道路软岩边坡设计分析

2015-08-27 130 0

  随着我国施工技术的不断成熟,在道路工程领域取得了很大的突破。尽管如此,在设计中仍然存在一定的缺陷,例如设计方案的合理性没有一个科学的评价标准为参照,进而使得设计过程中存在诸多问题。
 
  一、软岩边坡的几何影响
 
  采取变软化模型是本文采取的主要材料破坏模式,边坡岩体被切分为单元结合体,这些单元结合体具有一定的结构,且岩性具有单一性。在对力学参数进行设计时应移动分析边角,并对起坡岩体自身弹性模量以及坡脚位移之间的关系进行确定,以实现加强软岩边坡设计过程中与参数中岩体自身参数和岩体力学的联系。根据相关研究成果表明,10~50m是坡的主高大致高度范围,而10~100cm为宽度的大致范围。此外1~11GP为软岩边坡的大致岩体岩性模量范围,软岩边坡自身的泊松比大致为0.33~0.41的范围内。岩体力学和岩体坡脚位移之间的关系可以通过对顺坡、反坡以及水平层理这三种情况进行分析并计算其模拟结果而得出,从本质上来讲这三种情况的变化规律高度一致,因此,在这三种情况下的坡脚位移可取平均值,通过计算然后集中处理。实践证明,正向函数可以代表坡高和坡脚位移之间的关系。
 
  二、道路边坡上破坏的主要类型
 
  根据有关研究可以发现,轻微破坏、重度破坏以及局部破坏为岩石边坡的主要破坏类型。具体介绍如下:局部产生剥落或存在少量的碎落情况于半坡表面属于轻微破坏的特点,其中造成轻微破坏的主要因素有岩石风化、软弱夹层崩解等。这种类型的边坡破坏通常会在坡脚位置会有较多且松散的岩石堆积,导致植被被覆盖。坡体相对干燥,但边坡的形态以及平整性由于此产生大的影响,因此不进行防护一般也不会出现问题;局部破坏相比前者存在的问题略大,部分碎块会产生于边坡表层内部,或者发生表层碎落、局部地区倾斜崩塌等,通常能够对固定深度或固定局域所在边坡最原始的形态进行改变,因此,为处理此问题,保护、喷锚以提高防护措施的稳定性是非常必要的;重型破坏的主要表现为原始的边坡无法保持自然状态,边坡的全部范围内都有可能存在块体的破坏。在设计以及施工中针对这种情况修筑明洞且以绕避、重型支挡的方式是一种有效措施。
 
  三、软岩边坡的坡度设计
 
  通常直线型设计、折线型设计以及台阶型设计为常见坡型设计,关于如何选用坡型设计方案应结合施工现场实际情况,并可以通过分析设计与施工两个角度可以得出,最简单的坡型设计类型为直线坡,针对出现不均一的坡岩体情况,选择坡型时必须根据实际的变化特性。其中回弹值、回弹比以及边坡长为坡岩边坡坡度设计的主要影响因素。岩体的破碎程度、岩体的力学性质与强度也与岩体中的块度有着十分密切的联系。在边坡设计时,弹性木梁和泊松比具有独立性变量,选取其中一个就足以满足实际边坡设计的设计要求。通过细致的研究表明,由于弹性模量与边坡坡高对于坡度设计具有十分重要的联系,因此为软岩边坡设计的主要影响因素。在实际设计过程中,稳定边坡的总数量在坡度增加的情况下会小于基本稳定边坡的数量,实际施工中,一般55°为稳定边坡的分布范围,坡度与动弹性模量成正比例关系。随着坡度的增加,基本稳定的边坡数量会大于稳定边坡数量,且差值明显。在正常施工条件下,稳定边坡的分布大致为55°之内,且坡高与坡度成反比,使得坡高与基本稳定边坡实际数量成正比。关于坡度与弹性模量在设计中的计算,为确保实际定义区域内的数据具有一定的均匀性,以便于后续计算分析和相关的回归分析,多元化的回归分析弹性模量是十分必要的,同时还应结合实际分析情况总结相关公式。经过上述数据的分析的我们可以得出,弹性模量在坡高一定的情况下雨设计坡度成正比,若实际弹性模量超出了范围制定的数值,那么边坡坡度的平缓性会明显增加。设计坡度的变低与坡高增加有着直接的影响,若坡高数值超过额定范围内的数值,坡度的平缓性也会得以提高。经过实际检验我们可以得出,在软岩边坡设计工程中利用弹性模量与坡高这两个因素具有一定的可行性。上述分析显示,所有变量与公式都需要服务于设计,然而,经过实践经验表明,边坡设计不能过于理想化,通常设计结果会与实际情况有一定的差异,其中地下水为主要影响因素。边坡实际坡度会受到地下水对岩体的软化作用的影响,因此地下水对边坡的影响是边坡设计中需要考虑的因素之一。目前,尽管我国对于地下水对边坡的影响规律有一定的认识,然而相应的有效措施却正在研究之中。
 
  四、边坡稳定性研究方法概述
 
  随着道路交通质量要求越来越高,山区道路工程标准随着提高,出现岩质边坡的情况必然无法避免。这些边坡的稳定性对于路线的正常修建与运营有着很大的影响,且决定了投资路线与线路方案。由于道路工程与投资受到实际情况的限制,通常情况下边坡的勘探并不全面与细致,且评价不具有稳定性。边坡是一个动态系统,具有受到的影响因素较多,非线性与不确定性等特点。分析与评价其稳定性对于边坡工程是工程师们的重要课题。通常边坡稳定性研究主要有工程类比法、统计分析法、极限平衡法、其他数值方法以及地质力学模型试验法等。边坡岩体质量评价标准也各有不同,最早国内外岩体质量评价方法为针对地下工程情况的,而随着工程领域的不断扩大,其受重视程度越来越高,地下工程的运用逐渐发展到边坡工程与基础工程。
 
  五、结语
 
  随着我国经济的不断发展,道路软岩边坡设计的水平越来越高。然而,在设计中仍然存在诸多问题,设计者过度依赖以往设计经验或者没有结合实际地质情况都是存在的主要问题。针对这些问题,我们应积极探索并不断改进设计方案,提出有效措施,确保道路软岩边坡的稳定性得以有效提高,促进我国道路交通事业的稳步发展。
 
  参考文献
 
  [1]邹健.道路软岩边坡设计浅析[J].中华民居,2014(27).
 
  [2]贠永峰,王飞.浅析某软岩路堑边坡治理[J].中国安全生产科学技术,2012(6).
 
  [3]邱恩喜.道路软岩边坡设计研究[D].西南交通大学,2009.

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