[01912686]南方地区软岩边坡灾变防控关键技术及应用

软岩水理性强、易崩解、强度低、变形大，组分复杂且环境敏感性强，在我国南方地区广泛分布。高速公 路、铁路穿越切割软岩地质体极易形成大量高陡软岩边坡。软岩边坡坡面岩体前期较稳定极易被忽 视，但在湿热环境影响下呈现出量大面广、屡治屡滑、由表及里的渐进失稳灾变特点，导致南方地区软 岩边坡灾变控制难度和复杂性前所未有。据《全国地质灾害防治规划》统计，近十年降雨引起的软岩边 坡灾害达 12000余次，造成直接经济损失达 175亿元。现行规范中边坡稳定性分析方法未考虑暂态饱 和区的不利影响，难以准确分析软岩边坡稳定性，崩解性软岩边坡尚缺乏经济有效的防控技术。项目 组从理论分析、软岩分类、参数获取、材料研发、精确处治等多方面开展了软岩材料特性及边坡防控技 术方面的系统研究和工程实践，创新了南方地区软岩边坡灾变防控技术体系，应用于多项国家重点高 速公路工程，主要创新成果如下： 1.创建了暂态饱和软岩边坡稳定性分析理论。针对降雨条件下软岩边坡暂态水压力与稳定性难 以准确计算的理论难题，提出了软岩土水特征新模型，建立了暂态水压力解析计算方法，得到了降雨条 件下边坡暂态饱和区形成机制与演化规律；建立了可同时考虑暂态水压力、软岩损伤与饱和-非饱和效 应等因素影响的边坡稳定性分析方法，开发了相应的计算程序，实现了南方地区软岩边坡稳定性系数 与浅层潜在滑动带的精准计算，揭示了降雨条件下软岩边坡失稳机理，开辟了软岩边坡防控设计理论 体系。 2.提出了崩解性软岩分类方法与强度参数获取新技术。针对湿热环境下崩解性软岩无法通过直 接测试其强度进行分类的技术难题，开发了软岩裂隙扩展的定量分析技术，揭示了湿热环境作用下软 岩裂隙演化规律与开裂机理，建立了基于崩解指标的软岩分类新方法；分析了裂隙软岩渗流特性与力 学性能的变化规律，提出了基于CT损伤与饱和-非饱和效应的软岩强度参数获取新技术，为研究湿热环 境下软岩边坡失稳机理与灾变控制技术提供了技术支撑。 3.创新了南方地区软岩边坡逐层递进式稳定控制技术。针对湿热环境下软岩边坡临空面极易出 现快速开裂、软化崩解等工程问题，研发了多种软岩边坡生态防护固化材料，发明了主动吸水式排水 管，优化了软岩边坡内部排水系统；提出了表层阻隔、中层封堵、底层加固与深浅层排水系统、自修复短 锚杆相结合的“3+2”逐层递进式综合处治结构与成套施工技术，有效解决了软岩边坡渐进失稳、屡治屡 滑的工程难题，保障了南方地区软岩边坡的长期稳定。