【摘 要】
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目前,现有研究主要关注植被护坡的水文效应和力学效应,对植被护坡中根系的受力特征及其作用下边坡稳定性方面的研究较少,因此本文依托贵州省某高速公路匝道右侧边坡滑坡治理工程,采用实地调研与数值模拟相结合的方法,对比分析了不同护坡方案下边坡的应力、塑性区、根系应力应变等特征,确定了开挖-锚杆框架梁-狗牙根联合治理的护坡方案,探讨了不同降雨条件下狗牙根浅表层护坡中植被根系的受力特征及其作用下边坡的稳定性特性
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目前,现有研究主要关注植被护坡的水文效应和力学效应,对植被护坡中根系的受力特征及其作用下边坡稳定性方面的研究较少,因此本文依托贵州省某高速公路匝道右侧边坡滑坡治理工程,采用实地调研与数值模拟相结合的方法,对比分析了不同护坡方案下边坡的应力、塑性区、根系应力应变等特征,确定了开挖-锚杆框架梁-狗牙根联合治理的护坡方案,探讨了不同降雨条件下狗牙根浅表层护坡中植被根系的受力特征及其作用下边坡的稳定性特性,获得的主要成果如下:(1)探讨了贵州省某高速公路匝道右侧边坡发生滑坡失稳破坏机制。采用现场实地调研测量结合边坡稳定性理论的方法,计算得到了该边坡治理前的稳定性状态,分析了边坡潜在滑体的发展趋势及破坏模式。(2)提出了开挖-锚杆框架梁-狗牙根联合治理高速公路匝道右侧边坡的方案。基于高速公路匝道右侧滑坡工程地质和水文地质等条件,并结合当地气候条件、植被分布情况及植被生长特性等因素综合考虑提出了开挖治理、开挖-锚杆框架梁治理、开挖-锚杆框架梁-狗牙根联合治理三种护坡方案,并利用Midas GTS-NX数值模拟软件获得了三种护坡方案中边坡应力应变及稳定性系数等特征。结果表明:开挖-锚杆框架梁-狗牙根联合治理下边坡安全稳定性系数为1.68247,较开挖-锚杆框架梁治理方案稳定性系数提升了8.1%,较单一开挖治理安全稳定性系数提升了22.33%,这充分体现狗牙根起到了加固边坡浅表层的作用,且三种治理方案均能在不同程度上减小边坡的最大剪应力和最大主应力数值,使滑坡的滑动区域下移且不贯通,塑性变形区域变小,边坡上部分潜在破坏区域面积变小且位置下移。(3)揭示了降雨时长对植被护坡根系受力特征和边坡稳定性的影响规律。基于开挖-锚杆框架梁-狗牙根联合治理方案,开展了降雨工况分别为初始水头、降雨5h、降雨10h下的边坡稳定性数值模拟研究。结果表明:降雨-开挖-锚杆框架梁-狗牙根联合治理下边坡安全稳定性系数较开挖-锚杆框架梁-狗牙根联合治理时安全稳定性系数下降了19.01%;降雨时间对狗牙根根系坡表应力应变分布有显著性影响,其中一、二、三级边坡中间列外侧根、内侧根及主根随降雨时间的增加根系最大应力均呈现衰减的变化规律,平均衰减在20%左右;随着降雨持续时间的增加,边坡表面孔隙水压力逐渐增大;发现降雨条件下三种护坡方案的边坡安全系数会随着降雨时间的增加而平均衰减18.86%。(4)开展了开挖-锚杆框架梁-狗牙根联合治理滑坡的工程应用,应用效果主要通过技术对比分析、经济对比分析和现场治理效果对比分析体现出来。结果表明:在技术方面开挖-锚杆框架梁-狗牙根联合治理方案不仅可以提高边坡稳定性,而且施工工艺相对简单、便于操作;在经济方面成本较低,经济效应显著;在现场治理效果方面治理前后效果明显。
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