论文部分内容阅读
岩土体是一种复杂的结构材料,具有非均质性、各向异性、流变性及受外界环境(水、温度、风等)影响显著的特点,特别是省级干道公路路堑边坡受载重车辆振动影响尤为敏感。随着公路建成服役时间的推移,运营期公路边坡的稳定性不断下降,从而出现各种类型的变形破坏现象,影响公路安全。本文以姜眉公路(汉中段)沿线路堑边坡为研究对象,通过资料收集、现场调研、现场试验、理论分析及数值模拟等手段,对姜眉公路(汉中段)运营期沿线路堑边坡稳定性进行了研究,取得了如下研究成果:(1)研究得到姜眉公路(汉中段)运营期边坡的变形破坏类型、特征及影响因素。通过现场调研,姜眉公路(汉中段)路堑边坡变形破坏类型主要有崩塌、落石、顺层滑动、楔形体滑动,影响其稳定性的影响因素有坡高、坡度、基岩岩性、降雨量、运营时间、车辆振动。通过分析统计得到了影响姜眉公路(汉中段)沿线坡体稳定性的两个主要因素为运营时间和车辆振动。(2)研究得到载重车辆振动引起坡体振动加速度衰减规律。通过现场试验,得到车辆动荷载作用下姜眉公路(汉中段)沿线路堑边坡车辆振动加速度空间衰减规律;并通过傅里叶变换得出了车辆振动引起姜眉公路(汉中段)沿线坡体的频谱变化规律。(3)研究得到基于动载条件的边坡损伤衰减规律和稳定性计算方法。以振动加速度作为损伤变量,提出平均损伤度的概念,建立了加速度衰减空间模型,得到了平均损伤度随坡体空间距离的衰减规律。考虑车辆动载作用下岩体结构损伤演化规律,建立了考虑车辆振动损伤的边坡稳定性系数计算方法,结合LB14案例得到了不同振动次数时的边坡稳定性系数。(4)研究得到了姜眉公路(汉中段)运营期路堑边坡的蠕变规律。考虑边坡的时间效应,借助FLAC 3D有限元软件,得到不同坡高、坡角、蠕变时间下坡体的最大位移量和坡体最大剪应变增量。在此基础上,借助MATLAB中的ones函数自建脚本建立了最大位移量和最大剪应变增量与坡高、坡角、蠕变时间的一元三次表达式。该研究有利于姜眉公路(汉中段)沿线坡体的失稳评价,也可以为汉中地区类似坡体运营期的稳定性研究提供参考。