关键词:
岩质边坡
边坡稳定性
预应力锚索
数值模拟
参数优化
摘要:
滑坡灾害是我国山区公路及隧道面临的主要地质灾害类型之一。为研究山区边坡稳定性及预应力锚索支护效果,以跃进3号隧道ZK67+533断面处的岩质边坡为例,通过FLAC^(3D)建立数值模型,对比分析了施加预应力锚索前后的边坡稳定性,以及不同锚固方案下岩质边坡支护效果。为定量分析预应力锚索的垂直间距、水平倾角、锚索数量和锚固长度对稳定性的影响及对监测点的位移控制情况,基于初步支护方案进行参数优化。研究表明:由传统理论计算公式和数值模拟试验得到边坡的安全系数F_(s)小于1.05,说明天然状态下该边坡处于欠稳定状态。两计算结果误差小于1.9%,验证了模拟结果的准确性。初步支护方案施作后,边坡安全系数F_(s)达到1.34,已符合规范及安全要求;锚索垂直间距对边坡稳定性的影响存在临界状态,随着间距的增大,安全系数先增再减,当锚索间距控制为2 m时边坡安全系数达到最大值(为1.52);随着锚索水平倾角增大,与坡面逐步趋于正交,边坡安全系数缓慢提高,当倾角调整为25°时安全系数达到峰值(为1.59);调整锚索数量为偶数时,边坡安全系数处于较高水平且相差甚微,当锚索数量为奇数时边坡安全系数有显著下降;不同锚固段长度对边坡安全系数及监测点位移控制的影响较小,锚索支护作用主要由锚固段前端6 m承担,施工时可适当缩短锚固段长度,兼顾安全性与经济性。