【正文】 程影響因素的不確定性以及對路塹邊坡的地質(zhì)勘探水準(zhǔn)的限制，對邊坡的變形穩(wěn)定事先準(zhǔn)確預(yù)測還存在很大困難。論文結(jié)合四川省交通廳計(jì)劃科研項(xiàng)目“深挖巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析及支擋防護(hù)方法研究”(項(xiàng)目編號：99003)，以西攀高速公路 K132＋472～＋565 高邊坡為依托工點(diǎn)，開展巖質(zhì)邊坡現(xiàn)場監(jiān)測及施工期穩(wěn)定性評價(jià)。在對測斜數(shù)據(jù)的處理過程中，為了提高邊坡穩(wěn)定性評價(jià)的準(zhǔn)確性，將小波分析應(yīng)用在邊坡水平位移監(jiān)測曲線的降噪中，選用小波閾值法對西攀高速公路 K132高邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪，結(jié)果證明有效。 field monitoring。2022 年 5月 1日重慶市武隆縣發(fā)生的山體滑坡造成了 79人死亡；2022 年 5月 28日，四川崇州發(fā)生山體滑坡，8 人死亡。長久以來，相對于其它類型邊坡，巖土工程屆對碎裂巖質(zhì)邊坡的認(rèn)識很有限，導(dǎo)致對此類邊坡的設(shè)計(jì)和施工存在較大的盲目性，使得這類邊坡在施工中或運(yùn)行中的失穩(wěn)事故時有發(fā)生。 國內(nèi)外應(yīng)用概況 邊坡處治技術(shù)及穩(wěn)定性研究概況邊坡治理是一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜、施工困難的災(zāi)害防治工程。Sarma 法在巖質(zhì)邊坡極限平衡分析領(lǐng)域具有重要地位，此法采用斜條分法，假定條塊傾斜界面之間也達(dá)到了極限平衡，這樣，靜力平衡方程和未知數(shù)的數(shù)目恰好匹配，也就是說，求解安全系數(shù)可變成靜定的問題。對巖質(zhì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性評價(jià)中，安全系數(shù)、應(yīng)力、變形的分析是主要的評價(jià)方式。4) 可靠度分析 [18]由于作用荷載、巖體力學(xué)參數(shù)等并非定值，而是服從一定的概型分布，邊坡穩(wěn)定性分析的一個發(fā)展方向是基于概率統(tǒng)計(jì)的可靠度理論。20 世紀(jì) 50年代以來，工程界逐步認(rèn)識到，巖土工程事故大多是由于基礎(chǔ)失穩(wěn)引起的，對基礎(chǔ)進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測，及時得到基礎(chǔ)信息并采取相應(yīng)的防范補(bǔ)救措施，可以預(yù)報(bào)、預(yù)防事故的發(fā)生，減少或防止財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡的現(xiàn)場監(jiān)測方法逐漸得到重視。隨后在一些可靠度要求高的工程中，逐漸開展了現(xiàn)場監(jiān)測的應(yīng)用，如：基坑開挖 [231] 、地下工程[333] 的建設(shè)中等等。三是一些新的施工工藝、方法如加筋土擋墻、錨桿、錨索等的應(yīng)用，也迫切需要通過科學(xué)研究提供理論依據(jù)和支持?？梢苿颖O(jiān)測，是指可多次利用儀器(或儀器的測讀部分)對巖土工程進(jìn)行重復(fù)性測試的一種監(jiān)測方式。雖然各類巖土工程乃至各個具體巖土工程的監(jiān)測條件各不相同，但是其監(jiān)測結(jié)果都必須及時反饋到主管工程師手中這一點(diǎn)上卻是相同的。課題擬解決的關(guān)鍵技術(shù)為：1) 碎裂結(jié)構(gòu)巖質(zhì)邊坡的基本地質(zhì)原型條件下，巖石(體)物理力學(xué)指標(biāo)、結(jié)構(gòu)特性指標(biāo)的試驗(yàn)測定及反分析確定方法；結(jié)合巖石強(qiáng)度參數(shù)的測試，為陡坡路基挖方工程邊坡支護(hù)區(qū)應(yīng)力及變形狀態(tài)的數(shù)值計(jì)算模擬提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及驗(yàn)證。邊坡開挖前遠(yuǎn)景圖如圖 21所示。密實(shí)度根據(jù)相鄰梁子田 2號橋相同土層、相同深度 N120動力觸探資料確定。泥巖：紫紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，夾粉砂巖，單層厚～，具水平層理，抗風(fēng)化能力弱，失水后易產(chǎn)生裂紋。其原巖為深灰色泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉砂巖及細(xì)砂巖，巖芯多呈 2～4cm 碎粒及碎塊，少許呈 6～26cm 柱狀；細(xì)粒砂巖較完整，巖芯一般節(jié)長 10～49cm，最長 78cm，巖芯上見擦痕及磨光鏡面，擠壓揉皺明顯，含次生方解石脈，鉆孔揭露厚度為 46m。受其影響，巖層裂隙發(fā)育，巖芯破碎，巖層傾角較陡，傾角為 61～ 85176。西 ， 傾向北東，傾角 45～68176。邊坡區(qū)未見泉水出露，地下水位埋藏較深，勘察期間地質(zhì) ZKZK2 號鉆孔未見水位，地質(zhì) ZKZK4 號鉆孔揭露，地下水位埋深為 ～。 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 13 頁1208126那 爾 壩 斷 層 帶12403861243064128F7125864125048126 構(gòu)造透鏡體1276412706812460129086124801302981264 線 無ZK70右 線 中 線工 程 地 質(zhì) 剖 面 圖Pt1hl 設(shè) 計(jì) 路 面 高 程Jy設(shè) 計(jì) 路 面 高 程Qd+c高 程 (m) Jy圖 22 攀西路 K132 高邊坡工點(diǎn)典型工程地質(zhì)剖面圖 巖石力學(xué)試驗(yàn)及物理力學(xué)性質(zhì)分析 試驗(yàn)巖樣描述在邊坡施工圖勘察階段，對該工點(diǎn)的巖石和土的性質(zhì)沒有進(jìn)行相關(guān)物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)，在施工階段，課題組結(jié)合邊坡工程深部位移監(jiān)測孔施工進(jìn)行了補(bǔ)充工程地質(zhì)勘察，獲取主要信息如下：(1) 斷層破碎帶根據(jù)邊坡工程開挖，揭示邊坡上斷層破碎帶的位置：斷層破碎帶在第五級坡面通過，寬度不均勻，平均寬度約 10米。第四、五級坡面節(jié)理面產(chǎn)狀較為零亂，總體來講以斜交節(jié)理面和陡傾角節(jié)理面為主?！?泥質(zhì)砂巖 黃褐色 強(qiáng)風(fēng)化 干以強(qiáng)風(fēng)化砂巖為主，含砂質(zhì)、石英、云母片，以及鐵，錳，巖芯呈碎塊狀。取芯率＝78%?！百|(zhì)泥巖黃褐色強(qiáng)風(fēng)化至中風(fēng)化干含砂質(zhì)、石英、云母片，以及鐵、錳氧化物，巖芯以 3～4cm 砂質(zhì)泥巖為主?！?泥巖 黃色 中風(fēng)化 干節(jié)理裂隙較發(fā)育，裂面粗糙平直，填充有泥質(zhì)，巖芯呈柱狀，碎塊狀。該邊坡表層為砂質(zhì)泥巖強(qiáng)風(fēng)化帶，中間為泥質(zhì)砂巖中風(fēng)化帶，基層為泥質(zhì)砂巖中風(fēng)化區(qū)，中間 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 17 頁層與基層之間夾有一層厚度為 1米左右的軟弱夾層，斷層破碎帶在第五級坡面通過，寬度不均勻，平均寬度約 10米。通過試驗(yàn)，研究該處巖石的力學(xué)性質(zhì)，為下一步的研究工作提供參數(shù)支持和分析依據(jù)。主要包括兩個方面：一是巖石本身性質(zhì)方面的因素，如礦物組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造(顆粒大小、連接及微結(jié)構(gòu)發(fā)育特征等)、密度及風(fēng)化程度等等；二是試驗(yàn)條件方面的因素。破壞形態(tài)描述 巖石整體破壞，且均為碎裂破壞。?根據(jù)要求，可以使用烘干試樣，也可以使用飽水試樣。巖石三軸試驗(yàn)通常分為不等圍巖的真三軸試驗(yàn)( )1?32? 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 24 頁和等圍壓的常規(guī)三軸試驗(yàn)( )。 儀器設(shè)備采用長春儀器廠長江Ⅲ型液壓式萬噸試驗(yàn)機(jī)，試驗(yàn)儀器如下圖示。試驗(yàn)依據(jù)規(guī)程規(guī)范為：中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水利水電工程巖石試驗(yàn)規(guī)程》DLJ204－81。根據(jù)研究實(shí)施大綱要求，課題組于 2022年 8月中旬在測斜管鉆孔施工時，對鉆孔取出的巖樣進(jìn)行了篩選采集，以進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)研究，測試巖石和結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度參數(shù)和變形參數(shù)。取芯率＝%，RQD=%?！百|(zhì)泥巖黃褐色中風(fēng)化 干以粘土礦物為主，含砂質(zhì)、石英、云母片，節(jié)理裂隙很發(fā)育，裂隙面粗糙，裂面中無填土，巖芯主要呈碎塊狀。取芯率＝75%，RQD=50%。取芯率＝70%。表 22 測斜管 CX5 鉆出巖樣產(chǎn)狀描述起止深度 土的名稱 顏色 狀態(tài) 濕度 成分及其它0m～ 砂質(zhì)泥巖 黑黃褐色 強(qiáng)風(fēng)化 干以泥巖為主，呈層狀，含炭質(zhì)、鐵、錳，巖芯極破碎。 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 14 頁表 21 邊坡開挖坡面量測的主要結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀 (開挖臨空面方向?yàn)?0186。因邊坡區(qū)無泉水出露，鉆孔水有大量循環(huán)水混入，地表沖溝水均為孔隙水、裂隙水滲流匯集而成，其水質(zhì)基本能代表地下水水質(zhì)，故利用相鄰工點(diǎn)那爾壩 2號橋地表沖溝取樣分析資料，對本工點(diǎn)進(jìn)行水質(zhì)評價(jià)。經(jīng)對區(qū)內(nèi)地震危險(xiǎn)性分析，其結(jié)論：本公路段的地震基本烈度為Ⅶ度。邊坡基巖中發(fā)育節(jié)理兩組，J 1組節(jié)理走向北 85176。東，傾向南東，傾角 72176。砂巖：灰色，中粒結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造，礦物成分為長石，石英，巖屑，巖質(zhì)堅(jiān)硬。結(jié)構(gòu)不均勻，松散，稍濕。鉆孔揭露厚度 。 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 9 頁第二章 邊坡概況及巖石物理力學(xué)試驗(yàn) 現(xiàn)場地質(zhì)情況 地形地貌邊坡區(qū)屬安寧河左側(cè)中山斜坡地貌，地形切割強(qiáng)烈，高程約在1080～1380m，相對高差 300m，地表多被第四系崩坡積層掩蓋，斜坡平均坡度約 45176。巖質(zhì)邊坡的地質(zhì)條件復(fù)雜多變，要在工程設(shè)計(jì)階段準(zhǔn)確無誤地預(yù)測巖體的基本狀況及其在施工、運(yùn)行過程中的變化，這在目前幾乎不可能。2) 在監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面則越來越重視以各種信息綜合集成結(jié)果為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法。文獻(xiàn)[52]對虎門大橋應(yīng)用 GPS現(xiàn) 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 7 頁場監(jiān)測方法進(jìn)行介紹，比較了幾種常用的位移監(jiān)測方法，其實(shí)時性和自動化程度高，受外界影響小的特點(diǎn)，顯現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。表現(xiàn)為缺少經(jīng)驗(yàn)，面對現(xiàn)有的眾多的監(jiān)測方法和監(jiān)測儀器，無法針對被監(jiān)測對象的具體特點(diǎn)，充分考慮各種有效的監(jiān)測方案和監(jiān)測儀器的性能特點(diǎn)，選擇最有效的監(jiān)測方案和監(jiān)測儀器，使得在面對具體工程和結(jié)構(gòu)時監(jiān)測結(jié)果的代表性低，同時無法確保監(jiān)測結(jié)果在時間上和空間上的連續(xù)性要求，影響現(xiàn)場監(jiān)測在道路工程中的應(yīng)用與發(fā)展。在充分研究了監(jiān)測儀器的使用效果和經(jīng)驗(yàn)，儀器的種類和技術(shù)性能，質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，確認(rèn)了一批供現(xiàn)場監(jiān)測選用的儀器 [25]，同時對這些儀器的技術(shù)指標(biāo)、適用條件、穩(wěn)定性等也有了評定標(biāo)準(zhǔn) [26]。其物質(zhì)組成，結(jié)構(gòu) 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 5 頁以及它們所處的環(huán)境是如此復(fù)雜，以至于單純靠數(shù)學(xué)、力學(xué)方法是很難以工程設(shè)計(jì)要求的精度對工程巖土體的變形破壞過程進(jìn)行預(yù)測的。利用剛體彈簧元可直接求出交界面面力的特點(diǎn)，在邊坡分析中，克服了傳統(tǒng)位移型有限元法單元間的應(yīng)力跳躍缺陷和位移有限元法難以直接求出抗滑安全系數(shù)的缺點(diǎn)，從而使得最危險(xiǎn)滑動面的搜索成為可能。因此傳統(tǒng)的極限平衡法中包含的靜不定問題可以通過引入求解安全系數(shù)的最大值這一約束條件來解決。20 世紀(jì) 80年代以來，由于錨固技術(shù)理論研究和鑿巖機(jī)械突破性的發(fā)展，錨噴防護(hù)技術(shù)、壓力注漿防護(hù)手段及框架錨固結(jié)構(gòu)越來越多地應(yīng)用于高邊坡處治防護(hù)工程中。因此，通過對重要邊坡的現(xiàn)場監(jiān)測，可以為指導(dǎo)設(shè)計(jì)施工提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，確保路塹高邊坡安全。建設(shè)中的西攀高速公路穿越地區(qū)地形地貌復(fù)雜，歷史上曾多次發(fā)生山體滑坡、泥石流等自然災(zāi)害； 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 2 頁該公路線長面廣，路塹邊坡規(guī)模不一，但種類繁多，山區(qū)巖石和土的類型也多種多樣，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育程度迥異。據(jù)統(tǒng)計(jì) [1]到 2022年底，全國交通運(yùn)輸線路中，鐵路里程達(dá)到，公路里程達(dá)到 193萬公里，并且這個發(fā)展速度越來越快。第三階段，綜合監(jiān)測數(shù)據(jù)及一級坡面開挖揭示的工程地質(zhì)條件，將一級邊坡原設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力錨索樁改為框架錨索。(2)針對碎裂巖質(zhì)邊坡施工期的特點(diǎn)，結(jié)合 K132高邊坡監(jiān)測方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施，對碎裂巖質(zhì)邊坡動態(tài)監(jiān)測過程進(jìn)行了探討。路塹邊坡的開挖必然導(dǎo)致坡體內(nèi)部應(yīng)力場的重分布，產(chǎn)生變形；對此必須采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧?，確保邊坡的變形收斂、整體穩(wěn)定。為以后同類邊坡工程的穩(wěn)定性評價(jià)和處理，提供了理論研究和實(shí)際參考價(jià)值。?????????????????????? 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 II 頁(4)為配合 K132高邊坡的信息化施工，確立了分階段實(shí)施陡坡路基挖方工程邊坡原位支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形狀態(tài)監(jiān)測方案。 noise reduction by wavelet。我國西南地區(qū)是一個多山的地區(qū)，在山區(qū)修建高等級公路，深挖路塹巖質(zhì)邊坡不可避免，隨著建設(shè)工程中所遇到的巖質(zhì)邊坡問題的增多，這些邊坡工程的穩(wěn)定性及其對周邊環(huán)境的影響已引起了人們的極大關(guān)注。碎裂巖質(zhì)路塹高邊坡的施工，是一個破壞山體原有力學(xué)平衡而又用支擋支護(hù)工程重建力學(xué)平衡的過程。在 20世紀(jì) 50年代，我國治理邊坡主要采用地表排水、清方減載、填土反壓、抗滑擋墻及漿 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 3 頁砌片(塊)石等處治措施，但工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明在很多情況下，上述措施僅能使邊坡處于暫時穩(wěn)定狀態(tài)，如果外界條件發(fā)生變化，邊坡仍有可能失穩(wěn)。由于巖體內(nèi)通常都存在著一組陡傾角的結(jié)構(gòu)面，在發(fā)生滑動破壞時，一方面沿底滑面滑動，一方面也沿這些陡傾角的結(jié)構(gòu)面錯動，因此Sarma法是一個分析巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定較為合理的方法。目前國內(nèi)外進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性評價(jià)的主要方法有 [11]： 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 4 頁1) 剛體極限平衡法剛體極限平衡法是半經(jīng)驗(yàn)性的計(jì)算方法，因其有長期的工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，采用的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)和安全系數(shù)相配套，所以目前國內(nèi)外工程界仍主要沿用該方法作為判斷邊坡巖體穩(wěn)定性的主要手段?？煽慷壤頊S是一種迅猛發(fā)展的新方法，自 70年代應(yīng)用于邊坡工程以來，受到了國內(nèi)外巖土界的高度重視。20 世紀(jì) 70年代以來，對現(xiàn)場監(jiān)測項(xiàng)目的確定，監(jiān)測儀器的選擇、布置，監(jiān)測儀器的埋設(shè)技術(shù)，以及觀測方法和觀測資料的整理分析等方面的研究工作大大加強(qiáng)。現(xiàn)場監(jiān)測在道路工程中的應(yīng)用開始于上世紀(jì)末，在橋梁 [335] 、隧道 [33339] 、高邊坡 [44444] 等易發(fā)生安全事故的部位開展了一些現(xiàn)場監(jiān)測工作，如對橋梁、隧道及邊坡進(jìn)行變形監(jiān)測以預(yù)防其發(fā)生失穩(wěn)破壞。要開展這些科研工作，需要應(yīng)用現(xiàn)場監(jiān)測方法，取得工程的實(shí)際數(shù)據(jù)，這也從一個方面推動了現(xiàn)場監(jiān)測在道路工程中的應(yīng)用。利用這類儀器，在完成某點(diǎn)某次監(jiān)測以后，可根據(jù)需要以攜帶方式將儀器(或儀器的測讀部分)移走以便進(jìn)行下一測點(diǎn)或同一測點(diǎn)下一