【摘 要】
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山区公路边坡受降雨、地震等作用,边坡浅表面遭受侵蚀风化,随着大量工程建设的开展,边坡滚落石、危岩崩塌以及局部溜塌灾害极易发生,对路上行人及行车构成极大安全隐患。破碎岩质边坡加固包括对边坡整体以及浅表层的加固,论文分析了破碎岩质边坡浅表层灾害特征并给出灾害防治建议;分析常用锚固边坡的计算方法,提出了绿色主动网锚喷生态混凝土防护锚固边坡锚杆设计计算方法,推导了锚固边坡最佳锚杆倾角计算公式;基于数值模拟
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山区公路边坡受降雨、地震等作用,边坡浅表面遭受侵蚀风化,随着大量工程建设的开展,边坡滚落石、危岩崩塌以及局部溜塌灾害极易发生,对路上行人及行车构成极大安全隐患。破碎岩质边坡加固包括对边坡整体以及浅表层的加固,论文分析了破碎岩质边坡浅表层灾害特征并给出灾害防治建议;分析常用锚固边坡的计算方法,提出了绿色主动网锚喷生态混凝土防护锚固边坡锚杆设计计算方法,推导了锚固边坡最佳锚杆倾角计算公式;基于数值模拟及现场试验检验了破碎岩质边坡绿色主动网锚喷生态混凝土防护技术对边坡整体及浅表层加固的可行性;基于依托工程边坡生态防护工程,研究破碎岩质边坡绿色主动网锚喷生态混凝土防护技术施工流程及施工关键技术;构建边坡生态修复评价体系,对依托工程边坡生态修复效果进行综合评价。主要工作与结论如下:(1)绿色主动网锚喷生态混凝土防护技术可以提升边坡整体稳定性以及浅表层稳定性,同时修复边坡生态。其主要加固机理是通过锚杆增加边坡整体稳定性;金属网及生态混凝土增加边坡浅表层稳定性,后期植物根系也能起到加筋固土的作用;降雨时植被具有降雨截留及缓释溅蚀、降低边坡浅表层岩土体孔隙水压力以及抑制坡面径流的作用,进一步提升边坡浅表层稳定性;植被生长后可以完全掩盖工程措施,构成一个边坡生态防护系统,同时具备良好的景观效益。(2)在采用强度折减法分析边坡稳定性时,计算结果没有明显的滑动面,可以通过提取边坡滑动面区域中网格最大剪应变单元值,将这些值连接成圆弧线,构成边坡的最危险滑动面。(3)对于存在圆弧滑动面的岩质边坡最佳锚杆倾角的计算应该考虑初始边坡滑动面的分布情况,锚杆倾角:θ≤90°-αi,考虑到锚杆施工质量保证以及锚杆具有有效抗滑分力,还应保证锚杆倾角为:10°≤θ≤60°,初步设计计算时,锚杆倾角可取为45°。锚杆倾角超过50°之后,边坡安全系数下降速率较大,计算得到的边坡安全系数相较于最大值减少比例达到20%以上,软弱岩层厚度越大,安全系数下降比例越高;故对于软弱岩层较厚的边坡,设计锚杆倾角不宜大于50°。(4)生态混凝土刚喷播完时由于其含水率较高且内部粘结剂尚未发挥作用,导致其抗剪强度较低,故在生态混凝土喷播施工时应注意避免雨天施工。粘结剂主要影响基材的粘聚力指标,植物根系对于基材粘聚力指标的提升效果比内摩擦角更为明显。喷播14天后,其抗剪强度较高,对边坡浅表层具有很好的防护作用,边坡浅表层局部稳定性较好,验证了绿色主动网锚喷生态混凝土防护对边坡浅表层加固的可靠性。(5)破碎岩质边坡防护方案比选应该考核安全性、耐久性、经济性以及边坡生态修复效果四个指标,对于边坡防护工程,安全性为最重要的指标;耐久性、经济性以及边坡生态修复效果三个指标相互影响,评价时应为并列关系。三种边坡防护方案中,绿色主动网锚喷生态混凝土防护权重最大为0.5222,锚杆框架梁权重最小为0.1755,绿色主动网锚喷生态混凝土防护技术应为破碎岩质边坡首选的加固方案。(6)破碎岩质边坡生态修复效果的评价应考核生态混凝土质量、植物质量、边坡景观质量以及边坡生态修复后带来的经济效益四方面的指标,其中生态混凝土质量很大程度上决定了其他三项指标的达成效果;生态混凝土养分含量决定了边坡植物生长的情况;植物质量受生态混凝土种子配比及生态混凝土养分含量影响,可控性较高,为弱影响指标;边坡植物生长情况决定边坡植被景观,对边坡生态修复效果的影响较其他三种指标相对较弱。采用模糊综合评价分析法对依托工程边坡生态修复效果进行综合评判,结果表明其生态修复效果为“良好”。
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