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| 岩质工程高边坡稳定性及其控制的系统研究 |
| 李天斌 |
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| SYSTEMATICAL RESEARCH ON THE STABILITY OF HIGH ROCK ENGINEERING SLOPE AND ITS CONTROL |
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摘要 结合典型研究区工程高边坡稳定性的研究实践，采用现代工程地质、岩土工程和岩体力学的先进理论和方法，从工程地质、稳定性分析与评价三方面，系统地研究了岩质工程高边坡的稳定性问题，建立了一套完整的岩质工程高边坡稳定性及其控制研究的技术方法体系。研究成果既解决了研究对象的实际问题，又在岩质高边坡研究的基础理论和方法方面取得了进展，主要包括：
(1) 通过国内外大量典型实例的现场调研和对比研究，系统地总结了岩体浅表生改造的一般规律，阐明了浅表生改造对岸坡应力场的大小、方向和范围的影响、岸坡应力场和结构场的分布规律、浅表生卸荷变形破裂体系及其对岩体稳定性的控制意义等，丰富和发展了岩体浅表生改造的理论。
(2) 探讨了岩体浅表生改造与边坡变形破坏的关系。按照岩体和结构面遭受浅表生改造和重力场条件下边坡时效变形继续改造的方式和程度，将边坡岩体划分为卸荷岩体、卸荷破裂岩体(含卸荷拉裂体或卸荷松弛体)、变形体和崩塌、滑坡4个等级，首次阐明了不同等级的边坡岩体的基本特征和工程地质意义。
(3) 将边坡岩体质量分级与边坡的稳定性相结合，应用模糊数学理论，提出了边坡稳定性岩体质量分级的模糊综合评判方法；针对边坡岩体质量分级的CSMR法存在的不足，结合溪洛渡工程边坡岩体结构的具体特征，提出了边坡岩体质量分级修正的CSMR法。
(4) 采用地质分析判断和计算机仿真模拟的方法进行分析，结果表明，研究区拱肩槽和进水口边坡整体处于稳定状态，边坡开挖后的位移量一般为10～20 cm。
(5) 采用层次性分析原理和复杂块体理论，从确定性块体、半确定性块体和随机块体三个层次上对边坡块体的稳定性进行分析、论证和评价，建立了非规则边坡块体稳定性分析评价的技术思路和方法体系。研究表明，拱肩槽和进水口边坡出现确定性块体的可能性较小，边坡中的不稳定块体大部分为半确定性块体，且规模较小，影响深度有限，切割边界不完善。
(6) 首次提出了“工程边坡稳定性控制”的概念，阐述了工程边坡稳定性控制的基本学术观点和控制体系的构成。通过地质分析、经验类比和有限元计算，获得了拱肩槽和进水口边坡的优化坡比，确立了工程边坡坡比选择的技术途径和综合集成方法。提出了从坡面控制、锚固控制和爆破控制三方面对拱肩槽和进水口边坡进行控制的技术方案。
(7) 探索了与边坡失稳预报密切相关并影响预报精度的一些基本问题，提出了边坡振荡型变形曲线和阶跃型变形曲线突变现象分析和处理的方法以及边坡变形阶段判别的定量方法。将处理复杂性问题行之有效的非线性科学理论引入边坡失稳时间预报研究中，初步探讨了边坡变形过程中的分维特征，建立了边坡失稳中长期预报的动态分级跟踪预报判据；提出了短期预报的Verhulst反函数模型预报法。
(8) 提出了边坡失稳时间预报的“变形机制分析-实时跟踪预报”的学术思想，并建立了相应的技术方法体系。基于此研究成果和前人的成果，开发研制了边坡失稳实时跟踪预报软件系统(SIPS)。
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| 关键词 ：
工程高边坡,
稳定性分析与评价,
稳定性控制,
浅表生改造,
非线性科学理论
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收稿日期: 2002-10-15
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