浅析路基边坡问题研究现状论文_宋子厚

浅析路基边坡问题研究现状论文_宋子厚

(山西路桥第二工程有限公司 山西 临汾 041000)

【摘 要】本文分析了路基边坡问题研究现状,阐述了路基边坡设计特点,针对路基边坡工程设计原则进行了深入的研究,提出了设计中需要注意的几项原则,希望对之后的设计治理有所帮助,提高公路使用安全、稳定性。

【关键词】路基边坡;防护;现状

【中图分类号】U416.1 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544(2017)08-0154-02

边坡路基是公里的主要组成结构,我国科研人员长期花费大量的研究精力在路基边坡的防护方面,在上世纪八十年代之前,我国建设的公路等级都比较低,很少需要进行深挖高填,公路的建设成本低,因此往往忽略了对边坡路基的防护以及研究。在上世纪九十年代之后,我国进入高速发展时期,公路的建设等级不断提高,经常会出现深挖高填,但是在边坡路基的很吃力方面,还是在用之前的处理方式,没有对边坡路基的防护进行综合考虑,为之后的使用留下了巨大的安全隐患,比如深汕高速公路,在使用过程中边坡路基出现坍塌事故,带来了巨大的经济损失,同时为社会带来了恶劣的影响。现阶段,我国在高速公路边坡路基的理论与实践研究方面,借鉴吸取了大量的经验教训,已经取得了巨大的突破和发展。

1.路基边坡问题研究现状

现阶段人们已经认识到了对路基边坡稳定性控制的重要性,在路基边坡稳定性分析时,已经开始采用可视化建模以及非线性理论进行分析评价,同时有了大量的资料以及建设经验进行参考,很大程度上增加了可视化建模在对边坡稳定性进行分析评价时的应用效果,将可视化建模的应用性以及实用性充分的发挥出来。

另外,在对路基边坡稳定性进行分析时,由之前的定性分析逐渐变化为现阶段的定量分析。定性分析方法主要是通过工程类比、图解法等方式来进行分析,定量分析法则边坡的类型,进行稳定性分析的目的,分析的精度等因素进行综合考虑,选择最合适的分析方法。

(1)定性分析法

定性分析法,先进行地质勘查,分析变形破坏的方式,可能影响边坡稳定性的因素,变形区域的变形原因等,对边坡的稳定状况进行评价,做出定性说明报告,阐明路基边坡的变化趋势。

(2)定量分析法

定量分析法类型比较多,需要结合实际情况进行选择,通常使用较多的有刚体极限平衡分析法以及数值分析法。

刚体极限平衡分析法,先对边坡的破坏进行假定,由土体滑动引发,滑动面可以是平面,也可以是圆弧面,也可以是其他不规则形式面,对受到滑动产生的隔离体进行静力平衡分析,进而计算出破坏载荷。在进行精力平衡分析时,部分方法是考虑隔离体的整体平衡,部分方法是将隔离体划分为若干个竖直方向的土条,针对每个土条进行静力平衡分析,再综合进行考虑。最小破坏载荷也叫极限载荷,与极限载荷对应的滑动面是最危险滑动面。之后,对最危险滑弧位置的规律进行分析,目前已经出现了多种分析计算软件,使得复杂的问题变得简单化,减少了实际计算量。但是,通过这种方法来对路基边坡稳定性进行分析,对于土体本身的应力变化关系没有进行详细的考虑,计算出的土条内力以及反力与实际内力、反力还存在一定的差别。

数值计算法在岩土工程中的应用非常广泛,其分析效果也十分理想。先对边坡岩体的非均质以及不连续性进行详细的考虑,计算出土体的应力大小以及分布情况,在对边坡的变形破坏机制进行分析考虑,将最容易出现问题以及最需要加固的部分分析出来。通过这种方法,可以对边坡的流变效应、孔隙水压力、膨胀软化等情况进行分析,但是在应力集中、大变形求解方面还存在一定的缺陷。

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2.路基边坡设计特点

非标准设计:类型不同的边坡的特点都不相同,另外,即使同类型边坡,受到其他因素的影响,表现出的特点也存在很大区别。在实际的治理工程设计时,对每个边坡的治理范围、治理方式、措施、部位都存在很大的区别。因此,在设计时需要有针对性,根据每种边坡的设计情况来完成设计。

风险性设计:首先,边坡稳定性较低的区域其地质情况较差且复杂;其次,边坡治理工程要承受来自边坡以及外界的载荷,这就要求所设计的边坡既要有一定的抗变形和破坏的能力,还需要满足复杂地质的需求;最后,边坡的回礼在理论上还缺乏完善、严谨性。因此,整个边坡设计工作存在巨大的设计风险。

应急设计:边坡灾害的形成是一个缓慢的过程,但是灾害的发生具有突然性,为了降低边坡灾害发生之后的破坏力,需要在灾害发生前后进行防治设计,很多情况下防治设计有着应急性,往往需要边测量边设计,同时在设计的过程中进行施工。

综合防治设计:仅仅一种防治设计方式很难保证长时间的防护性能,影响防治设计的实际应用效果。在实际的设计过程中,根据边坡的不同特点,选择合适的设计方式,进行综合防治。采用综合防治设计理念,即使投资难以一次性到位,也不会对整个工程产生过大影响,可以采取分期、分步来完成设计。

3.路基边坡工程设计原则

公路路基边坡的安全性,受到边坡所处的地质条件以及自然环境等多方面因素影响,在实际设计中,对这些因素的把握程度是保证边坡安全性的基本前提。边坡的设计要符合安全、经济、适用的设计理念,同时注重环保。现阶段的路基边坡设计受到的重视程度远远不够,实际的原因是对地质条件的差力度不够,设计缺乏针对性,使得路基边坡稳定性无法得到有效的保证,设计变更比较频繁,非常容易带来经济损失。在实际的路基边坡设计中,需要遵循以下几个方面的原则:

(1)并行性

并行性被广泛应用于综合集成制造系统领域,路基边坡设计非常复杂,进行按照勘查、设计以及施工这几个阶段来进行很难保证路基边坡的设计质量。并行性的设计需要以非常高的可行性为原则,现阶段国内在进行边坡治理过程中,对于并行设计的应用还较少,仅出现在少数几个工程中,比如说长江三峡链子岩的危岩治理过程中,在公路路基边坡的治理中应用还较少。

(2)反馈性

反馈设计也叫信息设计、动态设计,以监测为基础。在上世纪九十年代,这种方法在水利工程边坡加固中被提出,地质条件以及监测结果随着施工工期的推移而逐渐清晰,在这种情况下,采取反馈设计,可以对整个设计结果进行优化。反馈设计必须要结合现场监测情况对之前的设计进行分析,再进行反馈设计,目前已经得到了初步的应用。

(3)智能性

智能科学有着非常好的发展前景,在边坡工程设计中具有非常高的研究价值,现阶段仍处于理论研究开发阶段,针对复杂的边坡工程,借助智能科学,可以很大程度上改善规划、设计以及决策工作的效果,已经成为一个主要的发展方向。

(4)绿色性

现代边坡设计一定要有绿色性特点,生物环境工程才是进行公路环境治理的主要方式,在进行公路设计规划时,要借助绿化工程技术对公路周边的植被进行重建和恢复,在路基边坡加固设计时,需要结合当地气候、地质设计合理的边坡植被防护。

4.结语

现阶段在路基边坡的理论与实践研究方面已经有了一定的进展和突破,但是设计中还存在一些问题,在实际设计过程中,需要重视并行性、反馈性、智能性以及绿色性原则,提高路基边坡设计质量,做好路基边坡问题的处理工作。

参考文献

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[3]李冬梅.高速公路路基边坡的防护问题探析[J].城市建筑,2013,20:262.

[4]张慰伟.公路路基边坡防护相关问题探讨[J].科技创新与应用,2015,19:195.

论文作者:宋子厚

论文发表刊物:《建筑知识》2017年8期

论文发表时间:2017/6/21

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