[发明专利]一种山区公路弃渣工程的边坡动态设计方法

说明书

本发明公开了一种山区公路弃渣工程的边坡动态设计方法，包括以下步骤：S1、多阶段弃渣整体坡角测量并统计分析，求取弃渣整体坡角统计特征值α；S2、在弃渣过程中，根据弃渣场级别对应的临时运用工况的弃渣边坡抗滑稳定安全系数F_s结合整体坡角统计特征值α，计算临时弃渣边坡整形控制坡率，完成临时边坡坡率设计；S3、弃渣完成后，根据弃渣场级别对应的正常运用工况的弃渣边坡抗滑稳定安全系数F_s结合整体坡角统计特征值α，计算永久弃渣边坡整形控制坡率，完成永久边坡坡率设计。本发明利用临时和永久抗滑稳定安全系数，结合整体坡角统计特征值，即可求取弃渣过程整形控制坡角和整形阶段控制坡率，实现弃渣过程和运行过程弃渣边坡动态设计和安全控制。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，特别是一种山区公路弃渣工程的边坡动态设计方法。

背景技术

山区公路建设面临极大地土石方平衡挑战，弃渣工程由于其固体废弃特点，各方的重视程度不够，工作深度不够，经常造成整体或者局部稳定性问题，潜在威胁周边环境安全。因此，急需科学准确测试山区公路弃渣工程特性，为弃渣边坡稳定性评价和设计提供基础数据。

当前对于山区公路弃渣工程特性的研究主要集中在：(1)弃渣物理力学性质测试，主要是利用灌砂法测定弃渣容重，扰动样颗分实验测定弃渣粒组、级配，扰动样室内剪切试验测定弃渣剪切强度，为稳定性评价提供计算参数，存在的问题是取样的代表性和试验结果的代表性较差。(2)其他新型测试项目、方法和新特性的认知。如何解决土石混合弃渣工程特性的科学测试和评估是山区公路弃渣工程勘察、设计、施工、运行、管理过程安全控制的重要保障。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种山区公路弃渣工程的边坡动态设计方法，以解决上述技术背景中提出的问题。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种山区公路弃渣工程的边坡动态设计方法，包括以下步骤：

S1、在整个弃渣过程中进行多阶段弃渣整体坡角测量并统计分析，求取弃渣整体坡角统计特征值α；

S2、在弃渣过程(每个弃渣阶段或某些弃渣阶段)中，根据弃渣场级别对应的临时运用工况的弃渣边坡抗滑稳定安全系数F_s结合整体坡角统计特征值α，计算临时弃渣边坡整形控制坡率，即完成临时边坡坡率设计；

S3、弃渣完成后，根据弃渣场级别对应的正常运用工况的弃渣边坡抗滑稳定安全系数F_s结合整体坡角统计特征值α，计算永久弃渣边坡整形控制坡率，即完成永久边坡坡率设计，即完成边坡动态设计。

上述技术方案中，步骤S1中，所述的多阶段整体坡角测量，是指追踪弃渣多个堆填阶段，尤其是不同来源弃渣堆填阶段，每类弃渣至少测量一个整体坡角α_i。

上述技术方案中，步骤S1中，所述弃渣整体坡角统计特征值α包含整体坡角最大值α_max、整体坡角最小值α_min、整体坡角平均值和整体坡角阶段平均值具体如下：

整体坡角范围值为[α_min,α_max]，其中：

α_max＝max(α_i)，i＝1,2,3...n (1)

α_min＝min(α_i)，i＝1,2,3...n (2)

式(1)～(2)中：α_max为整体坡角最大值，α_min为整体坡角最小值，单位；α_i表示某次测量的整体坡角，i为测量次序，代表第几次测量；n为测量总数，一般不小于6；

整体坡角平均值