论文题目：破碎岩质边坡绿色主动网锚喷生态混凝土防护技术及应用
摘要：山区公路边坡受降雨、地震等作用,边坡浅表面遭受侵蚀风化,随着大量工程建设的开展,边坡滚落石、危岩崩塌以及局部溜塌灾害极易发生,对路上行人及行车构成极大安全隐患。破碎岩质边坡加固包括对边坡整体以及浅表层的加固,论文分析了破碎岩质边坡浅表层灾害特征并给出灾害防治建议;分析常用锚固边坡的计算方法,提出了绿色主动网锚喷生态混凝土防护锚固边坡锚杆设计计算方法,推导了锚固边坡最佳锚杆倾角计算公式;基于数值模拟及现场试验检验了破碎岩质边坡绿色主动网锚喷生态混凝土防护技术对边坡整体及浅表层加固的可行性;基于依托工程边坡生态防护工程,研究破碎岩质边坡绿色主动网锚喷生态混凝土防护技术施工流程及施工关键技术;构建边坡生态修复评价体系,对依托工程边坡生态修复效果进行综合评价。主要工作与结论如下:（1）绿色主动网锚喷生态混凝土防护技术可以提升边坡整体稳定性以及浅表层稳定性,同时修复边坡生态。其主要加固机理是通过锚杆增加边坡整体稳定性;金属网及生态混凝土增加边坡浅表层稳定性,后期植物根系也能起到加筋固土的作用;降雨时植被具有降雨截留及缓释溅蚀、降低边坡浅表层岩土体孔隙水压力以及抑制坡面径流的作用,进一步提升边坡浅表层稳定性;植被生长后可以完全掩盖工程措施,构成一个边坡生态防护系统,同时具备良好的景观效益。（2）在采用强度折减法分析边坡稳定性时,计算结果没有明显的滑动面,可以通过提取边坡滑动面区域中网格最大剪应变单元值,将这些值连接成圆弧线,构成边坡的最危险滑动面。（3）对于存在圆弧滑动面的岩质边坡最佳锚杆倾角的计算应该考虑初始边坡滑动面的分布情况,锚杆倾角:θ≤90°-αi,考虑到锚杆施工质量保证以及锚杆具有有效抗滑分力,还应保证锚杆倾角为:10°≤θ≤60°,初步设计计算时,锚杆倾角可取为45°。锚杆倾角超过50°之后,边坡安全系数下降速率较大,计算得到的边坡安全系数相较于最大值减少比例达到20%以上,软弱岩层厚度越大,安全系数下降比例越高;故对于软弱岩层较厚的边坡,设计锚杆倾角不宜大于50°。（4）生态混凝土刚喷播完时由于其含水率较高且内部粘结剂尚未发挥作用,导致其抗剪强度较低,故在生态混凝土喷播施工时应注意避免雨天施工。粘结剂主要影响基材的粘聚力指标,植物根系对于基材粘聚力指标的提升效果比内摩擦角更为明显。喷播14天后,其抗剪强度较高,对边坡浅表层具有很好的防护作用,边坡浅表层局部稳定性较好,验证了绿色主动网锚喷生态混凝土防护对边坡浅表层加固的可靠性。（5）破碎岩质边坡防护方案比选应该考核安全性、耐久性、经济性以及边坡生态修复效果四个指标,对于边坡防护工程,安全性为最重要的指标;耐久性、经济性以及边坡生态修复效果三个指标相互影响,评价时应为并列关系。三种边坡防护方案中,绿色主动网锚喷生态混凝土防护权重最大为0.5222,锚杆框架梁权重最小为0.1755,绿色主动网锚喷生态混凝土防护技术应为破碎岩质边坡首选的加固方案。（6）破碎岩质边坡生态修复效果的评价应考核生态混凝土质量、植物质量、边坡景观质量以及边坡生态修复后带来的经济效益四方面的指标,其中生态混凝土质量很大程度上决定了其他三项指标的达成效果;生态混凝土养分含量决定了边坡植物生长的情况;植物质量受生态混凝土种子配比及生态混凝土养分含量影响,可控性较高,为弱影响指标;边坡植物生长情况决定边坡植被景观,对边坡生态修复效果的影响较其他三种指标相对较弱。采用模糊综合评价分析法对依托工程边坡生态修复效果进行综合评判,结果表明其生态修复效果为“良好”。
关键词：岩质边坡;破碎;浅表层;稳定性;锚喷;生态混凝土;评价
学科专业：建筑与土木工程（专业学位）
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 边坡浅表层防护工程问题分析
1.2.2 边坡主动防护网应用现状及加固机理研究
1.2.3 普通生态护坡技术研究现状
1.2.4 挂网+生态防护技术应用研究现状
1.2.5 目前研究不足
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 研究目标及研究内容
1.3.2 研究方案及技术路线
第二章 破碎岩质边坡浅表层灾害机理及防护措施
2.1 公路高陡破碎岩质边坡浅表层灾害
2.2 公路高陡破碎岩质边坡浅表层灾害致灾机理
2.2.1 边坡滚落石灾害
2.2.2 边坡危岩崩塌及局部溜塌灾害
2.3 破碎岩质边坡浅表层灾害防治建议措施
2.3.1 从滚落石、危岩崩塌以及局部溜塌灾害的触发条件方面
2.3.2 从滚落石及危岩崩塌灾害的影响因素方面
2.3.3 从碎石体的运动特性方面
2.4 绿色主动网锚喷生态混凝土边坡防护技术加固机制
2.4.1 绿色主动网锚喷生态混凝土边坡防护技术构成
2.4.2 植物根系护坡力学效应
2.4.3 植被护坡水文效应
2.5 本章小结
第三章 边坡锚杆加固机理及设计方法
3.1 常见边坡稳定性计算方法简介
3.1.1 定性分析方法
3.1.2 定量分析法
3.2 边坡锚杆加固机理及稳定性计算方法
3.2.1 边坡锚杆加固机理
3.2.2 边坡锚杆加固稳定性计算方法
3.3 边坡绿色主动网锚喷生态混凝土防护锚杆设计计算方法
3.4 锚杆倾角设计计算及优化
3.5 本章小结
第四章 岩质边坡锚杆加固设计优化及不同防护方法稳定性分析
4.1 数值模拟软件简介
4.1.1 GeoStudio软件简介
4.1.2 Midas GTS软件简介
4.2 数值模拟模型参数选取及模型建立
4.2.1 本构模型选取
4.2.2 有限元强度折减法基本原理
4.2.3 数值模拟模型参数
4.3 数值模拟分析步骤
4.3.1 模型初始条件
4.3.2 施工过程模拟
4.3.3 计算工况设置
4.4 数值模拟计算结果分析
4.4.1 锚固边坡最优锚杆倾角数值模拟计算分析
4.4.2 依托工程初始边坡数值模拟计算结果分析
4.4.3 不同防护方式加固边坡数值模拟计算结果分析
4.4.4 针对于依托工程边坡的锚杆设计参数优化
4.5 本章小结
第五章 破碎岩质边坡绿色主动网锚喷生态混凝土防护技术应用
5.1 工程概况
5.2 现场应用关键技术
5.2.1 边坡浅表层岩体破碎易垮塌
5.2.2 坡面凹凸不平处理措施
5.2.3 生态混凝土组分及关键参数
5.2.4 坡面稳定性保障措施
5.2.5 坡面防排水措施
5.3 施工流程
5.4 本章小结
第六章 生态混凝土理化性质研究及边坡植物生长监测
6.1 生态混凝土肥效及pH值变化规律研究
6.2 生态混凝土抗剪强度指标变化规律
6.2.1 试验方案
6.2.2 生态混凝土室内直剪试验结果分析
6.3 边坡植物生长情况监测
6.4 本章小结
第七章 破碎岩质边坡绿色主动网锚喷生态混凝土防护效果评价
7.1 层次分析法基本原理及步骤
7.2 模糊综合评价法基本原理及步骤
7.3 基于层次分析法的破碎岩质边坡护坡方案比选
7.3.1 评价指标打分标准
7.3.2 破碎岩质边坡护坡方案比选
7.4 边坡生态修复效果评价
7.4.1 评价指标打分标准
7.4.2 评价指标权重计算
7.4.3 破碎岩质边坡生态修复效果模糊综合评价
7.5 本章小结
结论
展望
致谢
参考文献