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摘 要：笔者将在本文以某高速公路的施工工程为例，简要的对公路松散滑移岩石边坡现有的治理方法进行介绍，同时还为这类岩体建立了本构模型，希望通过对其的数值进行分析来找到更为切实有效的治理方法。
关键词：滑移岩石；岩石边坡；本构模型；数值分析；
该工程所在地区属低山丘陵基岩区和黄土塬的过渡区，该区域内沟壑纵横、沟谷深切、冲沟发育，地面起伏不平，且线路多通过滑坡群与煤矿采空区，共有4处出现滑坡现象，在公路的修筑过程中，边坡坍塌已成为最为严重的阻碍。尤其是在第十合同段，因为岩体的异常发育和施工对坡体的破坏，使该区内的地基和原匝道以及边坡大部分都出现了失稳与滑塌现象。本文将针对这一具有代表性的工程案例进行分析，并找出合理的加固办法。
挡土墙及肋柱使用的是c25现浇混凝土，其基础规格为3.0mx1.Om，墙体的厚度是0.8m，肋柱的尺寸是0.5mx0.7m。该区段的左边坡的坡度已小于挡土墙的坡度，所以要对其进行填方。
挡土墙计算方法如下
以底锚作抗滑桩的具体节点剪切力以及轴向唯一关系的表示如图
底锚受到的剪应力表示为
锚杆的性能一般是表现在其自身的抗拉性上，所以锚杆的力学参数主要就是杆体受到的轴向力和因此产生的位移。杆体收到的轴向力增量可以这样表示
锚杆受到的剪应力则是如下所示
注浆体与周围岩体的接触面应做以下计算
并可以此列出如下函数
而模型中的具体材料的详细力学参数如下
通过对挡土墙上预应力锚杆的轴向力变化进行研究，发现每一根锚杆所施加的预应力值都稳定在180kn。虽然随着计算时步的不断增加和边坡应力场的变化，锚杆的预应力值也在随之消失，但锚杆的预应力值基本上是相对稳定的状态。这种现象也就证明一开始所设计的预应力值基本上还是合理的，不过为了进一步保证边坡的稳定性，应该在适当的情况下对二级挡土墙上的预应力锚杆实施张拉。
因为三排底锚的受力状态与其他的预应力锚杆有所不同，底锚的设计主要是为了保持挡土墙的基础稳定，同挡土墙共同抵挡边坡的滑移力，所以底锚本身具有抗滑的作用，也因此边坡的滑移力在杆体上作用的应力方向与别的锚杆有所不同。通过分析我们可以知道，杆体承受的载荷和预应力原来的施加方向是相反的。而在此处，垂直底锚所要承受的载荷要小于倾斜底锚很多，这也充分的说明了在垂向底锚上端设置的加固结构已经可以保证边坡的稳定性了，而为了底锚的稳定，不宜在对其施加预应力。
下图表示的是不同位置上的预应力锚杆下部沿水平方向上进行位移的变化状态，其规律基本上是上大下小。而且每一级边坡上具有的预应力锚杆的位移相差都不是很大，一般都是在2cm以内，同时变化的也较为均匀。即使时间不断增加，它的数值也基本保持恒定。由于锚杆所受的轴向力大小相差不大，所以此处的位移差一般是因为锚杆所受剪应力不同以及不同位置的岩体产生的不同位移量而造成的。该结果表明，上端的锚杆所受的载荷更大，下部岩体的位移要小于内部。
由最后的研究分析中可以得出，边坡中部是位移变化的活跃区，而下部因为加固结构的存在而逐渐减弱，特别是位移的速度在坡角上基本为0.从位移速度和位移量的角度来看，进行加固后的坡体是相对较为稳定的。因为位移速度慢，这也就说明了边坡的位移增量一直保持在较为理想的情况下。
总结：
该工程所处地区是地质构造极为复杂、国内非常罕见的滑坡群地带，在该工程的加固设计中，使用了整体稳固兼顾经济的原则，依照不同区域的情况进行了具体的分析并进行了不同形式的加固，从最后的结果来说，这种设计方案是切实可行的。
从各种数值的分析结果来看，将不同类型的加固结构进行有机地结合，能够使其承载和位移相对比较稳定，进而有效地控制了边坡的滑移。该案例具有很强的代表性，通过对此案例的分析，我们总结出了一些有效的滑移岩石治理的方法，希望对以后遇到的类似问题的解决，能够提供一些帮助。
参考文献：
陈静曦，章光，袁从华等.顺层滑移路堑边坡的分析和治理[J].岩石力学与工程学报.2002，21（01）
任青文，余天堂.边坡稳定的块体单元法分析[J].岩石力学与工程学报.2001，20（01）
[3]高永涛，张友葩，吴顺川，方祖烈.滑移岩石边坡治理的稳定性分析[J].岩石力学与工程学报.2002，21（02）
关键词：滑移岩石；岩石边坡；本构模型；数值分析；
该工程所在地区属低山丘陵基岩区和黄土塬的过渡区，该区域内沟壑纵横、沟谷深切、冲沟发育，地面起伏不平，且线路多通过滑坡群与煤矿采空区，共有4处出现滑坡现象，在公路的修筑过程中，边坡坍塌已成为最为严重的阻碍。尤其是在第十合同段，因为岩体的异常发育和施工对坡体的破坏，使该区内的地基和原匝道以及边坡大部分都出现了失稳与滑塌现象。本文将针对这一具有代表性的工程案例进行分析，并找出合理的加固办法。
一、加固设计
如下图所示，根据当地现场的实际施工情况，针对K86+066—K86+587路段进行综合的考虑，根据边坡岩石的物理力学性质、坡体开挖高度等因素将该区域分为三个段落进行不同的治理：第一区为K86+066—K86+200，第二区为K86+200—K86+400，第三区为K86+400—K86+557，各个区域内的路段加固方案如下。(一)第一区段的加固方法设计
该区段的坡体高度超过65m，岩体破碎极易风化有很大可能会产生失稳。坡体在开挖时已出现过大规模的滑塌现象，在这样的条件下，继续施工很有可能出现更大规模的滑塌现象。因此，单纯的采用测压施加法已无法有效地稳固坡体阻止变形的继续出现，所以，该区域将采用中高压注浆以及预应力锚杆进行辅助支挡的多台阶肋柱式挡土墙措施。挡土墙及肋柱使用的是c25现浇混凝土，其基础规格为3.0mx1.Om，墙体的厚度是0.8m，肋柱的尺寸是0.5mx0.7m。该区段的左边坡的坡度已小于挡土墙的坡度，所以要对其进行填方。
(二)第二区段的加固方法设计
该处的边坡高度在30—65m之间，岩石类型同第一区段相似。在这一区段内，二叠系的砂岩与泥岩的强度几乎全部消失，坡体在开挖期间有很多地方都发生了坍塌。所以这一区段的治理方法主要有钢筋网喷射混凝土、预应力锚杆、肋柱式钢筋混凝土挡墙和中高压注浆等。该区段的详细参数见下图。(三)第三区段的加固方法设计
该区段内的破体高度整体上都在30m以下，它的岩体性质与第二区段较为相似，在开挖时发生的几次塌方都是小规模的。它的加固支护方法通用是采用肋柱式钢筋混凝土挡墙和预应力锚杆，同时也使用浆砌石护面墙的加固措施，具体参数如下。二、加固结构的具体分析
在岩体中设置的加固结构和岩体一同组成了一个完整而复杂的承载体系，在该案例的设计中使用的是复合型加固方式，即将多种加固方式结合在一起。而因为这些加固方式的特质不同，所以整个结构的受力体系就会变得愈加复杂。在计算时，我们以挡土墙作梁，以底锚作抗滑桩，而相关结构体不变。挡土墙计算方法如下
以底锚作抗滑桩的具体节点剪切力以及轴向唯一关系的表示如图
底锚受到的剪应力表示为
锚杆的性能一般是表现在其自身的抗拉性上，所以锚杆的力学参数主要就是杆体受到的轴向力和因此产生的位移。杆体收到的轴向力增量可以这样表示
锚杆受到的剪应力则是如下所示
注浆体与周围岩体的接触面应做以下计算
三、岩体的本构模型
依照岩体所特有的性质以及它的破裂程度为基础，在数值模拟中使用彻体节理模型。该模型其实是摩尔—库伦的扩张，也就是在，摩尔—库伦中加入破裂面。以岩体的应力状态、破裂面的方位和岩体的性质为线索，将屈服点的所在位置找出来，不过它可能不会出现在破裂面上。以下是破裂面的局部坐标和破裂面的破裂准则。并可以此列出如下函数
四、计算模型
在计算模型之中，每一个网格的存在代表的尺寸为2m，加固结构依照相关设计尺寸为了能够与计算网格保持一致而将其分为十个计算单元。加固结构与岩体的具体接触面以下图来表示，边界的约束方式是对坡体的底部进行边界固定，两侧则使用粘滞性边界。而模型中的具体材料的详细力学参数如下
五、计算结果及分析
在对模型进行分析后可发现坡体在加固后，位置不同的单元在水平方向上的位移也是不同的。其中，有三个单元位于边坡下端的加固点，并且紧靠挡土墙。（79.8）这一单元的位置在第一级挡土墙的中部，（71.13）这一单元的位置处于第二级挡土墙的中部，至于（64，19）这一单元的位置则是在第挡土墙的中部。同时我们还可以知道，在相关的加固结构以及挡土墙的多重作用下，之一位置上的边坡位移已经得到了良好的控制了。而即使计算时步不断地增加，边坡下部的位移也不在出现明显的增加，而是在一个较小的范围内稳定住了。这种情况不但显示出挡土墙自身具有良好的稳定性，同时也证明了这种综合加固方式是能够阻挡边坡的下滑力的，即能够保证边坡的稳定。通过对挡土墙上预应力锚杆的轴向力变化进行研究，发现每一根锚杆所施加的预应力值都稳定在180kn。虽然随着计算时步的不断增加和边坡应力场的变化，锚杆的预应力值也在随之消失，但锚杆的预应力值基本上是相对稳定的状态。这种现象也就证明一开始所设计的预应力值基本上还是合理的，不过为了进一步保证边坡的稳定性，应该在适当的情况下对二级挡土墙上的预应力锚杆实施张拉。
因为三排底锚的受力状态与其他的预应力锚杆有所不同，底锚的设计主要是为了保持挡土墙的基础稳定，同挡土墙共同抵挡边坡的滑移力，所以底锚本身具有抗滑的作用，也因此边坡的滑移力在杆体上作用的应力方向与别的锚杆有所不同。通过分析我们可以知道，杆体承受的载荷和预应力原来的施加方向是相反的。而在此处，垂直底锚所要承受的载荷要小于倾斜底锚很多，这也充分的说明了在垂向底锚上端设置的加固结构已经可以保证边坡的稳定性了，而为了底锚的稳定，不宜在对其施加预应力。
下图表示的是不同位置上的预应力锚杆下部沿水平方向上进行位移的变化状态，其规律基本上是上大下小。而且每一级边坡上具有的预应力锚杆的位移相差都不是很大，一般都是在2cm以内，同时变化的也较为均匀。即使时间不断增加，它的数值也基本保持恒定。由于锚杆所受的轴向力大小相差不大，所以此处的位移差一般是因为锚杆所受剪应力不同以及不同位置的岩体产生的不同位移量而造成的。该结果表明，上端的锚杆所受的载荷更大，下部岩体的位移要小于内部。
由最后的研究分析中可以得出，边坡中部是位移变化的活跃区，而下部因为加固结构的存在而逐渐减弱，特别是位移的速度在坡角上基本为0.从位移速度和位移量的角度来看，进行加固后的坡体是相对较为稳定的。因为位移速度慢，这也就说明了边坡的位移增量一直保持在较为理想的情况下。
总结：
该工程所处地区是地质构造极为复杂、国内非常罕见的滑坡群地带，在该工程的加固设计中，使用了整体稳固兼顾经济的原则，依照不同区域的情况进行了具体的分析并进行了不同形式的加固，从最后的结果来说，这种设计方案是切实可行的。
从各种数值的分析结果来看，将不同类型的加固结构进行有机地结合，能够使其承载和位移相对比较稳定，进而有效地控制了边坡的滑移。该案例具有很强的代表性，通过对此案例的分析，我们总结出了一些有效的滑移岩石治理的方法，希望对以后遇到的类似问题的解决，能够提供一些帮助。
参考文献：
陈静曦，章光，袁从华等.顺层滑移路堑边坡的分析和治理[J].岩石力学与工程学报.2002，21（01）
任青文，余天堂.边坡稳定的块体单元法分析[J].岩石力学与工程学报.2001，20（01）
[3]高永涛，张友葩，吴顺川，方祖烈.滑移岩石边坡治理的稳定性分析[J].岩石力学与工程学报.2002，21（02）
摘自：毕业论文提纲格式www.udooo.com