道路邊坡工程課件

1、道路邊坡工程道路邊坡工程道路邊坡工程 邊坡工程是巖土工程的重要組成部分。邊坡的邊坡工程是巖土工程的重要組成部分。邊坡的工作狀況直接或間接地影響工程建筑物的穩(wěn)定和安工作狀況直接或間接地影響工程建筑物的穩(wěn)定和安全，尤其是道路邊坡，直接危及道路運營的車輛和全，尤其是道路邊坡，直接危及道路運營的車輛和人員安全性。人員安全性。 邊坡是指地表面一切具有傾向臨空面的地質(zhì)體，邊坡是指地表面一切具有傾向臨空面的地質(zhì)體，是廣泛分布于地表的一種地貌景觀。峰巒起伏的山是廣泛分布于地表的一種地貌景觀。峰巒起伏的山川大地，有千變?nèi)f化的邊坡所顯現(xiàn)；蜿蜒曲折的河川大地，有千變?nèi)f化的邊坡所顯現(xiàn)；蜿蜒曲折的河流湖泊，有水上和水下

2、的邊坡所約束。流湖泊，有水上和水下的邊坡所約束。 邊坡工程廣泛地存在于道路工程中，常常作為邊坡工程廣泛地存在于道路工程中，常常作為附屬結(jié)構(gòu)，起到維護(hù)道路正常運營的目的。附屬結(jié)構(gòu)，起到維護(hù)道路正常運營的目的。道路邊坡工程邊坡工程研究的理論基礎(chǔ)需要多種學(xué)科的相互結(jié)合、邊坡工程研究的理論基礎(chǔ)需要多種學(xué)科的相互結(jié)合、相互滲透，不僅包括工程數(shù)學(xué)、工程力學(xué)、工程地相互滲透，不僅包括工程數(shù)學(xué)、工程力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、巖土力學(xué)，還應(yīng)結(jié)合計算機仿真技術(shù)、巖土質(zhì)學(xué)、巖土力學(xué)，還應(yīng)結(jié)合計算機仿真技術(shù)、巖土工程測試技術(shù)等手段。經(jīng)過工程測試技術(shù)等手段。經(jīng)過100100多年的研究和發(fā)展，多年的研究和發(fā)展，從邊坡的規(guī)律性分析

3、，到邊坡的變形破壞機制的研從邊坡的規(guī)律性分析，到邊坡的變形破壞機制的研究，以及邊坡穩(wěn)定性評價和預(yù)測預(yù)報，均取得了令究，以及邊坡穩(wěn)定性評價和預(yù)測預(yù)報，均取得了令人矚目的成果，已初步形成邊坡工程獨立的學(xué)科體人矚目的成果，已初步形成邊坡工程獨立的學(xué)科體系。這一體系應(yīng)包括四大部分：系。這一體系應(yīng)包括四大部分： 邊坡（或滑坡）的區(qū)域分布規(guī)律性研究；邊坡（或滑坡）的區(qū)域分布規(guī)律性研究； 邊坡的變形破壞機制研究；邊坡的變形破壞機制研究； 邊坡的穩(wěn)定性評價和預(yù)測預(yù)報；邊坡的穩(wěn)定性評價和預(yù)測預(yù)報； 邊坡工程治理。邊坡工程治理。道路邊坡工程課程課程學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)了解公路邊坡工了解公路邊坡工程的分類、基本程的分類

4、、基本結(jié)構(gòu)和發(fā)展歷史結(jié)構(gòu)和發(fā)展歷史提高道橋?qū)I(yè)提高道橋?qū)I(yè)基本技能基本技能邊坡工程專業(yè)性邊坡工程專業(yè)性的知識儲備的知識儲備邊坡工程穩(wěn)定性邊坡工程穩(wěn)定性分析和初步設(shè)計分析和初步設(shè)計道路邊坡工程課程的結(jié)構(gòu)：第一章 邊坡工程概述第二章 邊坡工程的變形破壞第三章 影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素第四章 邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析的通用條分法第五章 邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析的簡化方法第六章 滑帶土的抗剪強度第七章 邊坡工程設(shè)計道路邊坡工程課程的結(jié)構(gòu)：第八章 滑坡的防治工程設(shè)計第九章 邊坡加固穩(wěn)定性分析 第十章 有限元法在邊坡穩(wěn)定分析中的應(yīng)用第十一章 邊坡工程的坡面防護(hù)第十二章 邊坡工程的監(jiān)測第十三章 邊坡破壞的預(yù)報道路邊坡工程課

5、程成績的考核：課堂考勤課堂考勤30%30%作業(yè)題作業(yè)題30%30%表現(xiàn)表現(xiàn)10%10%思考題思考題30%30%道路邊坡工程第一章 邊坡工程概述一、邊坡工程研究內(nèi)容概述一、邊坡工程研究內(nèi)容概述邊坡工程概述邊坡工程概述1 1邊坡與滑坡的區(qū)別邊坡與滑坡的區(qū)別2 2滑坡的危害滑坡的危害 3 3研究內(nèi)容概述研究內(nèi)容概述道路邊坡工程 同樣，這種定義也沒有涉及邊坡與滑面是如何同樣，這種定義也沒有涉及邊坡與滑面是如何形成的，而這些與邊坡工程防治休戚相關(guān)，因而這形成的，而這些與邊坡工程防治休戚相關(guān)，因而這一定義也不適用于工程防治。一定義也不適用于工程防治。 由于邊坡與滑坡成因、滑面形成、失穩(wěn)機理、由于邊坡與滑坡

6、成因、滑面形成、失穩(wěn)機理、穩(wěn)定分析方法及其防治措施等不同而形成了兩種不穩(wěn)定分析方法及其防治措施等不同而形成了兩種不同的防治工程，可稱為同的防治工程，可稱為邊坡工程邊坡工程與與滑坡工程滑坡工程。邊坡。邊坡是指由于工程行為而人工開挖或填筑的斜坡，坡體是指由于工程行為而人工開挖或填筑的斜坡，坡體中滑面是中滑面是新形成的新形成的，開挖與填筑前沒有變形與滑動，開挖與填筑前沒有變形與滑動跡象。而滑坡多數(shù)指山于自然因素而引起坡體變形跡象。而滑坡多數(shù)指山于自然因素而引起坡體變形或滑動的自然斜坡，坡體中的滑面是自然存在的，或滑動的自然斜坡，坡體中的滑面是自然存在的，坡體正處于蠕動變形或滑動階段，坡體有變形或滑坡

7、體正處于蠕動變形或滑動階段，坡體有變形或滑動跡象，少數(shù)滑坡指工程開挖形成的斜坡。動跡象，少數(shù)滑坡指工程開挖形成的斜坡。道路邊坡工程2.2.邊坡與滑坡？邊坡與滑坡？通常，邊坡與滑坡沒有非常嚴(yán)格的區(qū)別標(biāo)準(zhǔn)，通?？赏ǔ?，邊坡與滑坡沒有非常嚴(yán)格的區(qū)別標(biāo)準(zhǔn)，通?？砂聪率鎏卣鱽磉M(jìn)行綜合區(qū)別按下述特征來進(jìn)行綜合區(qū)別: :(1)(1)邊坡指由工程原因開挖或填筑的邊坡指由工程原因開挖或填筑的人工斜坡人工斜坡; ;而滑坡而滑坡指由于自然原因正在蠕動滑動的指由于自然原因正在蠕動滑動的自然斜坡自然斜坡；(2)(2)邊坡在工程開挖與填筑前坡體內(nèi)不存在滑面，但邊坡在工程開挖與填筑前坡體內(nèi)不存在滑面，但可以存在未曾滑動的構(gòu)

8、造面。開挖前坡體無蠕動或滑可以存在未曾滑動的構(gòu)造面。開挖前坡體無蠕動或滑動跡象；滑坡在坡體內(nèi)存在天然的滑面，坡體已有蠕動跡象；滑坡在坡體內(nèi)存在天然的滑面，坡體已有蠕動或滑動跡象。動或滑動跡象。(3)(3)當(dāng)人工斜坡內(nèi)存在天然的滑面或引發(fā)古老滑坡滑當(dāng)人工斜坡內(nèi)存在天然的滑面或引發(fā)古老滑坡滑面復(fù)活時，稱為面復(fù)活時，稱為工程滑坡工程滑坡。反之，當(dāng)天然斜坡危及工。反之，當(dāng)天然斜坡危及工程安全而需治理時則稱為程安全而需治理時則稱為自然邊坡自然邊坡。道路邊坡工程因此，邊坡與滑坡的區(qū)別在于：因此，邊坡與滑坡的區(qū)別在于：（1 1）邊坡邊坡是涉及工程建設(shè)中的人工斜坡，即使是自是涉及工程建設(shè)中的人工斜坡，即使是自

9、然邊坡也必須與然邊坡也必須與工程建設(shè)工程建設(shè)有關(guān)；有關(guān)；而而滑坡滑坡通常是由自然原因引發(fā)的自然斜坡，只有工程通常是由自然原因引發(fā)的自然斜坡，只有工程滑坡才與滑坡才與工程建設(shè)工程建設(shè)有關(guān)；有關(guān)；（2 2）邊坡邊坡坡體的滑動面是由于人工開挖與填筑后才坡體的滑動面是由于人工開挖與填筑后才形成的，原先并不存在，且坡體無形成的，原先并不存在，且坡體無蠕動蠕動與與滑動滑動的跡象；的跡象；而而滑坡滑坡具有自然的具有自然的滑面滑面，且坡體有，且坡體有蠕動蠕動與與滑動滑動等現(xiàn)象。等現(xiàn)象。道路邊坡工程 3. 3. 滑坡的危害滑坡的危害 滑坡是一種重要的地質(zhì)災(zāi)害，對人類的生命則滑坡是一種重要的地質(zhì)災(zāi)害，對人類的生命

10、則產(chǎn)帶來重大威脅。例如滑坡可導(dǎo)致交通中斷，河道產(chǎn)帶來重大威脅。例如滑坡可導(dǎo)致交通中斷，河道堵塞，廠礦城鎮(zhèn)被掩埋，工程建設(shè)受阻。堵塞，廠礦城鎮(zhèn)被掩埋，工程建設(shè)受阻。 我國日前正處于經(jīng)濟建設(shè)高速發(fā)展的時期?；覈涨罢幱诮?jīng)濟建設(shè)高速發(fā)展的時期。滑坡給水利、鐵路、公路、礦山建設(shè)帶來巨大損失。坡給水利、鐵路、公路、礦山建設(shè)帶來巨大損失?；驴梢园l(fā)生在土質(zhì)邊坡，也可能發(fā)生在巖質(zhì)邊坡?；驴梢园l(fā)生在土質(zhì)邊坡，也可能發(fā)生在巖質(zhì)邊坡。發(fā)生于土質(zhì)邊坡的形態(tài)通常比較單一，基本上以剪發(fā)生于土質(zhì)邊坡的形態(tài)通常比較單一，基本上以剪切破壞為主，滑裂面為圓弧型或圓弧與夾泥層的組切破壞為主，滑裂面為圓弧型或圓弧與夾泥層的組

11、合型。合型。道路邊坡工程道路邊坡工程道路邊坡工程道路邊坡工程道路邊坡工程道路邊坡工程道路邊坡工程道路邊坡工程 人類與滑坡災(zāi)害作斗爭的努力始終沒有中斷過。人類與滑坡災(zāi)害作斗爭的努力始終沒有中斷過。這一努力表現(xiàn)在認(rèn)識滑坡機理、完善邊坡穩(wěn)定分析這一努力表現(xiàn)在認(rèn)識滑坡機理、完善邊坡穩(wěn)定分析理論和方法、開發(fā)滑坡治理技術(shù)和滑坡預(yù)報等方面。理論和方法、開發(fā)滑坡治理技術(shù)和滑坡預(yù)報等方面。對滑坡災(zāi)害認(rèn)識的不斷深化是建立在地理、地質(zhì)和對滑坡災(zāi)害認(rèn)識的不斷深化是建立在地理、地質(zhì)和巖石力學(xué)、土力學(xué)等一系列科學(xué)分支的形成、發(fā)展巖石力學(xué)、土力學(xué)等一系列科學(xué)分支的形成、發(fā)展和完善的基礎(chǔ)上的?；骂A(yù)報和治理又是圍繞著確和完善

12、的基礎(chǔ)上的。滑坡預(yù)報和治理又是圍繞著確保人身安全和經(jīng)濟建設(shè)順利開展而進(jìn)行。保人身安全和經(jīng)濟建設(shè)順利開展而進(jìn)行。 只有在諸多領(lǐng)域內(nèi)共同開展深入的研究，人類只有在諸多領(lǐng)域內(nèi)共同開展深入的研究，人類才有可能在防治滑坡方面取得重大進(jìn)展。才有可能在防治滑坡方面取得重大進(jìn)展。道路邊坡工程二、二、 邊坡工程的分類邊坡工程的分類1. 1. 邊坡的組成邊坡的組成道路邊坡工程 關(guān)于邊坡的關(guān)于邊坡的分類分類，在國內(nèi)至今還沒有一個公認(rèn)，在國內(nèi)至今還沒有一個公認(rèn)的統(tǒng)一分類方法，一般情況下有以下幾種分類方式的統(tǒng)一分類方法，一般情況下有以下幾種分類方式: :邊坡分類邊坡分類按按巖性巖性不同不同地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)環(huán)境與與人工改造的

13、程度人工改造的程度按邊坡按邊坡高度高度按按變形變形情況情況 按邊坡按邊坡坡度坡度 道路邊坡工程1. 1. 按巖性不同分類按巖性不同分類根據(jù)巖性不同，邊坡可分為根據(jù)巖性不同，邊坡可分為巖質(zhì)邊坡巖質(zhì)邊坡和和土質(zhì)邊坡土質(zhì)邊坡。2. 2. 按地質(zhì)環(huán)境與人工改造的程度分類按地質(zhì)環(huán)境與人工改造的程度分類可以分為可以分為自然邊坡自然邊坡和和人工邊坡人工邊坡。3. 3. 按邊坡高度不同分類按邊坡高度不同分類 按邊坡高低可分為按邊坡高低可分為超高邊坡超高邊坡、高邊坡高邊坡、中邊坡中邊坡和和低邊坡低邊坡4 4類。類。4. 4. 按邊坡坡度不同分類按邊坡坡度不同分類 按邊坡坡度可分為按邊坡坡度可分為微斜邊坡微斜邊坡

14、、平緩邊坡平緩邊坡、陡坡陡坡、急坡急坡、懸坡懸坡、倒坡倒坡6 6種類型。種類型。道路邊坡工程道路邊坡工程道路邊坡工程5. 5. 按變形情況不同分類按變形情況不同分類 未變形邊坡：未變形邊坡：邊坡巖體未發(fā)生位移變形。邊坡巖體未發(fā)生位移變形。 變形邊坡：變形邊坡：邊坡巖體曾發(fā)生位移變形。邊坡巖體曾發(fā)生位移變形。道路邊坡工程三、邊坡破壞的特征三、邊坡破壞的特征（1 1）破壞形式）破壞形式 崩塌崩塌落石落石 坍塌坍塌滑塌滑塌錯落錯落 傾倒傾倒 破壞形式破壞形式道路邊坡工程 崩塌崩塌，是陡坡上的巨大巖體或土體，在重，是陡坡上的巨大巖體或土體，在重力和其他外力作用下，突然向下崩落的現(xiàn)象。崩塌力和其他外力作

15、用下，突然向下崩落的現(xiàn)象。崩塌過程中巖體過程中巖體( (或土體或土體) )猛烈地翻滾、跳躍、互相撞擊，猛烈地翻滾、跳躍、互相撞擊，最后堆于坡腳，原巖體最后堆于坡腳，原巖體( (或土體或土體) )結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)承破壞。結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)承破壞。 崩塌形成條件: 地形450 脆性巖石或上硬下軟1. 高陡裂隙崩塌形成機理示意圖道路邊坡工程 坍塌坍塌，是上層、堆積層或風(fēng)化破碎巖層斜，是上層、堆積層或風(fēng)化破碎巖層斜坡，由于土壤中水和裂隙水的作用、河流沖刷或人坡，由于土壤中水和裂隙水的作用、河流沖刷或人工開挖坡陡于巖體自身強度所能保持的坡度而產(chǎn)生工開挖坡陡于巖體自身強度所能保持的坡度而產(chǎn)生逐層塌落的變形現(xiàn)象。這是一種

16、非常普遍的現(xiàn)象，逐層塌落的變形現(xiàn)象。這是一種非常普遍的現(xiàn)象，一直塌到巖土體自身的穩(wěn)定角時方可自行穩(wěn)定。一直塌到巖土體自身的穩(wěn)定角時方可自行穩(wěn)定。道路邊坡工程 滑塌滑塌，是斜坡上的巖體或土體，在重力和，是斜坡上的巖體或土體，在重力和其他外力作用下，沿坡體內(nèi)新形成的滑面整體向下其他外力作用下，沿坡體內(nèi)新形成的滑面整體向下以水平滑移為主的現(xiàn)象。它與坡體滑坡十分類似，以水平滑移為主的現(xiàn)象。它與坡體滑坡十分類似，滑坡是沿坡體內(nèi)一定的軟弱面（或帶滑坡是沿坡體內(nèi)一定的軟弱面（或帶) )整體向下滑整體向下滑動。動。GZ40GZ40陜西省勉縣寧強高速公路陜西省勉縣寧強高速公路K31+300K31+300高邊坡在施工中發(fā)生滑塌高邊坡在施工中發(fā)生滑塌道路邊坡工程 傾倒，是陡傾的巖體山于卸荷回彈和其他傾倒，是陡傾的巖體山于卸荷回彈和其他外力作用，繞其底部某點向臨空方向傾倒的現(xiàn)象，外力作用，繞其底部某點向臨空方向傾倒的現(xiàn)象，它可以轉(zhuǎn)化為崩塌或滑塌，也可停止在傾倒變形階它可以轉(zhuǎn)化為崩塌或滑塌，也可停止在傾倒變形階段。段。 錯落，是被陡傾的構(gòu)造面與后部完整巖體錯落，是被陡傾的構(gòu)造面與后部完整巖體分開的較破碎土體，因坡腳受沖刷或人工開挖和震分開的較破碎土體，因坡腳受沖刷或人工開挖和震