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近些年来我国经济建设的步伐进一步加快,尤其是在我国西南部山地地区,伴随着西部大开发战略的进一步深入,出现的工程建设项目类型越来越多样化。山区工程建设中许多项目建成之后会形成大量的岩质边坡,施工过程中由于边坡失稳而造成的工程事故也时有发生,这些边坡中又以顺层岩质边坡占到了大多数。正是因为如此,深入研究顺层岩质边坡在开挖施工过程中的力学及工程特性对于实际工程具有重要的指导意义。 本文以某边坡工程实例为背景,采用理论分析和数值模拟相结合的手段,对顺层岩质边坡开挖过程中的一些工程特性进行了研究和分析,确定了工程中开挖时的合理分阶宽度,对含有残余洞室的边坡进行了有针对性的支护及加固,论文主要进行了如下工作: (1)总结分析了岩质边坡的分类方法和破坏模式,以及岩质边坡稳定性的研究方法和顺层岩质边坡施工力学的研究现状。 (2)对目前边坡稳定性分析中常用的岩体强度准则进行了归纳,对比分析了各个理论的优缺点,并介绍了一种考虑了岩体开挖中卸荷非线性特性的岩体强度理论,提出了考虑岩体之间耦合作用对边坡开挖卸荷的计算方法。 (3)总结了边坡开挖过程中的施工力学问题的研究内容和研究方法,并提出了一种考虑岩体卸荷效应的边坡开挖释放荷载的计算方法,全面阐述了用FLAC3D进行边坡开挖数值模拟的基本过程及需要注意的问题。 (4)结合边坡工程实例,采用数值模拟软件FLAC3D对顺层岩质边坡开挖过程中一系列力学特性进行了分析,并对工程中的支护效果进行了评价,针对不同环境因素对边坡开挖后稳定性的影响关系进行了分析。 (5)对分阶开挖边坡中分阶宽度的合理取值进行了研究,提出了实际工程中合理台阶的取值分析方法以及取值范围;通过分析夹层结构面参数中的内摩擦角及粘聚力对边坡稳定性的不同影响效果,得出在设计及施工时应优先考虑其对边坡稳定性的影响;对工程中一段含有残余洞室的边坡提出了有针对性的支护方案,并对支护效果进行了分析,可为其他类似工程提供参考。