中国地质环境监测院
中国地质灾害防治工程行业协会
主办

某砂岩顺层挖方高边坡治理工程施工期变形特征与工程效果评价

朱彦鹏, 施多邦, 段新国, 吴林平, 王桢, 吕向向, 滕振银. 某砂岩顺层挖方高边坡治理工程施工期变形特征与工程效果评价[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2023, 34(2): 111-119. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.202202012
引用本文: 朱彦鹏, 施多邦, 段新国, 吴林平, 王桢, 吕向向, 滕振银. 某砂岩顺层挖方高边坡治理工程施工期变形特征与工程效果评价[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2023, 34(2): 111-119. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.202202012
ZHU Yanpeng, SHI Duobang, DUAN Xinguo, WU Linping, WANG Zhen, LYU Xiangxiang, TENG Zhenyin. Deformation characteristics and engineering effect evaluation of a sandstone bedding excavation high slope treatment project during construction[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control, 2023, 34(2): 111-119. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.202202012
Citation: ZHU Yanpeng, SHI Duobang, DUAN Xinguo, WU Linping, WANG Zhen, LYU Xiangxiang, TENG Zhenyin. Deformation characteristics and engineering effect evaluation of a sandstone bedding excavation high slope treatment project during construction[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control, 2023, 34(2): 111-119. doi: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.202202012

某砂岩顺层挖方高边坡治理工程施工期变形特征与工程效果评价

  • 基金项目: 国家自然科学基金(51978321);教育部长江学者创新团队支持计划项目(IRT_17R51)
详细信息
    作者简介: 朱彦鹏(1960-),男,甘肃庆阳人,教授,博士生导师,主要从事支挡结构方面的科研工作。E-mail:zhuypl@163.com
    通讯作者: 施多邦(1995-),男,甘肃永登人,硕士研究生,主要从事支挡结构方面的研究。E-mail:1791170508@qq.com
  • 中图分类号: P642.22

Deformation characteristics and engineering effect evaluation of a sandstone bedding excavation high slope treatment project during construction

More Information
  • 为了研究砂岩顺层挖方高边坡支护工程施工期间及施工后的边坡变形规律和治理工程效果,文章依托北京某边坡支护项目,对边坡在施工过程中的锚索轴力及边坡位移进行监测分析,结果表明:锚索轴力变化主要分为加速损失阶段、波动阶段以及持续稳定趋变阶段;锚索轴力变化可以很好地反映坡体内力的变化情况;坡顶水平位移和竖向沉降的变化,可以反映边坡深层位移的变化规律和边坡的稳定性;框架预应力锚索抗滑桩组合支护体系应用于砂岩顺层挖方高边坡的支护时,具有较好的支护效果。采用有限元分析软件,模拟该砂岩顺层挖方高边坡的开挖支护过程发现:随着边坡的开挖,坡体位移沿着软弱滑动面向坡角发展,边坡稳定性降低。将监测结果与模拟结果对比分析,发现二者的变化趋势基本一致,证明了该边坡的支护体系能有效地控制边坡的变形。研究成果能为以后类似边坡的设计施工提供参考。

  • 加载中
  • 图 1  边坡加固前照片

    Figure 1. 

    图 2  高边坡施工现场照片

    Figure 2. 

    图 3  测点立面图布置图

    Figure 3. 

    图 4  监测点剖面布置图

    Figure 4. 

    图 5  坡顶锚索轴力时程曲线图

    Figure 5. 

    图 6  坡顶水平位移时程曲线图

    Figure 6. 

    图 7  坡顶沉降位移时程曲线图

    Figure 7. 

    图 8  坡顶水平位移与锚索轴力时程关系曲线

    Figure 8. 

    图 9  有限元数值模型

    Figure 9. 

    图 10  前四级支护完毕坡体变形云图

    Figure 10. 

    图 11  前六级支护完毕坡体变形云图

    Figure 11. 

    图 12  抗滑桩施工完成后坡体变形云图

    Figure 12. 

    图 13  不同工况下边坡稳定性系数

    Figure 13. 

    图 14  坡顶锚索模拟值与监测值对比分析图

    Figure 14. 

    图 15  坡顶水平位移模拟值与监测值对比分析图

    Figure 15. 

    图 16  坡顶沉降模拟值与监测值对比分析图

    Figure 16. 

    表 1  支护参数及说明

    Table 1.  Support parameters and description

    坡级锚索支护参数
    八级坡6Φ15.2,l=26 m,l锚=10 m,设计轴力672 kN
    七级坡6Φ15.2,l=28 m,l锚=10 m,设计轴力672 kN
    六级坡6Φ15.2, l=27 m,l锚=10 m,设计轴力672 kN
    五级坡6Φ15.2,l=22 m,l锚=10 m,设计轴力672 kN
    四级坡8Φ15.2,l=47.5 m, l锚=10 m,设计轴力672 kN
    三级坡8Φ15.2,l=34.5 m,l锚=10 m,设计轴力672 kN
    二级坡8Φ15.2,l=31 m,l锚=10 m,设计轴力672 kN
    抗滑桩8Φ15.2,l=41 m,l锚=10 m,设计轴力672 kN
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    表 2  场地土层主要物理力学参数

    Table 2.  The main physical and mechanical parameters of the soil layer of the site

    材料名称厚度
    /m
    重度
    /(kN·m−3
    泊松比
    黏聚力
    /kPa
    内摩擦角
    /(°)
    碳质砂岩>8027.20.2518.038.0
    滑面/24.50.3011.028.0
    薄弱面/20.00.2512.030.0
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    表 3  结构主要计算参数表

    Table 3.  Structure main calculation parameter table

    参数抗滑桩自由段锚固段框架梁
    重度
    /(kN·m−3
    2567.60×10639×10625
    弹性模量
    /(kN·m−2
    3.25×107弹性模量与
    截面的乘积为
    1.42×105 kN
    2.06×1083.25×107
    尺寸3 m×2 m直径0.13 m0.18 m×0.16 m
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    表 4  具体施工步骤

    Table 4.  Specific construction steps

    步骤说明
    工况1初始地应力分析
    工况2八级坡开挖
    工况3八级坡施工框架预应力锚索
    工况4七级坡开挖
    工况5七级坡施工框架预应力锚索
    工况6六级坡开挖
    工况7六级坡施工框架预应力锚索
    工况8五级坡开挖
    工况9五级坡施工框架预应力锚索
    工况10四级坡开挖
    工况11四级坡施工框架预应力锚索
    工况12三级坡开挖
    工况13三级坡施工框架预应力锚索
    工况14二级坡开挖
    工况15二级坡施工框架预应力锚索抗滑桩施工
    工况16施工抗滑桩预应力锚索
    工况17开挖到坡底
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出版历程
收稿日期:  2022-02-11
修回日期:  2022-05-28
刊出日期:  2023-04-25

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