炭質(zhì)頁(yè)巖邊坡合理開(kāi)挖施工工藝研究

陳向陽(yáng)， 伍林林， 呂 哲

(長(zhǎng)沙理工大學(xué) 交通運(yùn)輸工程學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410114)

隨著我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)，高速公路在西部地區(qū)迅速發(fā)展，在建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)的炭質(zhì)頁(yè)巖路塹邊坡引起學(xué)者的廣泛關(guān)注。炭質(zhì)頁(yè)巖主要分布在我國(guó)廣西、云南等西南部地區(qū)，是一種軟巖，具有強(qiáng)度低，易風(fēng)化、易崩解等特點(diǎn)，由于巖體成分中含有大量的分散碳化有機(jī)物，遂成灰黑色。炭質(zhì)頁(yè)巖是一種沉積巖，環(huán)境差異使其物質(zhì)組成與巖體結(jié)構(gòu)錯(cuò)綜復(fù)雜，具有“成分不均、分布不均、性質(zhì)不均”等特點(diǎn)。如何保持邊坡在施工開(kāi)挖過(guò)程中處于穩(wěn)定狀態(tài)是一直是工程難點(diǎn)之一。炭質(zhì)頁(yè)巖邊坡受開(kāi)挖擾動(dòng)，邊坡中的應(yīng)力分布發(fā)生改變，其變形也進(jìn)一步增大，極有可能在開(kāi)挖過(guò)程中產(chǎn)生破壞，對(duì)施工安全構(gòu)成重大威脅。為保證施工安全，找到一種最安全合理的開(kāi)挖方式，使邊坡在開(kāi)挖完成后穩(wěn)定性最好，魏麗梅等[1]以某公路炭質(zhì)頁(yè)巖邊坡為依托，結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)及FLAC數(shù)值模擬計(jì)算，得到了炭質(zhì)頁(yè)巖路塹邊坡開(kāi)挖前后變形及穩(wěn)定性。本文在前人[2-7]研究基礎(chǔ)上，利用FLAC3D軟件對(duì)某邊坡以不同開(kāi)挖坡和不同開(kāi)挖分級(jí)深度工況下穩(wěn)定性情況進(jìn)行數(shù)值模擬，得到不同開(kāi)挖方式下邊坡穩(wěn)定性的變化，為實(shí)際工程提供參考。

1 數(shù)值模擬建立及參數(shù)選取

選取柳南高速公路改擴(kuò)建工程K21+450斷面處邊坡為研究對(duì)象。該段炭質(zhì)頁(yè)巖路塹邊坡高度為50 m，根據(jù)工程地質(zhì)資料，坡頂以下0～30 m為強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)頁(yè)巖，30 m以下為中風(fēng)化炭質(zhì)頁(yè)巖，邊坡典型斷面如圖1所示。……