煤田地质与勘探

作者：秦辉, 尹小涛, 汤华, 程谞,

关键词：边坡工程, 主动加固, 阶段特征, 时空维度三要素, 工程应用,

目的边坡失稳破坏具有较强的时空特征，现有被动设计方法造成大量挖方边坡工程失稳。分析边坡开挖时空演化规律，探讨边坡主动加固设计方法，对边坡信息化施工和安全控制尤为重要。方法采用现场调研和数值模拟手段，分析高边坡开挖破坏原因和滑带主应力演化规律，揭示边坡开挖渐进破坏机制，进一步构建以加固时机、加固深度、加固力为核心三要素的边坡主动加固设计方法体系，并通过典型挖方边坡工程检验方法的可行性。结果和结论结果表明：(1)挖方边坡开挖失稳破坏过程可划分为：破坏应力孕育期、稳定发展期和急速发展期。(2)建立挖方边坡变形阶段和安全系数(Fs)与开挖步的表征关系，可控弹塑性变形阶段1.05≤Fs≤Fst(设计安全系数)为最佳加固时机；临界坡高计算方法可以更加方便地确定加固时机，0.4 Hcr~0.7Hcr(临界坡高)为最佳加固时机。(3)提出主动加固深度上下界的界定方法，主动加固时锚固段的深度需在锚固上界之下，且达到锚固下界。(4)考虑开挖损失应力补偿，提出每级坡主动加固力的确定方法，保证开挖过程中边坡稳定性。(5)通过工程案例进行主动和被动加固设计比较，得出采用提出的主动加固设计方法只需要相对较小的加固力即可较好地约束边坡变形和塑性区扩展。研究成果可为挖方边坡工程信息化施工和加固设计提供指导。

来源：2024年第11期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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