宽平台对路堑高边坡稳定性的安全调控机制

作者

李靖
单位

中铁第四勘察设计院集团有限公司
摘要

为弄清宽平台对路堑高边坡的安全调控机制，依托坡顶产生多条裂缝的高速公路路堑高边坡，设计2,3,5,7,10 m宽度平台、1级坡-7级坡不同宽平台位置极限平衡法2D工况，利用稳定性分析确定最佳平台宽度和位置。设计2,5,10 m不同平台宽度和位置FLAC3D工况，利用对比不同工况水平位移、剪应变和塑性区云图，揭示宽平台的路堑高边坡安全调控机制。结果表明：宽平台位置-稳定性系数曲线外侧高点和低点包络线为4级坡位置5 m宽平台曲线和7级坡2 m宽平台曲线，平台宽度-稳定性系数增幅曲线增幅脉冲最大的是5 m宽平台，路堑高边坡稳定性揭示的平台最优宽度5 m,设定在4级坡平台位置最佳。2 m平台和设计坡率下路堑高边坡在开挖到2级坡形成3级贯通滑面、开挖至1级坡形成4级贯通性滑面，即开挖至3级坡坡体尚能保持整体稳定，开挖至2级坡或再往下则多级滑动整体失稳。5 m平台的塑性区和剪应变云图揭示仅在5级坡位置存在未贯通潜在滑面，相对于2 m和10 m平台的多级贯通滑移，5 m宽平台的阻断机制显著；开挖完成后的最大水平位移5m宽平台6.0 mm<10 m宽平台20.9 mm<2 m宽平台36.5 mm,说明4级坡设定5 m宽平台对于路堑高边坡的安全调控效果最佳。宽平台对于路堑高边坡的安全调控在于阻断机制、消能机制和减滑增阻增稳机理。加固效果排序为2个5 m宽平台>1个5 m宽平台>1个10 m宽平台>2 m宽平台，平台宽度不是越大越好，依托条件下设置5 m宽平台为宜，条件允许也可以考虑间隔设置5 m宽平台。合理设定5 m宽平台可有效改善路堑高边坡的稳定性。
关键词

路堑高边坡平台宽度宽平台位置稳定性变形特征安全调控机制
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目(52179117,51778609)；中铁第四勘察设计院集团有限公司重点研发计划项目(2020K045)；
文章目录

0 引言
1 典型路堑高边坡
1.1 典型路堑边坡
1.2 计算方案
2 基于极限平衡法的平台最优参数
2.1 平台宽度对稳定性的影响
2.2 宽平台位置对稳定性的影响
3 宽平台对路堑高边坡调控机制
3.1 路堑边坡变形特征
3.2 宽平台对路堑高边坡调控机制
4 宽平台对路堑高边坡的增稳机理
4.1 宽平台对高边坡的增稳机理
4.2 宽平台高边坡加固
5 结论
引用格式

李靖.宽平台对路堑高边坡稳定性的安全调控机制[J].西安科技大学学报,2022,42(06):1163-1171.DOI:10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2022.0614.