绥大高速路堑边坡失稳原因及治理措施评价研究

作     者：刘俊辰 

作者单位：东北林业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：石振武

授予年度：2024年

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：路堑边坡 失稳原因 边坡治理 方案优选 治理效果评价 

摘      要：绥大高速施工过程中,部分开挖路段的路堑边坡出现了明显的层间水病害,同时还伴随出现局部滑塌的情况,边坡具有重大安全隐患,所以选择合理的治理措施对其进行防治就显得尤为重要。为实现这一目标,本文深入分析了病害的产生原因和边坡的稳定状况,并据此提出了多种治理措施,通过比选得出了最优治理措施并加以运用。之后,本文还结合现场监测数据对边坡治理效果进行了综合评价。 首先,本文通过现场勘探以及查阅研究区域的3D卫星地图,明确了层间水出露是由于路堑开挖过程破坏了坡体内部水体的原始渗流路径所导致。通过室内试验测定了边坡内部土体的基础物理指标,验证了土体的特殊性质,将“黄土确定为具有分散性的黏土质砂,“灰土为不具备分散性的淤泥质粉质黏土,同时还揭示了边坡土体在冻融循环下抗剪强度和渗透系数的变化情况。 其次,本文依据现场两处典型截面的监测结果,对坡体变形和内部水分场变化进行了分析,其中监测内容包括:内部侧向变形、内部沉降变形、表层土体变形、孔隙水压力变化、土壤湿度变化五个方面,通过分析得出了“绥大高速路堑边坡稳定性较差,分散土是造成该问题的内因,层间水是诱因的结论。 再次,本文在现场监测的基础上,利用试验数据进行绥大高速路堑边坡在冻融和降雨作用下的数值模拟,在验证模拟结果的合理性后,分析了不同工况下边坡内部水分场的变化规律,并计算了耦合水分场变化的边坡安全系数,结果表明两截面只有在冻融初期能够保持暂时稳定的状态,之后随着冻融加剧以及降雨作用,边坡安全系数明显下降,边坡转为欠稳定状态。 最后,本文依据现场监测结果以及模拟结果,提出了“锚杆格子梁防护+植草护坡+外部排水+护脚挡墙和“支撑渗沟防护+植草护坡+内部盲沟排水+外部截水+护脚挡墙两种综合治理措施,并利用灰色模糊多属性群决策模型对治理措施进行比选,得出后者在技术可行性、安全可靠性、稳定持久性、排水性、工期、造价、生态等方面具有明显的优势。之后,本文依据治理后的监测数据,利用层次分析法对治理效果进行评价,得出绥大高速路堑边坡的治理效果评价等级为I级,即:后续破坏具有较强的收敛趋势,治理效果优秀。