复合锚固护坡体系灾变防控作用机理研究

该课题针对降雨、地震引起的滑坡灾害，研究锚固体系与边坡岩土相互作用下应力场、渗流场、变形场耦合的规律，以及动力反应规律，从而揭示其作用机理。结合锚固体系设计导渗机制，降低渗流对岩土力学性能与锚固效果的影响。对地震灾害，采用刚柔相济的结构形式，使能量适度耗散，配合抗冲击耐疲劳材料，提高抗震效果。总结适合于不同要求的复合锚固护坡体系的设计方法。. 创新点：(1)针对降雨引起的滑坡，提出具有反滤导渗功能的复合锚固体系，增加灾害链早期孕源断链功能。(2)针对地震灾害，提出整体性好、刚柔适度、能量耗散型复合锚固体系，提高整体稳定性；(3)提出从滑坡的致灾诱因从发，综合考虑应力、位移、渗流与动力反应等因素，系统地设计复合锚固护坡体系的观点。. 课题对预防滑坡、指导重要工程防护体系设计，发展灾害防控理论与方法有积极的意义。

降雨引起的滑坡灾害较为突出，为防控此类灾害，提出结合锚固体系设计导渗机制设想。通过室内试验与数值分析研究其作用机理。根据不同的工程环境具体设计了几种反滤导渗复合锚固结构，并申请了专利。室内试验研究了聚氨酯石子混合材料包裹FRP锚杆组成的锚固体的锚固力和排水效果。初步验证了导渗-锚固复合结构的可行性。.总结符合本课题的理论模型，用于指导降雨条件下反滤导渗复合锚固体系数值分析。通过建立有限元分析模型，描述降雨过程中边坡土层强度与渗透系数等参数的变化。对比不同情况下渗流场与安全系数。数值分析显示，该结构体系可降低浸润线、提高安全系数；降水中止后，安全系数又能快速恢复。研究发现锚固倾角对防控效果有显著的影响。此项研究表明锚固阻滑与导渗结合的防控机理更为优越，可提高对灾害的防御能力，可以应用于多雨地区边坡治理，也可用于山体与堤防滑坡的应急处置。.通过对传统框架锚固体系的支座连接部位设置铰接方式，建立了一种新的整体柔性边坡支护体系——铰接框架锚固体系，内刚外柔，保持锚固力传递机制保证整体边坡加固效果的同时，一方面改善框架本身易破坏部位的应力状态，另一方面允许边坡有限变形进而适度能量耗散。建立柔性铰接框架锚固理论模型，基于Flac3D有限差分程序进行求解，采用强度折减法进行失稳判断和安全系数求解。并与自然状态下边坡状态及传统框架锚固体系支护下边坡状态进行了对比，分析各状态下边坡的剪应变增长率变化、变形、应力及稳定情况。对比刚性框架连接支护体系，比较不同支护体系本身各组成部分的内力与变形。结果表明：柔性框架锚固支护可以有效控制边坡滑动，保证边坡稳定；同时在改善自身应力状态方面，柔性支护体系对比传统框架锚固体系，优势明显。新的柔性铰接框架锚固支护体系的提出与分析，为边坡加固提供了的全新的设计思路，同时为新支护体系的应用提供了依据。