巫山机场加筋边坡稳定性研究

        近年来，西南地区机场建设发展迅猛。山区机场地质条件复杂、 地势起伏高差大、 放坡长、 占地广等特点； 而土工格栅具有强度高、抗拉性好、造价低等特点。土工格栅与填料有着较好的摩擦特性， 形成一种加筋结构， 不仅能提高边坡的整体稳定性，还能约束地基的沉降变形。然而， 山区机场高填方边坡的加筋机理复杂，潜在的变形破坏模式众多，稳定性分析计算复杂，相关规范中加筋土坡的稳定性分析计算方法并不完全适用于高填方加筋边坡。因此，有必要开展山区机场高填方边坡加筋作用机理及其稳定性分析研究。

        本文以巫山神女峰机场项目为研究背景， 深入地研究 2 号加筋边坡的稳定性，通过现场监测、室内试验与数值模拟等相结合的方法， 系统的研究加筋边坡的加筋作用机理、 土工格栅及加筋边坡的变形规律、边坡与筋材的变形与力学特性、不同筋材长度下最危险滑动面的位置变化及稳定性。 主要研究内容和成果如下：

        1、利用自制改装的拉拔试验仪器对三种不同类型的土工格栅进行拉拔实验，并与直剪实验结果对比， 得到巫山地区石灰岩碎石土的抗剪强度值与高填方边坡的加筋作用机理，为数值模拟的参数取值提供依据。
        2、 通过对加筋边坡进行系统的现场变形沉降监测， 得到了土工格栅及加筋边坡的变形规律。
        3、利用有限元法对加筋边坡进行变形与力学特征分析。结果表明： 土工格栅与土体的咬合力约束了土体的位移，从而提高了边坡的稳定性； 土工格栅的拉力随着土工格栅加筋层数的增加而逐渐增大， 在第二级十三层土工格栅拉力达到峰值后缓慢减小。
        4、 通过现场监测数据反算出土工格栅实际所发挥的拉力值，然后与有限元模拟的拉力值进行验证对比。得出土工格栅的拉力值与变形密切相关；模拟所得的土工格栅拉力符合常规，可作为分析加筋边坡稳定性拉力取值的依据。
        5、基于极限平衡法分析加筋边坡在不同加筋长度下边坡的稳定性及滑面位置的变化。 得出了土工格栅长度为 24~26m 时，土工格栅达到滑移面的位置且没有多余的锚固长度，则土工格栅稳定性系数达到峰值， 为加筋边坡的设计提供依据。
关键词：加筋边坡；土工格栅；稳定性；变形；数值分析

        作为保证填方稳定性的一个重要技术手段，土工合成材料已经开始在机场高填方工程中逐步得到应用。例如四川攀枝花机场及神龙架机场在陡坡地段应用了加筋土挡墙保证了边坡稳定性； 云南腾冲机场在陡坡地段填方边坡内采用土工格栅从而使得边坡更陡；贵阳龙洞堡机场二期扩建采用土工格栅，防止高填方边坡潜在滑移面的形成；更多的优秀毕业论文请访问：http://www.docin.com/mydoc-176781054-1.html 贵州六盘水机场边坡用土工格栅加固边坡并减小边坡的蠕变变形量；河池机场和神龙架机场通过超高加筋土挡墙方案保证了边坡稳定性，节约了大量土石方和征地等，都获得了成功的应用。上述工程均在保证边坡稳定性的前提下节约了大量土石方工程量和征地面积，减小了边坡的变形量，有利于边坡自身的稳定和上面建（构） 筑物及附属设施的健康运营。
        由于加筋挡墙的理论研究非常成熟，但加筋边坡的理论研究远远滞后于工程实践。 民航系统加筋土结构的相关技术规范还是空白，至今还没有一个全面系统的针对性研究，设计应用全凭个人自行掌握，这就给高填方机场建设土工合成材料设计应用带来较大的难度和风险。 因此， 加筋边坡稳定性的研究对于指导山区机场高填方加筋边坡的理论分析和设计，为超高加筋土结构的设计提供理论依据，对该类机场的建设具有较大的指导意义。同时，本项目研究成果预计可推广至公路、铁路、水电、矿业等其它行业，丰富加筋土结构的设计理论和实践。