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1、法，在地震工程的理論研究和工程實際得到廣泛的應 0 引 言 用?；诖?，本文采用振動臺試驗研究，分析在不同 1 2地震烈度、地震類型及泥化夾層含水量變化等因素作 汶川地震公路支擋結構震害調查表明，邊 用下錨索（桿）支護結構拉筋軸力的動力特性。 坡框架錨固體系震害主要分為傳力主體震害、框架 震害以及坡面承載力和坡面防護問題，其最終的影 1 振動臺試驗 響因素都是錨桿的錨固力或錨索預應力的損失，從 3 1.1 振動臺概況 而影響防護工程的效果。賴杰等通過FLAC3D建 本次試驗在中國核動力研究設計院振動臺試驗 立了一個預應力錨索支護邊坡模型，研究了地震作 4 大廳進行，試驗設備為6自由度（沿3軸平。
2、動和繞 用下邊坡動力響應，葉海林等通過振動臺試驗研 3軸轉動）6m6m地震模擬試驗臺，主要包括如下 究了預應力錨索支護巖質邊坡在地震作用下的動力 特性：臺面最大負載 600kN，水平向最大位移 響應。目前，對靜力下邊坡預應力錨索計算方法和 150mm，垂直向最大位移100mm，滿載時水平向 預應力損失研究較多，但是地震作用下預應力錨索 最大加速度1g，垂直向0.8g，空載時水平向最大加 抗震性能的研究很少，且邊坡預應力錨索地震動力 速度3g，垂直向2.6g，頻率范圍在0.180Hz。響應研究很少涉及預應力錨索的動力特性，有關地 震作用下邊坡預應力錨索動力響應、失效模式、抗1.2 相似設計 模型。
3、試驗中反傾巖質邊坡分級支護，底部采用 震設計研究幾乎空白，有待進一步深入的研究。 預應力錨索抗滑樁，上部第一級邊坡采用預應力錨 振動臺試驗是實驗室重現地震作用的重要手 索框架結構，坡率為1:0.5，第二級邊坡為錨桿框架段，由于產生的地震地面運動以及對結構物的作用 比較接近實際，因此是研究支護結構在地震作用下支護結構，坡率為1:0.75，邊坡由預制的模塊（重 破壞機理、破壞模式、評價結構抗震能力的重要方晶石:砂子:石膏:水=1:0.2:1:0.2的比例攪拌壓實制 反傾巖質邊坡框架錨固結構的動力響應試驗研究 1,22 馬洪生 付 曉 （1. 四川省交通運輸廳公路規劃勘察設計研究院 四川成都 610。
4、041； 2. 西南交通大學土木工程學院 四川成都 610031） 【摘 要】本文設計并完成了1:30尺寸的含泥化夾層的公路反傾巖質邊坡振動臺模型試驗，研究了EL Centro地震波、汶川-清平波和人工波作用下，預應力錨索（桿）拉筋軸力的動力響應規律。研究結果表 明：泥化夾層飽水后，不同高程處拉筋軸力的地震動力響應值均大于泥化夾層飽水前；拉筋軸力的最大值并 不是隨著輸入地震波峰值的增加而單調遞增的，在汶川波激振下，當PGA=0.3g時達到峰值；拉筋預應力的 損失值隨著高程的增加而增大，隨著輸入地震波峰值的增加而有收斂趨勢。 【關鍵詞】反傾邊坡；振動臺試驗；預應力錨索；軸力 【中圖分類號】TU4。
5、58 【文獻標識碼】A 【收稿日期】2015 07 20 【作者簡介】馬洪生（1974-），男， 山東鄒平人， 碩士研究生，高級工程師，主要從事公路工程地質及巖土工程勘察設 計工作。 - 1:1.1 1:1.25，一級邊坡級高 8m，設一級平臺寬 5 花崗巖殘積層路塹邊坡穩定性分 2m，坡面噴播植草防護。 邊坡高度 13m H 25m，按二三級設 析及防護措施 坡，邊坡坡率 1:1.1 1:1.25，一、二級邊坡級高 5.1 邊坡穩定性分析 810m，設一或二級平臺，平臺寬23m，坡面 從前面統計表看，花崗巖殘積層的抗剪強度指 設土釘墻+噴播植草防護，如圖2所示。 標凝聚力c 、內摩擦角 普遍。
6、較高，說明該類土具 kk 有粘性土及砂性土共同特點，邊坡開挖時，坡率大 多可以放陡，但長期暴露，在地表水沖刷和雨淋作 用下，又常常會失穩。這是由殘積層的特性決定 的，由于殘積層邊坡中存在大量的原生、次生結構 面，使土質不均一和各向異性，雨淋沖刷后，在土 質邊坡中經常會產生沿原生、次生結構面滑動情 況，結構面對邊坡穩定性起決定性作用。 通過調查，邊坡失穩的原因總結如下： （1）沿原生不利結構面產生破壞； （2）因邊坡開挖面大，氣候、氣溫變化，沿 風化裂隙等次生結構面產生破壞； 邊坡高度 H 25m者，按三四級設坡， （3）按c 、 計算設計的邊坡太陡，沿圓弧 kk 一、二級邊坡高各10m，邊坡坡。
7、率1:0.751:1，設 形滑動面產生破壞； 錨桿、錨索框架梁+客土噴播植草防護，設置邊坡 （4）坡面防護、綠化不及時，長期暴露、雨 平臺及碎落臺寬各 2 3m。三、四級邊坡高各 淋沖刷產生破壞； 8m，邊坡坡率1:1.251:1.5，坡面掛三維網噴播植 （5）施工不規范產生破壞。 草防護，如圖3所示。 實際施工中，邊坡的失穩，常常是幾種因素綜 合作用產生的，其中沿不利結構面破壞為主。 沿原生結構面破壞特征：這類邊坡失穩，以滑 動為主，與邊坡高度沒有直接關聯，而是取決于結 構面、開挖面的空間組合關系及結構面的強度，邊 坡失穩后的滑動面（結構面）光滑、平整，結構面 上常見幾毫米的高嶺土，貫通性好。
8、，滑體整體性 好，且多在降雨后產生滑動。 沿次生結構面破壞特征：邊坡失穩以坍塌為 主，無明顯滑動跡象，破壞面近直立、光滑，坍塌 高度一般510m，整體性好，每次清除后常會出現 二次坍塌，且多在開挖暴露時間長，雨季產生。 對于局部分布的高液限土殘積土邊坡，一般坡 5.2 邊坡防護措施率不陡于1:1.75，設置平臺寬度不小于3m。如地形陡 （1）設計時選擇合理的坡率，在勘察中，通 峻，不適宜放坡或不經濟，采用錨桿等加固措施。 過取樣試驗分析，結合區域內既有國、省道的坡 （2）設計時必須重視對花崗巖殘積土路塹邊 率，盡量控制土質邊坡總高度30m，確定了在對 坡的防護措施設計，施工中做到邊施工邊防護，。
9、盡 邊坡采取防護措施后的穩定坡率為：可能減少邊坡暴露面和暴露時間，避免產生工程滑 邊坡高度H13m，按二級設坡，邊坡坡率坡。 （下轉第25頁） 圖2 路塹邊坡防護圖a 圖3 路塹邊坡防護圖b 果園 坡積土（粉質粘土） 殘積層（礫質粘土） 土釘墻+客土噴播植草防護土釘墻+客土噴播植草防護 強-中風化粗?；◢弾r層 節N58 E/79 SE(75.3 ) 節N35 W/80 NE(74.5 ) 節N50 W/25 SW(10.9 ) 0.7515.000.75 10.00 土釘墻+噴播植草防護 1:1.25 1:1 掛三維網噴播植草 掛三維網噴播植草 樹林 坡積土(粉質粘土) 錨索框架梁內客土噴播植。
10、草 果園 錨桿框架梁內客土噴播植草 0.7515.250.75 10.00 1:0.75 1:1 1:1.25 23 殘積層 (礫質粘土) 8.00 8.00 1:1.5 節N48E/55 SE(53 ) 節N50W/87 NE(79 ) 強-中風化粗?；◢弾r層 西南公路2015年第4期西南公路 67 2.1 輸入地震波類型及峰值的影響 選取泥化夾層飽水后輸入地震波峰值為0.1g、 0.21g、 0.3g、 0.4g的 EL波、 WC波和 M波來比較 拉筋軸力變化的差異性。原型邊坡支護結構中預應 力錨索抗滑樁的張拉鎖定值為450kN，預應力錨索 框架梁支護結構中錨索的張拉鎖定值為270kN，該。
11、 節中錨索軸力的大小均為換算到原型后的數值。試 驗結果如圖7圖9所示。 （1）在輸入地震波峰值為0.1g時，三種類型 地震波作用下L1的軸力增加值比較接近，隨著輸入 地震波PGA的增加，錨索軸力的動力響應值在人工 波激振下最大，EL波最小。在WC波和EL波激振 下，錨索預應力的損失值隨著輸入地震波PGA的增 加基本呈線性遞減關系，且WC波的直線斜率小于 EL波，M波作用下錨索預應力損失值介于兩者之 間；在輸入地震波PGA0.21g時錨索預應力的損 失值相對較小，隨著輸入地震波PGA的增加錨索預 應力損失值明顯增大，尤其是PGA=0.4g時的EL地 震波作用下其預應力瞬時損失值達到43.9%。 。
12、（2）在WC波激振下，L3的拉筋軸力增長值 隨著輸入地震波 PGA的增加基本保持不變，在 EL波激振下呈線性增長關系。錨索預應力的損失值 隨著輸入地震波PGA的增加而增加但有收斂趨勢， 在EL波激振下的預應力損失值最大，WC波激振下 最小。 （3）在輸入地震波PGA0.3g時，L4的軸力 隨著輸入地震波峰值的增加呈線性增長關系，直線 斜率在EL波激振時最小，WC波激振時最大。 2.2 泥化夾層含水量的影響 泥化夾層飽水前、后的地震響應試驗結果如圖 10圖12所示。 （a）錨索軸力最大值 （b）錨索軸力最小值 圖7 L1測點的動力響應 （a）錨索軸力最大值 （b）錨索軸力最小值 圖8 L3測點的。
13、動力響應 圖9 L4測點的錨桿軸力最大值動力響應 （a）錨索軸力最大值 700 600 500 4000.1 0.2 0.3 0.4 錨索軸力最大值(kN) 激振加速度峰值(g) WCEl CentroM 500 400 300 200 錨索軸力最小值(kN) 0.1 0.2 0.3 0.4 激振加速度峰值(g) WCEl CentroM 400 350 300 250 錨索軸力最大值(kN) 0.1 0.2 0.3 0.4 激振加速度峰值(g) WCEl CentroM 300 200 100 0 錨索軸力最小值(kN) 0.1 0.2 0.3 0.4 激振加速度峰值(g) WCEl Cen。
14、troM 300 200 100 0 錨桿軸力最大值(kN) 0.1 0.2 0.3 0.4 激振加速度峰值(g) WCEl CentroM 700 600 500 400 錨索軸力最大值(kN) 0.1 0.2 0.3 激振加速度峰值(g) 泥化夾層飽水后泥化夾層飽水前 成）分層砌筑而成。試驗模型內部預設6個泥化夾 層，內部預埋小直徑PVC管用于對泥化夾層進行注 水，其材料由野外某場地巖質邊坡泥化夾層取樣之 后室內重塑得到。根據相似理論，選取幾何尺寸、 質量密度和地震加速度作為控制量，幾何相似比取 為30，模塊及泥化夾層模擬材料的物理力學參數見 表1。 （2）地震波加載制度 本次振動臺試驗共。
15、進行了泥化夾層飽水前及其 飽水后兩個臺次的測試，分別輸入汶川 -清平地震波 （以下簡稱WC波）、EL Centro地震波（簡稱EL 波）和人工波（簡稱M波）進行XZ雙向激振。泥 1.3 模型設計制作 化夾層飽水前，輸入地震波峰值分別為 0.1g、 （1）試驗模型及測點布置 0.15g、0.21g和0.3g，泥化夾層飽水后又另外增加 為監測地震作用下預應力錨索（桿）軸力的變 了地震波峰值為0.4g和0.6g兩種工況。在輸入地震 化，本次試驗在預應力錨索抗滑樁上（簡稱L1）， 波峰值發生變化時對模型進行白噪聲掃描，試驗中 第一級邊坡錨索框架底部和頂部（簡稱L2、L3） 水平方向加載的地震波形如圖5。
16、、圖6所示。 和第二級邊坡錨桿框架頂部（簡稱L4）共布置4個 拉壓力傳感器，具體位置及安裝完成后的示意圖如 圖2和圖3所示，制作完成后的模型如圖4所示。 2 預應力錨索（桿）軸力的地震響 應規律 為研究含軟弱夾層的高陡反傾巖質邊坡支護結 構在地震作用下錨索（桿）拉筋的動力響應特性， 本文從輸入地震波類型、峰值以及軟弱夾層含水量 變化等方面開展研究。 模塊泥化夾層 密度 3 (g/cm ) 彈性 模量 (MPa) 內摩 擦角 粘聚力 (MPa) 泊 松 比 抗拉 強度 (MPa) 抗壓 強度 (MPa) 內摩 擦角 粘聚力 (kPa) 2.4375 351.20.160.053.2120.75 。
17、表1 材料的物理力學參數 圖2 模型拉壓力傳感器布置圖 圖3 試驗中拉壓力傳感器 圖4 制作完成后的模型 圖5 EL Centro地震波 圖6 汶川清平地震波 20 15 70 75 L1 L2 L3 L4 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 A(g) 0 3540 T(s) 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 -0.20 -0.40 -0.60 -0.80 A(g) T(s) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 2015年第4期西南公路馬洪生，付曉：反傾巖質邊坡框架錨固結構的動力響應試驗研究 89 2.1。
18、 輸入地震波類型及峰值的影響 選取泥化夾層飽水后輸入地震波峰值為0.1g、 0.21g、 0.3g、 0.4g的 EL波、 WC波和 M波來比較 拉筋軸力變化的差異性。原型邊坡支護結構中預應 力錨索抗滑樁的張拉鎖定值為450kN，預應力錨索 框架梁支護結構中錨索的張拉鎖定值為270kN，該 節中錨索軸力的大小均為換算到原型后的數值。試 驗結果如圖7圖9所示。 （1）在輸入地震波峰值為0.1g時，三種類型 地震波作用下L1的軸力增加值比較接近，隨著輸入 地震波PGA的增加，錨索軸力的動力響應值在人工 波激振下最大，EL波最小。在WC波和EL波激振 下，錨索預應力的損失值隨著輸入地震波PGA的增 。
19、加基本呈線性遞減關系，且WC波的直線斜率小于 EL波，M波作用下錨索預應力損失值介于兩者之 間；在輸入地震波PGA0.21g時錨索預應力的損 失值相對較小，隨著輸入地震波PGA的增加錨索預 應力損失值明顯增大，尤其是PGA=0.4g時的EL地 震波作用下其預應力瞬時損失值達到43.9%。 （2）在WC波激振下，L3的拉筋軸力增長值 隨著輸入地震波 PGA的增加基本保持不變，在 EL波激振下呈線性增長關系。錨索預應力的損失值 隨著輸入地震波PGA的增加而增加但有收斂趨勢， 在EL波激振下的預應力損失值最大，WC波激振下 最小。 （3）在輸入地震波PGA0.3g時，L4的軸力 隨著輸入地震波峰值的。
20、增加呈線性增長關系，直線 斜率在EL波激振時最小，WC波激振時最大。 2.2 泥化夾層含水量的影響 泥化夾層飽水前、后的地震響應試驗結果如圖 10圖12所示。 （a）錨索軸力最大值 （b）錨索軸力最小值 圖7 L1測點的動力響應 （a）錨索軸力最大值 （b）錨索軸力最小值 圖8 L3測點的動力響應 圖9 L4測點的錨桿軸力最大值動力響應 （a）錨索軸力最大值 700 600 500 4000.1 0.2 0.3 0.4 錨索軸力最大值(kN) 激振加速度峰值(g) WCEl CentroM 500 400 300 200 錨索軸力最小值(kN) 0.1 0.2 0.3 0.4 激振加速度峰值(。
21、g) WCEl CentroM 400 350 300 250 錨索軸力最大值(kN) 0.1 0.2 0.3 0.4 激振加速度峰值(g) WCEl CentroM 300 200 100 0 錨索軸力最小值(kN) 0.1 0.2 0.3 0.4 激振加速度峰值(g) WCEl CentroM 300 200 100 0 錨桿軸力最大值(kN) 0.1 0.2 0.3 0.4 激振加速度峰值(g) WCEl CentroM 700 600 500 400 錨索軸力最大值(kN) 0.1 0.2 0.3 激振加速度峰值(g) 泥化夾層飽水后泥化夾層飽水前 成）分層砌筑而成。試驗模型內部預設6。
22、個泥化夾 層，內部預埋小直徑PVC管用于對泥化夾層進行注 水，其材料由野外某場地巖質邊坡泥化夾層取樣之 后室內重塑得到。根據相似理論，選取幾何尺寸、 質量密度和地震加速度作為控制量，幾何相似比取 為30，模塊及泥化夾層模擬材料的物理力學參數見 表1。 （2）地震波加載制度 本次振動臺試驗共進行了泥化夾層飽水前及其 飽水后兩個臺次的測試，分別輸入汶川 -清平地震波 （以下簡稱WC波）、EL Centro地震波（簡稱EL 波）和人工波（簡稱M波）進行XZ雙向激振。泥 1.3 模型設計制作 化夾層飽水前，輸入地震波峰值分別為 0.1g、 （1）試驗模型及測點布置 0.15g、0.21g和0.3g，泥。
23、化夾層飽水后又另外增加 為監測地震作用下預應力錨索（桿）軸力的變 了地震波峰值為0.4g和0.6g兩種工況。在輸入地震 化，本次試驗在預應力錨索抗滑樁上（簡稱L1）， 波峰值發生變化時對模型進行白噪聲掃描，試驗中 第一級邊坡錨索框架底部和頂部（簡稱L2、L3） 水平方向加載的地震波形如圖5、圖6所示。 和第二級邊坡錨桿框架頂部（簡稱L4）共布置4個 拉壓力傳感器，具體位置及安裝完成后的示意圖如 圖2和圖3所示，制作完成后的模型如圖4所示。 2 預應力錨索（桿）軸力的地震響 應規律 為研究含軟弱夾層的高陡反傾巖質邊坡支護結 構在地震作用下錨索（桿）拉筋的動力響應特性， 本文從輸入地震波類型、峰值。
24、以及軟弱夾層含水量 變化等方面開展研究。 模塊泥化夾層 密度 3 (g/cm ) 彈性 模量 (MPa) 內摩 擦角 粘聚力 (MPa) 泊 松 比 抗拉 強度 (MPa) 抗壓 強度 (MPa) 內摩 擦角 粘聚力 (kPa) 2.4375 351.20.160.053.2120.75 表1 材料的物理力學參數 圖2 模型拉壓力傳感器布置圖 圖3 試驗中拉壓力傳感器 圖4 制作完成后的模型 圖5 EL Centro地震波 圖6 汶川清平地震波 20 15 70 75 L1 L2 L3 L4 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 A(g) 0 3540。
25、 T(s) 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 -0.20 -0.40 -0.60 -0.80 A(g) T(s) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 2015年第4期西南公路馬洪生，付曉：反傾巖質邊坡框架錨固結構的動力響應試驗研究 89 西南公路 泥化夾層飽水前，PGA從0.1g至0.21g時拉筋軸力 增長較顯著，0.21g至0.3g時增長緩慢；在泥化夾層 飽水后，則相反。PGA=0.3g時泥化夾層飽水前錨索 預 應 力 的 損 失 值 為 6.2%， 泥 化 夾 層 飽 水 后 為 12.2%，分析其原因為邊坡泥化夾層飽水后其抗剪 強度及摩擦系數。
26、減小，在地震作用時層與層之間的 滑動增強。 （2）L3的最大值在泥化夾層飽水前隨著輸入 地震波峰值的增加而增加，但在泥化夾層飽水后其 增長值隨著輸入地震波峰值的增加而基本不變；泥 化夾層飽水后錨索預應力損失值大于泥化夾層飽水 前，最大損失值為39.3%。 （3）泥化夾層飽水后L4的軸力增加值大于泥 化夾層飽水前。 3 結 語 本文設計并完成了1:30尺寸的含泥化夾層的公 路反傾巖質邊坡振動臺模型試驗，研究了EL Centro 地震波、汶川-清平波和人工波作用下，預應力錨索 （桿）拉筋軸力的動力響應規律，通過分析實驗數 據得出以下結論和工程啟示： （1）在輸入地震波PGA0.3g時，不同高程 處。
27、拉筋軸力地震響應的最大值均隨著輸入地震波 PGA的增加而增加，但在不同烈度下含水量變化對 其增長值大小影響顯著，在相同地震波激振下，其 增長值也隨高程的增加而增加。 （2）拉筋預應力的損失值隨著高程的增加而 增大，錨索抗滑樁上L1的預應力損失值隨著輸入地 震波PGA的增加而增加，第一級邊坡頂部L3的錨索 預應力損失值曲線隨著輸入地震波峰值的增加有收 斂趨勢；泥化夾層飽水前測點L1、L3處拉筋的預 應力損失值均小于泥化夾層飽水后。 （3）第二級邊坡上L4的錨桿軸力值并不是隨 著輸入地震波PGA的增加而增加，其值在輸入地震 波PGA=0.3g時達到峰值，然后開始減??；泥化夾層 飽水后錨桿軸力的增加。
28、值均大于泥化夾層飽水前。 （4）工程啟示：邊坡的地震動力響應隨高度 通過分析，泥化夾層含水量變化對拉筋軸力的逐漸加大，泥化夾層的飽水狀態對于邊坡的穩定性 影響情況如下：影響明顯。工程實踐中應注意對泥化軟弱夾層的加 （1）L1的軸力最大值隨著輸入地震波PGA的固，建議錨桿穿過軟弱夾層至完整巖土體中，同時 增加而增大，與泥化夾層含水量的變化無關。但在由于邊坡上部的地震響應 （下轉第14頁） （b）錨索軸力最小值 圖10 錨索軸力變化（L1） （a）錨索軸力最大值 （b）錨索軸力最小值 圖11 錨索軸力變化（L3） 圖12 錨索軸力變化（L4） 450 400 350 錨索軸力最小值(kN) 0.1。
29、 0.2 0.3 激振加速度峰值(g) 泥化夾層飽水后泥化夾層飽水前 400 350 300 250 錨索軸力最大值(kN) 0.1 0.2 0.3 激振加速度峰值(g) 泥化夾層飽水后泥化夾層飽水前 300 250 200 150 錨索軸力最小值(kN) 0.1 0.2 0.3 激振加速度峰值(g) 泥化夾層飽水后泥化夾層飽水前 300 200 100 0 錨桿軸力最大值(kN) 0.1 0.2 0.3 激振加速度峰值(g) 泥化夾層飽水后泥化夾層飽水前 1 工程概況 斜坡體橫寬約140m，縱向長約265m，變形體 厚約7.023.0m，平均厚度約19m，變形體體積約 53 6.510 m 。
30、。斜坡在平面上呈“葫蘆形”，長軸方向 與正北方向基本一致。斜坡東西兩側有兩條沖溝發 育，東側沖溝中后部已下切入基巖一定深度，前部 被公路棄方充填，填方厚度約4m；西側沖溝中上部 亦有基巖出露，已下切一定深度，溝內植被茂盛。 兩條沖溝在斜坡前緣交匯，將斜坡切割成獨立的地 質體，自然狀態下斜坡前緣基巖未出露。斜坡變形 體地層主要由第四系地層和志留系下統龍馬溪組 的現場調查以及位移監測工作，基本上掌握了斜坡 （S lm）頁巖構成。地下水位于斜坡變形體中上部 的變形破壞特征如下： 1 埋深約12.019.0m，埋深較大，但于不穩定斜坡 （1）斜坡變形方向 體前部埋深淺，約1.03.5m。含水層主要為角。
31、礫通過地表水平位移方位合成顯示，斜坡地表各 del 土、碎石土層和強風化頁巖。角礫土（Q）：稍監測點的位移方向基本一致，約NE20，與斜坡前 4 del 緣公路路線走向近似正交。深層位移和方位顯示斜 密，厚度4.711.1m。碎石土（Q）：密實，厚 4 坡滑帶內部的運動方向在1029之間，總體運動 度 1.0 13.8m。頁巖（ S lm）強風化層厚 4.3 1 方向與地表位移表現出了較強的一致性。因此，確 14.8m，產狀為511。斜坡形態如圖1所示。 定斜坡的整體變形方向約為NE20，同時也可以說 2 斜坡變形破壞特征分析 明斜坡變形與前緣開挖有直接的關系。 （2）斜坡變形速率 通過對斜坡。
32、變形過程的回顧、斜坡體地表裂隙 某斜坡變形破壞機理分析及穩定性研究 顏廷舟 岳 敏 黎 明 （湖北省交通規劃設計院 湖北武漢 430051） 【摘 要】本文以某高速公路的斜坡變形體為研究對象。通過分析工程地質特征、位移監測數據及誘發 因素，闡明了斜坡變形破壞的機理；建立二維地質模型，使用 FLAC3D軟件對斜坡自然、前緣開挖、降雨等 狀態下的位移場與應力場的變化進行了分析，對斜坡變形破壞機理進行驗證的同時預測了斜坡變形破壞的發 展趨勢；根據穩定性分析的結果，為斜坡治理提出了合理的工程方案。 【關鍵詞】斜坡；二維模擬；破壞機理；穩定性；治理 【中圖分類號】P642.2 【文獻標識碼】A 【收稿日。
33、期】2015 07 20 【作者簡介】顏廷舟（1973-），男，山東臨沂人，大學本科，高級工程師，主要從事巖土工程勘察設計工作。 - 2015年第4期西南公路 圖1 斜坡變形體平面圖 1011 1 1 2 2 3 3 3 3 2 2 1 1 ZK9ZK9 ZK7ZK7 ZK6ZK6ZK8 ZK8ZK10 ZK10 ZK3ZK3 ZK2ZK2 ZK1ZK1 ZK4ZK4 ZK5ZK5 # 5 裂縫 # 5 裂縫 # 4 裂縫 # 4 裂縫 # 3 裂縫 # 3 裂縫 # 1 裂縫 # 1 裂縫 # 2 裂縫 # 2 裂縫 斜坡變形體范圍斜坡變形體范圍 奕家坡四組奕家坡四組 西南公路 6 結 語 。
34、通過建立斜坡典型剖面二維模型，對斜坡變形 破壞進行數值模擬分析，系統研究了斜坡的變形機 理，采用定性評價和定量評價兩種方式對斜坡在不 同工況下的穩定性狀態作出了分析，科學的評價了 斜坡的穩定性情況，對斜坡穩定性進行了預測，并提 出了合理的斜坡治理方案。但對于斜坡變形體來說建 立三維模型進行數值模擬分析能夠更真實和全面的反 5.3 斜坡治理效果數值模擬分析 映斜坡的變形規律，有待下一步研究。 對斜坡治理工程的效果進行數值模擬分析，考 慮到治理工程完成后斜坡依然會遇到極端降雨工況 參考文獻 以及有利于結果對比兩方面因素，因此選取暴雨工 1 何習平,華錫生,何秀鳳,等.邊坡變形預測研究現狀與發展趨勢。
35、 J.江西 科學,2007,25(4):383-386. 況作為治理效果模擬的工況。模型建立時，抗滑樁 2 王恭先.滑坡機理概論C.滑坡學與滑坡防治技術文集.北京:人民交通 使用FLAC3D中的pile（樁）單元實現。 出版社,2010. 3 方華,崔鵬.汶川地震大型高速遠程滑坡力學機理及控制因子分析 J.災從圖 4可以看出在斜坡前緣進行抗滑樁支擋 害學,2010,25(增):121-126. 后，斜坡整體位移量得到了明顯的控制，最大位移 4 戴自航,盧才金.邊坡失穩機理的力學解釋J.巖土工程學報,2006,28 出現在斜坡中部，約為9.5mm，表明在同樣的暴雨 (10):1191-1197.。
36、 5 晏同珍,楊順安,方云.滑坡學M.武漢:中國地質大學出版社,2000. 工況下，進行支擋后的斜坡可以保持穩定狀態，斜 6 廖紅建 ,王鐵行 ,等 .巖體工程數值分析 M.北京 :機械工業出版社 , 坡治理效果較好。數值模擬過程中沒有考慮排水系 2006. 7 鄭穎人,趙尚毅.有限元強度折減法在土坡與巖坡中的應用 J.巖石力學 統的效果，在實際情況下如果排水系統可以有效的 與工程學報,2004,23(19):3381-3388 減排地表水入滲和降低地下水水位，那么斜坡的穩定 8 唐輝明,晏鄂川,胡新麗.工程地質數值模擬的理論與方法M.武漢:中 性會進一步增高。國地質大學出版社,2001. K。
37、197+100K198+600段為低填方路基，位于新密市 0 引 言1 鄭新天富煤業公司礦區北部。 鄭新天富煤業公司礦區形狀為一不規則多邊 隨著國家經濟建設的發展，高速公路越來越 形，礦區中部有一近東北-西南向錢家門斷層將礦區 多，礦產資源開采留下的地下空洞也不斷增加，高 內煤層分為東西兩塊，西臨光泰煤業公司礦區，北 速公路經過采空區的情況也會經常遇到。礦體被采 部被二 煤層露頭控制，二 煤底板等高線為西北 11出后，留下地下空洞導致地表沉陷，產生連續或非 高、東南低，礦區東西長約 1.35km，南北寬約 連續變形，給高速公路路基、路面、構造物等帶來 2 1.10km，礦山面積約1.19km 。
38、。煤層厚度45m，各種工程危害。采空區因復雜的地質條件、開采方 埋深55125m，上覆巖性為泥巖夾砂巖，勘查類式多樣性以及搜集開采資料的局限性，高速公路勘 型為煤層穩定、構造復雜程度中等。察設計時，路線選線一般應避開采空區，必須通過 本區主要含水層為亞巖溶水、砂巖孔隙裂隙水時，對高速公路下伏采空區的勘察及穩定性分析與 評價就尤為重要。本文結合商丘至登封高速公路和第四系潛水，直接充水含水層為底板L L 灰巖巖 78 K197+100 K198+600段落經過的鄭新天富煤業公司溶含水層，單位涌水量0.00750.9721L/s.m，水文地 采空區的專項勘察，綜合論述了高速公路下伏采空質勘察類型屬于。
39、第三類第二亞類第二型，即以底板 區勘察方法以及依據勘察結果對場地、工程地基穩灰巖巖溶含水層充水的水文地質條件中等礦床。二1 定性進行的分析與評價。煤層直接頂、底板主要為砂質泥巖、粉砂巖。本礦 3 目前瓦斯相對涌出量2.5m /t.d，屬低瓦斯礦井，但煤 1 工程概況及采空區工程地質特征 層厚度大，可能存在局部高瓦斯區。區域資料顯示 煤塵具有爆炸危險性，二 煤層具自然發火傾向。區商丘至登封高速公路起于商丘市區西側接連霍 1 高速，向西分別與大廣高速、蘭南高速、機西高內無地溫異常，地震基本烈度為度。已設置鄭新 速、京港澳高速、鄭堯高速相接，終點在登封市東天富煤業公司采礦權，開采二 煤層，生產規模1。
40、5萬 1 與鄭少高速公路相接，全長約 222km。路線在噸/年。 圖4 支護后斜坡總位移云圖 高速公路采空區勘察及穩定性分析與評價 孫 金 萬戰勝 魏 平 柴玉卿 （河南省交通規劃勘察設計院有限責任公司 河南鄭州 450052） 【摘 要】采空區因具有開采方式多樣、地質條件復雜的特點，高速公路勘察設計時，路線選線一般應 避開采空區，必須通過時，對高速公路下伏采空區的勘察及穩定性分析與評價就尤為重要。本文以某高速公 路實際工程為例，結合采空區工程地質特點，闡述了高速公路下伏采空區勘察方法以及依據勘察結果對場地 工程地基穩定性進行分析與評價?？晒┫嚓P人員在進行高速公路下伏采空區勘察、設計時參考和借。
41、鑒。 【關鍵詞】高速公路；采空區；勘察；穩定性 + 【中圖分類號】U412.22 2 【文獻標識碼】A 【收稿日期】2015 07 20 【作者簡介】孫金（1976-），男，河南新縣人，大學本科，高級工程師，主要從事公路、橋梁設計、結構計算分析方面的研究。 - 2015年第4期西南公路 （b）開挖工況 （c）暴雨工況 圖3 總位移云圖 2 莊衛林,陳樂生.汶川地震公路震害分析(地質災害與路基)M.北京:人 （上接第10頁） 民交通出版社,2013. 的錨桿加長和提高預應力值，提高防護的針對性。 3 賴杰,鄭穎人,方玉樹,葉海林.預應力錨索支護邊坡地震作用下動力響 應研究J.地下空間與工程學報,2011(增):1768-1773. 參 考 文 獻 4 葉海林,黃潤秋,鄭穎人,等.巖質邊坡錨桿支護參數地震敏感性分析 1 陳樂生,莊衛林,趙河清,萬振江.汶川地震公路震害調查(路基)M.北 J.巖土工程學報,2010,32(9):1374-1379. 京: 人民交通出版社,2012. 明顯放大作用，建議對于邊坡上部 1415 。
