【摘要】：复杂地质条件下山区公路边坡的长期安全性直接关系到公路本身的安全运营及其沿线地区人民的生命财产安全。本文在收集前人研究资料的基础上，采用原型调研与室内分析相结合、机制分析与模拟研究相结合、安全系数分析与相互作用关系研究相结合、现场监测与安全性评价相结合的思想，通过对鹧鸪山隧道西引道典型高边坡的现场跟踪调研与监测，运用工程地质、岩土工程、岩体力学、有限元理论、灰色系统理论、模糊数学等先进理论和方法，在对西引道典型高边坡的稳定性、整治与加固技术研究的基础上，通过边坡地质体与锚固结构相互作用分析、边坡监测数据分析、边坡变形灰预测分析以及模糊综合评判等途径，重点对治理后的典型高边坡的长期工程安全性进行了系统深入的研究。具体内容及获得的结论如下： 1．通过野外调查，查明典型高边坡的工程地质条件，并判明边坡变形破坏机制及影响边坡稳定性的主要因素；采用极限平衡理论对高边坡的稳定性进行了定性评价和定量计算，并对高边坡进行了加固优化设计。 2．利用数值模拟分析方法对高边坡工前的稳定性进行模拟分析。同时，对高边坡加固进行模拟，分析边坡地质体与整治工程结构的相互作用，分析结果表明锚杆受力远小于其设计值，边坡安全裕度较高。 3．通过锚杆受力监测、地表及深部位移监测及其数据的处理分析，对施工完成后的高边坡工程安全性进行评价。监测结果表明，深部位移监测孔孔口累计位移大多在50mm以内，且位移变化量越来越小，锚杆最大受力31KN，远小于其设计值70KN，边坡处于长期安全状态。 4．运用灰色预测方法对边坡地表位移及深部位移进行预测分析，通过现有的监测数据建立地表位移及深部位移数据的数学模型函数，分析预测治理后边坡的变形量，得出工程边坡的长期安全性状况良好。 5．应用模糊数学中的模糊综合评判对边坡的安全性进行了综合评判，得出治理后工程边坡的安全等级均为安全。 【关键词】：鹧鸪山隧道 工程安全性评价 数值模拟 灰色预测 模糊综合评判
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：U452.11
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2006.139763
【目录】：

• 摘要2-3 ABSTRACT3-5 目录5-8 第1章 引言8-22 1.1 选题依据及研究意义8-10 1.2 国内外研究现状10-20 1.2.1 国内外研究概况10-11 1.2.2 边坡稳定性评价方法现状11-16 1.2.3 边坡治理研究现状16-18 1.2.4 边坡工程安全性评价研究现状18-20 1.3 研究内容及技术路线20-22 1.3.1 研究内容20 1.3.2 技术路线20-22 第2章 西引道地质环境及典型高边坡工程地质条件22-28 2.1 西引道地质环境条件22-26 2.1.1 气象与水文22 2.1.2 区域地质背景22-23 2.1.3 地形地貌23 2.1.4 地层岩性23-24 2.1.5 地质构造24 2.1.6 岩体的风化与卸荷24 2.1.7 水文地质24-26 2.2 典型高边坡工程地质条件26-28 2.2.1 典型高边坡的确定26 2.2.2 典型高边坡的工程地质条件26-28 第3章 高边坡稳定性分析及加固设计28-51 3.1 高边坡稳定性的定性评价28-41 3.1.1 边坡岩体质量分级28-34 3.1.2 上边坡稳定性评价34-40 3.1.3 下边坡稳定性评价40-41 3.2 典型高边坡稳定性的定量评价41-45 3.3 高边坡处治的优化设计45-51 3.3.1 高边坡处治设计方案45-46 3.3.2 高边坡锚固工程优化设计46-51 第4章 高边坡安全性的数值模拟分析51-70 4.1 工前稳定性的数值模拟分析51-63 4.1.1 计算模型的建立51-53 4.1.2 计算参数的选取53 4.1.3 稳定性计算结果分析53-63 4.2 工后安全性的数值模拟分析63-69 4.2.1 概述63 4.2.2 计算模型建立63-64 4.2.3 支护结构参数选取64-65 4.2.4 计算结果分析65-69 4.3 小结69-70 第5章 高边坡安全性的工后监测及评价70-92 5.1 监测网的布置70-74 5.1.1 地表位移监测点布置70 5.1.2 锚杆应力计布置70-71 5.1.3 深部位移监测点布置71-74 5.2 地表位移监测及分析74-79 5.2.1 地表位移监测方法原理74 5.2.2 监测成果及其分析74-79 5.3 深部位移监测及分析79-88 5.3.1 测斜仪基本工作原理79-80 5.3.2 监测成果及其分析80-88 5.4 锚杆受力监测及分析88-91 5.4.1 测力计基本工作原理88-89 5.4.2 监测成果及其分析89-91 5.5 工程安全性评价91-92 第6章 高边坡变形的灰色预测分析92-109 6.1 灰色预测概述92-94 6.1.1 灰色预测机理93 6.1.2 灰色预测类型93-94 6.2 GM(1，1)灰模型94-98 6.2.1 GM(1，1)参数的矩阵算式94-97 6.2.2 非等间隔 GM(1，1)及参数97-98 6.3 边坡地表位移的灰色预测98-104 6.3.1 预测模型的选择及数据预处理98-99 6.3.2 建立预测模型99-101 6.3.3 模型精度检验101-103 6.3.4 预测103-104 6.4 边坡深部位移的灰色预测104-108 6.4.1 预测模型的选择及数据预处理104 6.4.2 建立预测模型104-106 6.4.3 模型精度检验106-108 6.4.4 预测108 6.5 小结108-109 第7章 高边坡安全性综合分析与评价109-118 7.1 常规综合评价109-110 7.2 模糊综合评判110-117 7.2.1 评价因子的取值和分级标准112-113 7.2.2 确定隶属函数113-114 7.2.3 单层次分析法确定权重114-115 7.2.4 边坡分区综合评判115-117 7.3 小结117-118 结论与建议118-120 致谢120-121 参考文献121-123 附图123-124