失稳; 当 平台宽度增大至 22 m 时,潜在最不利滑面转变为由坡 脚向上延伸至宽平台中后部拉裂的下段坡体圆弧形破 坏( 如图 4 所 示) ,为 局 部 破 坏 面,稳 定 安 全 系 数 为 1. 02,相 应 由 堑 顶 贯 穿 至 坡 脚 的 整 体 破 坏 面 Fs = 1. 027 > 1. 02,即局部稳定性低于整体稳定性; 平台宽 度继续增大后,潜在最不利滑面均在宽平台下部的局 部坡体内产生。
我国东南沿海丘陵山区广泛分布全风化花岗岩类 风化壳,埋深 1. 5 ~ 40. 0 m[1]。近年来,随着高速公路 和高速铁路建设快速发展,为满足高等级线型设计要 求,在巨厚层花岗岩或凝灰熔岩风化壳内大填大挖,形 成较多 50 m 以上的大型土质边坡。这种边坡体积巨 大,受施工 过 程 扰 动 较 大,由 于 常 伴 生 施 工 工 作 面 受 限、锚固力不足等问题,尚难以提供与其规模相称的加 固技术以 实 现 对 边 坡 稳 定 性 的 可 靠 控 制[2-3]。 因 此, 采用在边坡关键部位设置宽平台,以分解高大边坡,并 加强边坡关键 部 位 的 变 形 控 制,体 现 边 坡 防 护“有 的 放矢、主次分明”的设计思路。