岩质边坡稳定性及锚喷加固研究.doc

河海大学硕士学位论文岩质边坡稳定性及锚喷加固研究姓名：李隽申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：赵引20060501摘要岩体是一种极为复杂的介质，岩质边坡发生的滑坡受岩体结构、地应力等影响，呈现出崩塌、滑动、倾倒、溃屈等多种破坏类型。合理地分析岩质边坡的稳定性，并在此基础上进行加固处理研究是十分迫切的。锚杆喷射混凝土加固技术将喷射混凝土技术和预应力锚杆结合起来，近年来在大型边坡特别是岩质边坡滑坡治理中，得到广泛的应用。本文通过理论分析与数值模拟对岩质边坡的稳定性进行研究，对锚杆喷射混凝土对岩质边坡的加固效果的作了评价和分析。首先，对岩质边坡的失稳破坏的模式进行探讨，用刚体极限平衡法和有限单元法对岩质边坡进行稳定性分析。其次，对锚杆喷射混凝土加固边坡的作用机理进行初步研究，并用刚体极限平衡法计算边坡加固以后的安全系数，同时用数值分析方法，建立锚杆喷射混凝土和岩土体相互作用的有限元分析模型。通过计算边坡稳定安全系数来分析与评价锚杆喷射混凝土对岩质边坡的加固效果。最后，结合工程实例分析总结了两种计算方法理论上的不同之处以及计算结果存在差别的原因，并对锚喷加固效果进行了敏感性分析。通过上述工作，本文取得以下主要成果：(1)刚体极限平衡法在岩质边坡稳定分析中应用最广泛，并有规范与之配套：而有限单元法则能同时考虑平衡条件、变形协调条件和本构关系，使应力应变分析具有正确的力学基础，有助于对边坡变形和破坏机理的分析和研究。(2)研究了锚杆喷射混凝土加固岩质边坡作用机理，认为在岩质边坡工程中，锚杆起压力墙和组合梁的作用，喷射混凝土对岩体除公认的有渗入裂隙的加固作用外，喷射混凝土面层还具有粘结捆绑作用。(3)运用刚体极限平衡斜条分法和非线性有限元法分别计算天然状态和加固以后岩质边坡稳定的安全系数，对比发驴刚体极限平衡法计算出的安全系数比有限元计算出的安全系数略小。关键词：岩质边坡锚杆喷射混凝土加固稳定性刚体极限平衡非线性有限元ABSTRACTTerreneisaverycomplexmedium，andtheslidesofrockslopeareinfluencedbythequalityofterrenestructures，groundstress，showingvarioustypesofdamagessuchas：collapsing，sliding，dumping，buckling，etc．．Rationalanalysisonthestabilityofrockslope，andonthisbasis,toStudythereinforcementtreatmentseemstobeveryurgent．Rock—boltingandShotcretingtechnologycombinesshotcretingtechnologywithprestressedanchor,andiswidelyappliedinthecontroloverlandslidesofslopes，especiallyrockslopes．Throughtheoreticalanalysisandnumericalsimulations，thisessaymadestudiesonthestabilityofrockslope，andthestrengtheningeffectsofrock-boltingandshotcretinguponrockslopewereevaluatedandanalysed．First，bucklingcollapsemodelswerediscussed，andtheanalysisonthestabilityofrockslopewascarriedoutthroughrigidbodylimitequilibriummethodandfiniteelementmethod．Secondly,thisessaymadepreliminarystudiesonthemechanismofreinforcementofslopethroughrock—boltingandshotcreting，andcalculatedthesafetyfactorafterslopereinforcementusingrigidbodylimitequilibriummethod．Whileatthesametime，throughnumericalanalysis，afiniteelementdynamicanalyticalmodelwasestablishedfortheinteractionbetweenshotcreteandslope．Throughcalculatingsafetyfactorofslopestab