漢十—邊坡穩(wěn)定性分析與治理(可編輯)

1、 漢十高速公路k425460-550邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)與支護(hù)設(shè)計(jì)學(xué)生 指導(dǎo)老師 摘 要 湖北漢十高速公路是國(guó)家西部大開發(fā)重點(diǎn)線路福州-銀川高速公路的重要組成部分它連接武漢樊和十堰既是連接我省中西部的重要通道也是我省的汽車工業(yè)走廊han highway 10 is the countrys western development focus line fuzhou - yinchuan expressway important part it connects wuhan xiangfan and shiyan is both an important channel connecting the

2、province midwest is also the provinces auto industry corridor as western loess widespread complex terrain conditions landslides have occurred not only to the construction and maintenance of highways tremendous impact but also the fragile ecological environment destruction therefore the study highway

3、 slope stability and governance programs of great theoretical and practical significance this paper analyzes and compares the advantages and disadvantages of various stability analysis and describes the slope of the control technology and methods careful study of the slope topography geological cond

4、itions geological and seismic conditions the basis of hydrogeological conditions on the limit equilibrium method using the procedure carried out through the calculation of slope stability and slope protection the results show that the sections of the sliding surfaces of the more dangerous safety coe

5、fficient meet the requirements the whole in a secure and stable state according to the principle of choosing the right slope ecological protection of methods of governance can be keywords slopeslope stability analysislimit equilibrium methodsliding surface safety factorprevention第一章 緒論11 選題背景及研究意義伴隨

6、著我國(guó)公路建設(shè)的高速發(fā)展出現(xiàn)過(guò)大大小小由于邊坡失穩(wěn)造成的人身和財(cái)產(chǎn)損失邊坡綜合防護(hù)設(shè)計(jì)日益引起公路部門的重視高速公路邊坡設(shè)計(jì)不僅僅需要因地制宜地選擇實(shí)用合理經(jīng)濟(jì)美觀的工程措施確保高速公路的行車安全和穩(wěn)定同時(shí)達(dá)到與周圍環(huán)境的相對(duì)協(xié)調(diào)與平衡以及美化公路的效果更需綜合考慮地下水降雨強(qiáng)度地形土質(zhì)材料來(lái)源等情況來(lái)進(jìn)行合理布局雖然我國(guó)是一個(gè)公路網(wǎng)發(fā)達(dá)地域遼闊的國(guó)家但是在高速公路建設(shè)方面相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家起步較晚上世紀(jì)90年代以后我國(guó)高速公路建設(shè)方興未艾由于經(jīng)驗(yàn)不夠同時(shí)缺乏系統(tǒng)研究加上技術(shù)硬實(shí)力上的不足導(dǎo)致最初只能用低等級(jí)公路的防護(hù)技術(shù)來(lái)進(jìn)行穩(wěn)定性防護(hù)也就造成了許多的邊坡失穩(wěn)事故產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)更有不良

7、的社會(huì)影響因此研究公路邊坡的穩(wěn)定性及治理方案有重大的理論與實(shí)踐意義更是保護(hù)生命財(cái)產(chǎn)安全的迫切需要漢十高速公路k425460550路段地貌屬構(gòu)造侵蝕剝丘陵區(qū)地勢(shì)西南高東北低地面標(biāo)高一般150-400m相對(duì)切割深度40-90m山頂一般呈渾圓狀溝谷較開闊現(xiàn)代水文網(wǎng)系十分發(fā)達(dá)如果該邊坡發(fā)生劇烈的滑動(dòng)破壞不僅會(huì)阻礙漢十高速公路的的建設(shè)給工程建設(shè)造成巨大的損失還會(huì)對(duì)水文網(wǎng)造成一定的破壞影響周邊居民的生活因此對(duì)該邊坡穩(wěn)定性的進(jìn)行研究迫在眉睫在本路段還分布有大量的類似邊坡因此通過(guò)對(duì)邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及治理措施的研究將對(duì)其他類似邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和治理具有很強(qiáng)的指導(dǎo)性意義對(duì)已產(chǎn)生的滑動(dòng)的邊坡以及瀕臨滑動(dòng)的邊坡進(jìn)行穩(wěn)

8、定性分析并采取合理的治理方案消除安全隱患對(duì)于保證工程的順利進(jìn)行減少工程投資保護(hù)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全都有著重要的意義12 國(guó)內(nèi)外邊坡穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀com 國(guó)外邊坡穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀1 起步階段 起步階段滑坡研究開始于20世紀(jì)20年代的瑞典瑞典人彼得森最早提出了條分法但之后的20年左右的時(shí)間里世界各國(guó)對(duì)滑坡的研究也只是零星的和片段的大多數(shù)國(guó)家都是由單獨(dú)的研究人員進(jìn)行小規(guī)模的滑坡研究只有瑞典挪威前蘇聯(lián)是由國(guó)立土工研究所進(jìn)行滑坡研究并發(fā)表過(guò)一些著作和論文其中瑞典人取得的成果最大原蘇聯(lián)曾于1934年和1946年召開過(guò)兩次全國(guó)性的滑坡會(huì)議瑞典條分法同時(shí)考慮了粘聚力和摩擦力缺點(diǎn)是原理粗淺而且它的基本假定脫離了

9、實(shí)際情況是一個(gè)膚淺的理論還有待進(jìn)一步完善2初步發(fā)展階段初步發(fā)展階段 20世紀(jì)50年代 人們開始考慮巖體的結(jié)構(gòu)面和材料特性并且隨著理論的研究出現(xiàn)了極限平衡論和彈塑性理論這些新角度新方法的出現(xiàn)顯然推動(dòng)了邊坡穩(wěn)定性研究的進(jìn)步接著索柯夫斯基在1954的時(shí)候提出了松散介質(zhì)極限平衡原理但是這種方法存在著一些缺陷會(huì)發(fā)現(xiàn)計(jì)算的結(jié)果與實(shí)際不符其原因是因?yàn)闆]有考慮到巖體的力學(xué)狀態(tài)和結(jié)構(gòu)面后來(lái)其他人在他的基礎(chǔ)上完善了他的理論并提出一種邊坡邊坡穩(wěn)定性的方法完善了這個(gè)時(shí)期邊坡穩(wěn)定性分析的發(fā)展3深入發(fā)展階段 深入發(fā)展階段 20世紀(jì)60年代 這個(gè)階段比較清晰明朗人們對(duì)穩(wěn)定性分析的角度主要是兩個(gè)方面一是考慮巖體中的結(jié)構(gòu)面以極

10、限平衡理論為基礎(chǔ)運(yùn)用圖解法和計(jì)算分析法求出安全系數(shù)來(lái)判斷其穩(wěn)定性john在1970提出了圖解法com坡穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀 由于長(zhǎng)時(shí)間的封建社會(huì)以及戰(zhàn)爭(zhēng)新中國(guó)解放以前在邊坡穩(wěn)定性分析這方面幾乎沒有什么研究要遠(yuǎn)遠(yuǎn)地落后于歐美等國(guó)但中國(guó)那些可敬的研究人員們奮發(fā)圖強(qiáng)使新中國(guó)成立以后邊坡穩(wěn)定性分析取得了很大的進(jìn)步總的來(lái)說(shuō)可分為以下四個(gè)階段 1 50年代 起步階段主要以地質(zhì)災(zāi)害為著眼點(diǎn)通過(guò)工程地質(zhì)類比法與極限平衡法等定性的分析方法初步實(shí)現(xiàn)一些基本的邊坡穩(wěn)定性分析和防護(hù)設(shè)計(jì) 2 60年代 進(jìn)步階段當(dāng)時(shí)使用的主要方法是實(shí)體比例投影法既通過(guò)赤平極射投影來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)邊坡巖體的結(jié)構(gòu)類型的劃分同時(shí)提出了巖體結(jié)構(gòu)與控制的觀點(diǎn)用

11、該方法對(duì)塊體的破壞進(jìn)行計(jì)算更快捷準(zhǔn)確并開展了許多大型的野外巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)為進(jìn)一步邊坡穩(wěn)定性研究打下了基礎(chǔ)1 3 70年代進(jìn)一步發(fā)展階段這個(gè)階段已經(jīng)開始了研究邊坡的變形破壞機(jī)理工作并開始運(yùn)用彈塑性力學(xué)極限平衡理論等方法來(lái)分析和評(píng)價(jià)邊坡的穩(wěn)定性潘家錚提出了滑坡極限分析的極大值原理和極小值原理兩條基本原理進(jìn)一步擴(kuò)充了關(guān)于邊坡穩(wěn)定性研究的理論知識(shí)隨著科技的不斷進(jìn)步理論知識(shí)和硬實(shí)力的提高也使得有限單元法邊界元法離散元法等更前沿的方法進(jìn)入評(píng)價(jià)邊坡的穩(wěn)定性分析邊坡變形破壞的條件的這個(gè)領(lǐng)域中 4 80年代 逐漸成熟階段人們開始從整體上認(rèn)識(shí)邊坡穩(wěn)定性的發(fā)展趨勢(shì)以及邊坡的變形破壞機(jī)理諸如塊體理論dda法灰色理論模糊

12、數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)與專家系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)損傷斷裂力學(xué)理論神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和遺傳算法等一些新理論新技術(shù)新方法開始出現(xiàn)并被運(yùn)用到邊坡穩(wěn)定性研究這些方法的出現(xiàn)為預(yù)測(cè)邊坡的穩(wěn)定性開創(chuàng)了更為廣闊的前景13國(guó)內(nèi)外邊坡治理技術(shù)研究現(xiàn)狀com坡治理技術(shù)研究現(xiàn)狀 早在19世紀(jì)中期一些歐美國(guó)家就已經(jīng)開始對(duì)邊坡治理的工作進(jìn)行研究但畢竟是早期發(fā)育期由于理論知識(shí)和技術(shù)的原因?qū)ο筮€只能是一些小型偏簡(jiǎn)單的邊坡進(jìn)行治理排水工程的措施大多是減載反壓和抗滑擋土墻第二次世界大戰(zhàn)后歐美各國(guó)大興土木公路發(fā)展迅猛直接導(dǎo)致了邊坡災(zāi)害也越來(lái)越多人們慢慢一意識(shí)到治理災(zāi)害的重要性和必要性人為支擋工程治理大量邊坡災(zāi)害取得了明顯的成效人為支擋工程成為當(dāng)時(shí)普遍

13、流行而且較當(dāng)時(shí)非常先進(jìn)的方法成為治理邊坡災(zāi)害最重要的方法支擋工程的發(fā)展基本經(jīng)歷了三個(gè)階段2 1 第一階段 20世紀(jì)50年代以前正是歐美工業(yè)化興起的時(shí)候?yàn)榱舜笠?guī)模的開采礦產(chǎn)資源和發(fā)展交通運(yùn)輸許多國(guó)家開始大量的修筑高速公路鐵路等等過(guò)度的追求經(jīng)濟(jì)效益導(dǎo)致為了速度出現(xiàn)了許多人工邊坡從而發(fā)生大量崩塌和滑坡給人們帶來(lái)嚴(yán)重生命財(cái)產(chǎn)損失吸取了教訓(xùn)后關(guān)于滑面邊坡穩(wěn)定性與防護(hù)相關(guān)的理論與實(shí)踐研究才慢慢開始 2 第二階段20世紀(jì)60到70年代人們慢慢開始使用抗滑樁支擋工程這成為解決抗滑擋土墻施工過(guò)程的一些困難很好的方法當(dāng)時(shí)歐美和前蘇聯(lián)在這方面處于領(lǐng)先地位亞洲則以日本為代表一些國(guó)家用承臺(tái)聯(lián)接兩排或者三排樁頂從而產(chǎn)生剛

14、架受力這樣的方法來(lái)增加群樁受力和樁的抗剪切能力亞洲發(fā)展最好的日本更鐘情與采用直徑為400-500mm孔深約20-30m的鉆孔鋼管樁在孔中插入直徑為318-457mm壁厚約為10-40mm的鋼管在鋼管中放入h型鋼增加樁的抗剪能力其樁間距采用15-40m大多數(shù)為20-25m 3 第三階段 20世紀(jì)80年代在利用小型抗滑樁的同時(shí)開始使用大直徑的挖孔抗滑樁用以治理一些較大型的滑坡災(zāi)害錨索的出現(xiàn)是的不僅實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化而且更加經(jīng)濟(jì)適用更突出的是力學(xué)性能比抗滑樁更好非常好的彌補(bǔ)了抗滑樁的不足com坡治理技術(shù)的研究現(xiàn)狀 1 第一階段 20世紀(jì)50年代一抗滑擋墻及漿砌片 塊 石防治當(dāng)時(shí)使用的方法還都是老方法但是老

15、方法有一個(gè)共同的缺點(diǎn)就是都是暫時(shí)使邊坡趨于穩(wěn)定外界條件一旦發(fā)生了改變邊坡很可能輕易就會(huì)發(fā)生失穩(wěn)破壞例如寶成鐵路由于只采取了減載排水或抗滑擋土墻等措施就導(dǎo)致在1981年的洪水期間有10余個(gè)滑坡出現(xiàn)了嚴(yán)重的破壞 2 第二階段 20世紀(jì)60年代晚期抗滑樁技術(shù)3開始運(yùn)用以前一些施工難工程量大的項(xiàng)目他的邊坡災(zāi)害很不好處理但一些難度比較大的邊坡滑坡災(zāi)害的治理因?yàn)橛辛丝够瑯都夹g(shù)得到很好的解決抗滑樁承載能力大施工速度快等優(yōu)點(diǎn)都是實(shí)施高大難工程項(xiàng)目正好需求的深受研究人員和施工部門的歡迎因此在全國(guó)得到迅速推廣和運(yùn)用 3 第三階段 20世紀(jì)80年代晚期錨噴技術(shù)施工快速簡(jiǎn)便安全所以它很快得到了各個(gè)國(guó)家的使用與此同時(shí)加

16、上我國(guó)在這項(xiàng)技術(shù)的研究取得了突破性進(jìn)展所以我國(guó)也開始采用并廣泛推行錨噴防護(hù)治理技術(shù)錨索具有高強(qiáng)度抗拉力大的特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力錨索可以變一般支擋結(jié)構(gòu)物的被動(dòng)受力為主動(dòng)受力滑體擾動(dòng)力小可以機(jī)械化施工使其其應(yīng)用前景十分廣闊在排水方面人們開始主張結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁支擋等以排水為主綜合治理 4 第四階段 20世紀(jì)90年代出現(xiàn)框架錨固結(jié)構(gòu)和壓力注漿加固手段它是一種應(yīng)用前景非常廣泛的邊坡治理方式通過(guò)深層加固的技術(shù)能夠解決邊坡的深層加固以及穩(wěn)定性問(wèn)題在邊坡治理過(guò)程中得到應(yīng)用廣泛14 本文研究?jī)?nèi)容與思路com容 首先我們應(yīng)該學(xué)習(xí)不同穩(wěn)定性的分析方法和治理方法再通過(guò)翻閱資料了解所研究路段的整體自然地理環(huán)境最后本文的分析

17、研究工作主要采用中南大學(xué)李鈾教授編制的邊坡穩(wěn)定分析 版本60 程序進(jìn)行該程序運(yùn)行在windows平臺(tái)下可以分析地表均布荷載水壓力錨索桿及地震等因素對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響所以應(yīng)熟悉程序熟練掌握程序操作技巧開始研究工作時(shí)只要將相關(guān)坡段的各種參數(shù)按要求輸入程序后按照一定的流程操作就會(huì)得到評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定性的安全系數(shù)通過(guò)邊坡穩(wěn)定分析程序計(jì)算漢十高速公路k425460-550危險(xiǎn)滑面的危險(xiǎn)系數(shù)評(píng)價(jià)其穩(wěn)定性最后根據(jù)穩(wěn)定性結(jié)果采取相應(yīng)的治理方法加強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性如加錨桿擋土墻鋪草坪等com路根據(jù)地質(zhì)資料該路塹段在地貌上屬構(gòu)造侵蝕剝蝕丘陵區(qū)路線穿越被倆沖溝夾持的山嘴路線左側(cè)山頂高3543m右側(cè)為較開闊的沖溝溝底高程24

18、900m相對(duì)高差10500m本路塹段出露地層為中一晚元古代武當(dāng)山巖群第二巖組上巖段巖性為巖片灰黃褐黃色主要礦物成分為石英云母鈉長(zhǎng)石角閃石等變晶結(jié)構(gòu)片狀結(jié)構(gòu)經(jīng)探鉆震探施測(cè)左路塹開挖邊坡為強(qiáng)風(fēng)化片巖本路塹水文地質(zhì)條件比較簡(jiǎn)單地下水類型為基巖風(fēng)化裂隙水主要富存于風(fēng)化裂隙淺層片理和裂隙中受地形地貌等條件的控制該地下水富水性弱透水性差地下水受大氣降雨補(bǔ)給就進(jìn)山坡一帶排泄根據(jù)工程地質(zhì)條件得出以下結(jié)論及建議本路段塹內(nèi)無(wú)重大不良工程地質(zhì)問(wèn)題水文地質(zhì)條件比較簡(jiǎn)單適宜路塹建設(shè)左路塹開挖邊坡值定位11左路塹開挖邊坡整體是穩(wěn)定的由于左路塹邊坡存在局部結(jié)構(gòu)巖體的坍塌和邊坡巖體開挖后風(fēng)化速度較快等現(xiàn)象建議對(duì)邊坡根據(jù)開挖后

19、的實(shí)際情況進(jìn)行掛網(wǎng)噴錨等工程措施由于邊坡存在基巖風(fēng)化裂隙水建議對(duì)左邊坡進(jìn)行工程措施時(shí)預(yù)留排水管孔路基邊緣宜設(shè)排水溝以便地下水的暢通排泄建議加強(qiáng)施工地質(zhì)編錄工作以便出現(xiàn)新的工程地質(zhì)問(wèn)題及時(shí)研究處理對(duì)策本文們通過(guò)對(duì)穩(wěn)定性分析程序輸入相關(guān)參數(shù)得到危險(xiǎn)滑面的危險(xiǎn)系數(shù)通過(guò)邊坡穩(wěn)定系數(shù)的具體情況選擇相應(yīng)的處理方法至于使用加錨桿抗滑樁還是鋪草坪則根據(jù)路段具體情況而定15本章小結(jié) 本章通過(guò)查閱資料我們?cè)敿?xì)了解了國(guó)內(nèi)外邊坡穩(wěn)定性的發(fā)展和治理情況邊坡工程事關(guān)工程建設(shè)的成敗與安全和生命財(cái)產(chǎn)的安全同時(shí)對(duì)整個(gè)工程的正常投入運(yùn)營(yíng)等起著重要的制約作用雖然到目前為止對(duì)邊坡穩(wěn)定性研究取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步但還是有不少問(wèn)題尚未解決所以

20、對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行進(jìn)一步研究仍任重而道遠(yuǎn)在明確邊坡穩(wěn)定性研究與治理的重大意義后針對(duì)本文要研究的漢十高速公路k425460550段邊坡詳細(xì)的查閱當(dāng)?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)情況和自然地理情況最后根據(jù)所學(xué)習(xí)的問(wèn)邊穩(wěn)定性分析和治理知識(shí)確定研究方向和思路對(duì)該路段展開系統(tǒng)深入的分析研究第二章 邊坡穩(wěn)定性分析方法21 概述 高速公路邊坡問(wèn)題一直都是人們共同關(guān)注的問(wèn)題直接關(guān)系到我們的生命安全和個(gè)人以及公共財(cái)產(chǎn)誰(shuí)都不想自己的車在一條不安全的路上行駛縱觀古今中外有著各式各樣的邊坡穩(wěn)定性分析技術(shù)方法人類用他的聰明才智在公路上揮灑著自己的才華在這些方法中每一種方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)和其使用條件以及范圍至于在研究的時(shí)候究竟該選哪個(gè)來(lái)研

21、究就需要我們根據(jù)具體的工程路段結(jié)合相應(yīng)的地理自然環(huán)境來(lái)選擇更安全實(shí)用的22 邊坡穩(wěn)定性分析方法的種類根據(jù)長(zhǎng)時(shí)間的研究總結(jié)邊坡穩(wěn)定性分析方法大致可分為確定性方法和不確定性方法4 細(xì)分的話有極限平衡分析法5極限分析法數(shù)值分析法這些方法統(tǒng)稱為確定性方法相對(duì)應(yīng)的不確定性方法則以隨機(jī)概率分析法為代表下面是關(guān)于每種方法的概念適用范圍運(yùn)用條件優(yōu)缺點(diǎn)的簡(jiǎn)單介紹com 極限平衡分析法這是比較傳統(tǒng)的方法是根據(jù)安全系數(shù)的大小評(píng)價(jià)邊坡的穩(wěn)定性是被廣泛應(yīng)用于工程中的一種方法因?yàn)榘踩禂?shù)非常直觀一目了然在實(shí)際解決問(wèn)題中顯得比較方便容易概念簡(jiǎn)單明了加之歷史積累的經(jīng)驗(yàn)和案例模型其計(jì)算所得的結(jié)果還是能達(dá)到相當(dāng)高的精度所以一直沿

22、用至今成為最廣泛使用的方法但是由于基礎(chǔ)是剛塑性理論只著眼于瞬間的變形機(jī)制只是要滿足平衡方程和mohr-coulomb準(zhǔn)則卻根本不考慮土體的變形過(guò)程導(dǎo)致在分析時(shí)忽略了重要的土體應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系理想化問(wèn)題也就沒法反應(yīng)整個(gè)土體被破壞的過(guò)程這個(gè)準(zhǔn)則的核心思想就是先假設(shè)后分析目前常用的極限平衡法有瑞典條分法bishop法janbu法spencer法sarma法morgenstern-price法和不平衡推力法等根據(jù)此方法我們可以可根據(jù)邊坡破壞滑動(dòng)面的形態(tài)來(lái)選擇相應(yīng)的極限平衡法來(lái)計(jì)算具體工程中土體在自身荷載作用下的邊坡穩(wěn)定性com 極限分析法此方法是結(jié)合了靜力場(chǎng)和運(yùn)動(dòng)場(chǎng)相關(guān)理論再以極值原理為基礎(chǔ)形成的分析穩(wěn)

23、定性時(shí)基本假設(shè)是土體為剛塑性體不去關(guān)心變形全過(guò)程只要土體應(yīng)力小于屈服應(yīng)力時(shí)不產(chǎn)生變形同時(shí)又達(dá)到屈服應(yīng)力這個(gè)時(shí)候不管應(yīng)力變不變土體的變形都會(huì)一直持續(xù)下去從而令土坡失穩(wěn)而發(fā)生破壞根據(jù)其分析問(wèn)題的基本假定我們很容易可以知道此法優(yōu)點(diǎn)是考慮了應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系67析了極限荷載和土體自身承載力的關(guān)系給塑性極限分析開辟了一條新途徑但其假設(shè)在實(shí)際情況中往往會(huì)有區(qū)別缺點(diǎn)就是沒有考慮土體的變形過(guò)程而且計(jì)算方法明顯比極限平衡法更復(fù)雜整體上沒有極限分析法實(shí)用簡(jiǎn)單我國(guó)一些教授運(yùn)用極限分析法取得了不錯(cuò)的成果如門玉明應(yīng)用極限分析法原理推導(dǎo)了滑動(dòng)面為折線形狀土坡穩(wěn)定性極限分析公式并采用屈服準(zhǔn)則求出了滑動(dòng)面為折線時(shí)的土坡穩(wěn)定性分析公

24、式上限解這一公式在實(shí)際分析穩(wěn)定性問(wèn)題中十分有效準(zhǔn)確李小強(qiáng)等依據(jù)平衡體系勢(shì)能變化最小的原理求出滑面上的法向力分布用此分布可求出合理的安全系數(shù)當(dāng)運(yùn)用極限平衡理論無(wú)法很好地分析穩(wěn)定性時(shí)極限分析法也許更能準(zhǔn)確方便的分析問(wèn)題com 數(shù)值分析法該方法是一種典型的數(shù)值計(jì)算方法有限元法邊界元法離散元法快速拉格朗日分析法塊體理論和數(shù)值流形法等都是常用的典型的數(shù)值分析方法它分析邊坡問(wèn)題的方法是單元離散依據(jù)土坡在失穩(wěn)之前伴隨的較大變形結(jié)合穩(wěn)定與變形的整體思路去進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性的分析二維問(wèn)題采用三節(jié)點(diǎn)三角形單元四節(jié)點(diǎn)四邊形單元等三維情況主要運(yùn)用四節(jié)點(diǎn)四面體單元六節(jié)點(diǎn)五面體單元八節(jié)點(diǎn)六面體單元等在單元體離散后將任一可能滑

25、動(dòng)面分成若干微段根據(jù)其方位運(yùn)用追蹤法或位移法或強(qiáng)度比值法或平面應(yīng)力投影法來(lái)求得相應(yīng)微段的正應(yīng)力和切向剪應(yīng)力最后通過(guò)建立力矩平衡求解核心思想就是離散化com 隨機(jī)概率分析法大約20世紀(jì)70年代的時(shí)候研究人員開始意識(shí)大量不確定性因素使得研究邊坡問(wèn)題會(huì)非常反鎖而且特別復(fù)雜人們開始了研究新理論和方法的時(shí)期為解決邊坡問(wèn)題打開了一扇大門使得一些問(wèn)題可能更好的解決隨機(jī)概率分析法應(yīng)運(yùn)而生大致的研究問(wèn)題思路是既然邊坡穩(wěn)定性分析是一些因素很難確定索性我就不確定把其看成一個(gè)隨機(jī)量然后通過(guò)數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)進(jìn)行研究很好地解決了實(shí)際研究中由于許多不確定因素導(dǎo)致穩(wěn)定性分析很難進(jìn)行的毛病其缺點(diǎn)是造成的精度一定程度減少盡管可以通過(guò)計(jì)

26、算技術(shù)的精度提高和巖石測(cè)試減少很難去處理精度要求很高規(guī)模更大的問(wèn)題但這并不妨礙我們利用它的優(yōu)勢(shì)結(jié)合對(duì)巖體的復(fù)雜性和工程的復(fù)雜性的認(rèn)識(shí) 開展對(duì)邊坡工程的不確定性和非線性研究提高巖石測(cè)試目前各國(guó)主要使用的邊坡穩(wěn)定性隨機(jī)概率分析法包括可靠性法和模糊分析方法隨機(jī)概率分析法獨(dú)辟蹊徑很巧妙的利用了數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)中隨機(jī)概率的處理方法從另一個(gè)角度彌補(bǔ)了安全系數(shù)使用過(guò)程中所造成的的絕對(duì)化這樣邊坡的穩(wěn)定性分析也就顯得更加全面和準(zhǔn)確23 邊坡穩(wěn)定性極限平衡分析法 極限平衡分析法8是目前邊坡穩(wěn)定性研究中最常用的方法在實(shí)際邊坡問(wèn)題中大多數(shù)都是可以通過(guò)該法來(lái)解決的com 瑞典條分法該方法稱為費(fèi)倫紐斯法基本方法是假定滑動(dòng)面為圓弧

27、面這樣就把問(wèn)題轉(zhuǎn)化成平面問(wèn)題簡(jiǎn)化了分析計(jì)算過(guò)程如果一段邊坡它的滑面可以簡(jiǎn)化成圓弧面的話該法便可以較好的處理這種方法雖然有它的優(yōu)勢(shì)可是土與土之間的作用力卻沒有得到分析一般求出的安全系數(shù)9低1020圖21是該法的計(jì)算簡(jiǎn)圖 a 滑動(dòng)面上的力和力臂 b 土條上的力 圖21 瑞典條分法計(jì)算簡(jiǎn)圖取單位長(zhǎng)度土坡按平面問(wèn)題計(jì)算設(shè)可能的滑動(dòng)面是一圓弧ad其圓心為o半徑為r將滑動(dòng)土體abcd分成許多豎向土條土條寬度一般可取b 01r作用在土條i上的作用力有土條的自重wi其大小作用點(diǎn)位置及方向均已知滑動(dòng)面ef上的法向反力ni及切向反力ti假定niti作用在滑動(dòng)面ef的中點(diǎn)土條兩側(cè)的法向力eiei1及豎向剪切力xix

28、i1其中ei和xi可由前一個(gè)土條的平衡條件求得假設(shè)ei和xi的合力等于ei1和xi1的合力同時(shí)它們的作用線重合因此土條兩側(cè)的作用力相互抵消這時(shí)土條i僅有作用力wini及ti根據(jù)平衡條件可得 21 22 滑動(dòng)面ef上土的抗剪強(qiáng)度為 23 土條i滑動(dòng)面的法線 亦即圓弧半徑 與豎直線的夾角 土條i滑動(dòng)面ef的弧長(zhǎng) 滑動(dòng)面上土的粘聚力及內(nèi)摩擦角土條i上的作用力對(duì)圓心o產(chǎn)生的滑動(dòng)力矩ms及穩(wěn)定力矩mr分別為 24 整個(gè)土坡相應(yīng)于滑動(dòng)面ad的穩(wěn)定性系數(shù)為 25 com bishop法瑞典條分法作為條分法中的最簡(jiǎn)單形式在工程中得到了廣泛運(yùn)用但實(shí)踐表明該方法計(jì)算出的安全系數(shù)偏低對(duì)此許多學(xué)者致力于條分法的改進(jìn)畢

29、肖普對(duì)安全系數(shù)做出了普遍定義把其定義為各分條滑動(dòng)面抗剪強(qiáng)度之和f與實(shí)際產(chǎn)生的剪應(yīng)力之和之比 26 使用范圍更為廣泛安全系數(shù)物理意義的更加明確以后各種假定的分析工作便有了更好的保障該法假整個(gè)滑動(dòng)面?zhèn)€點(diǎn)的安全系數(shù)都一樣如圖22所示設(shè)可能的滑動(dòng)圓弧為ac圓心為o半徑為r將滑動(dòng)土體分成若干土條取其中的任何一條 第i條 分析土條圓弧弧長(zhǎng)為li土條上的作用力如瑞典條分法其中孔隙水壓力uili a 滑動(dòng)面上的力和力臂 b 土條上的力圖22 bishop法計(jì)算簡(jiǎn)圖對(duì)豎向用力的平衡得 27 當(dāng)土體尚未破壞時(shí)土條滑動(dòng)面上的抗剪強(qiáng)度只發(fā)揮了一部分若以有效應(yīng)力表示由mohr-coulomb準(zhǔn)則得土條滑動(dòng)面上的抗剪力為

30、 28 代入前面公式得 29 這里此時(shí)相鄰?fù)翖l之間側(cè)壁作用力的力矩將相互抵消而各土條的ni及uili的作用線均通過(guò)圓心故有 210 計(jì)算得 211 這是安全系數(shù)普遍公式經(jīng)bishop證明若忽略土條兩側(cè)的剪切力所產(chǎn)生的誤差僅為1此式可改寫成 212 需要注意的是該方法也需要迭代多次才可求得合理的安全系數(shù)com janbu法工程中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)非圓弧滑動(dòng)面的突破穩(wěn)定分析這個(gè)時(shí)候若采用前述圓弧滑動(dòng)面法的話就顯得很不適應(yīng)了這段主要介紹簡(jiǎn)布法在圖23中假設(shè)滑動(dòng)面上的切向力ti 等于滑動(dòng)面上土所發(fā)揮的抗剪強(qiáng)度f(wàn)i 即ti fili nitanicili fs 土條兩側(cè)法向力e 的作用點(diǎn)位置已知一般假定作用于土

31、條地面以上13高度處 a 滑體示意圖 b 土條上的力圖23 janbu法條分法的計(jì)算簡(jiǎn)圖圖23中hti為條間力作用點(diǎn)的位置ti為推力線與水平線的夾角需求的未知量有土條底部法向反力ni n個(gè) 法向條間力之差ei n個(gè) 切向條間力xi n-1個(gè) 及安全系數(shù)fs這樣需要建立3n個(gè)平衡方程求解土條豎向力的平衡則或者 213 再取水平向力的平衡有 214 由圖23可以看出土條條塊側(cè)面的法向力e顯然有 215 對(duì)土條中點(diǎn)取力矩平衡并略去高價(jià)微量則或者 216 再由整個(gè)土坡可得 217 根據(jù)安全系數(shù)的定義和摩爾-庫(kù)倫破壞準(zhǔn)則 218 聯(lián)合求解式 213 及式 218 得 219 式中將式 219 代入式 2

32、17 得 220 顯見janbu法中邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)的求解仍需采用迭代法可按以下步驟進(jìn)行1先設(shè) 相當(dāng)于簡(jiǎn)化的畢肖普總應(yīng)力法 并假設(shè)fs 1算出代入式 220 求得fs若計(jì)算fs值與假定值相差較大則由新的fs值再求和fs反復(fù)逼近至滿足精度要求求出fs的第一次近似值2將和fs的第一次近似值代入由式 219 求出相應(yīng)的再由式 214 求相應(yīng)的3用式 215 分別求條塊間的法向力4將和代入式 216 求得及5用新求的多次計(jì)算得到近似值目前在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較廣但也必須注意在某些情況下其計(jì)算結(jié)果又可能不收斂實(shí)際情況中安全系數(shù)是在計(jì)算很多滑動(dòng)面的情況下得到的最后進(jìn)行比較找出最危險(xiǎn)的滑動(dòng)面其安全系數(shù)才是真正的安全

33、系數(shù)工作量相當(dāng)浩繁一般要編成程序在計(jì)算機(jī)上計(jì)算com 郎畏勒法對(duì)于任意形狀的滑動(dòng)面如圖24所示在這個(gè)滑動(dòng)面上各點(diǎn)的曲率半徑不同郎畏勒法根據(jù)畢肖普 bishop 法的原理推導(dǎo)出了適用于任意形狀滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)計(jì)算公式 a 滑動(dòng)面上的力和力臂 b 條塊上的作用力圖24 郎畏勒法計(jì)算簡(jiǎn)圖郎畏勒法假定一個(gè)任意指定的極點(diǎn)o滑動(dòng)面上各作用力繞點(diǎn)o的抵抗力矩應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨瑒?dòng)體自重wi和各土條上外荷載pi引起的滑動(dòng)力矩即 221 式中xiyiau分別為土條wipi及靜水壓力對(duì)的極點(diǎn)o力臂wi水位線以下的條塊取浮重水位以上取土的天然重量又由mohr-coulomb準(zhǔn)則可得 222 將式 222 代入式 2

34、21 得 223 取土條豎向力的平衡有 224 式中w為水的重度 為土條滑弧底面有效法向力從式 224 可得到條塊滑弧底面有效法向力 225 式中將式 225 代入式 223 可得 226 式中如果是圓弧滑動(dòng)面的話就變成了bishop法考慮滑動(dòng)土體的整體平衡有 227 由平行于土條底面的斜面力的平衡有 228 從而 229 聯(lián)立式 222 式 223 和式 226 可得 230 式中將式 230 和式 229 代入式 227 可得 231 如同畢肖普方法一樣實(shí)踐表明如令xixi1 0計(jì)算誤差不大而計(jì)算方法大為簡(jiǎn)化從而由 226 可得 232 com spencer法斯賓塞 spencer196

35、7 法是espencer提出的一種極限平衡分析法計(jì)算簡(jiǎn)圖示于圖25假定任意滑動(dòng)面且ei與 xi之間有一個(gè)固定的常數(shù)關(guān)系即各條間的合力方向相互平行從而減少了n-1個(gè)未知量 233 由方向力的平衡得 234 235 a 條塊上的作用力 b 求解簡(jiǎn)圖圖25 spencer法分條上的作用力 236 上列各式整理后有 237 其中其次對(duì)整個(gè)滑動(dòng)土體來(lái)說(shuō)為了保持整個(gè)滑動(dòng)土體的平衡必有力的平衡方程即 238 239 對(duì)整體使用力矩平衡得 240 上面的公式得另一種表達(dá)方法 241 將式 237 分別代入式 239 和 241 可得 242 243 求解兩個(gè)未知數(shù)fs和詳細(xì)的求解方法流程任選滑動(dòng)面劃分土條量得

36、各土條的高h(yuǎn)i及條底傾角i選若干由式 242 和式 243 分別求出fsf 滿足力平衡方程的fs 和fsm 滿足力矩平衡方程的fs 如圖25所示圖上共同的交點(diǎn)就為兩式均滿足的fs和再以此fs和代入式 237 可從上往下逐條求出條間力的合力方向力剪切力然后根據(jù)分界面上土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)求出抗剪安全系數(shù)fv和條間力作用點(diǎn)的位置 可對(duì)條底中點(diǎn)求矩而得 作為檢驗(yàn)重新假定滑動(dòng)面重復(fù)上述步驟從中求得fs mincom 其他方法com1 morgenstern-price法morgenstern-price法其實(shí)就是對(duì)所有形態(tài)的力矩平衡條件的微分方程是國(guó)際公認(rèn)的最嚴(yán)密的邊坡穩(wěn)定性分析方法雖獲得了數(shù)學(xué)形式上的嚴(yán)

37、格但計(jì)算起來(lái)很不方便一些學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)基本假定繼續(xù)保留產(chǎn)生了更簡(jiǎn)單快捷的的非微分形式的morgenstern-price法com2 sarma法sarma法取用了一個(gè)在每土條的重心作用的水平地震慣性力系數(shù)k來(lái)判斷邊坡穩(wěn)定性的安全系數(shù)com3 不平衡推力法不平衡推力法又稱為剩余推力法或傳遞系數(shù)法是我國(guó)工程技術(shù)人員創(chuàng)造的一種實(shí)用滑坡穩(wěn)定分析方法該法適用于計(jì)算折線形滑面及當(dāng)遇到有軟弱夾層問(wèn)題時(shí)如在半填半挖路基中填方部分一般順山勢(shì)填筑山坡面即為交接面山坡剖面通常為折線形24 極限平衡理論邊坡穩(wěn)定性分析方法的比較基于極限平衡理論基礎(chǔ)上的邊坡穩(wěn)定性分析方法從起初應(yīng)用的簡(jiǎn)化方法到后來(lái)發(fā)展起來(lái)的通用方法歷

38、經(jīng)數(shù)十年經(jīng)過(guò)眾多專家學(xué)者的努力理論已比較完善各種分析方法根據(jù)條間力作用點(diǎn)和作用方向的不同假定得到相應(yīng)的安全系數(shù)表達(dá)式大量的工程應(yīng)用表明即使對(duì)同一具體工程邊坡來(lái)說(shuō)按不同方法和同一方法中函數(shù)的不同情況下進(jìn)行計(jì)算比較分析發(fā)現(xiàn) 1 當(dāng)遇到軟弱夾層問(wèn)題或折線形滑面時(shí)相關(guān)規(guī)范都推薦使用不平衡推力法它借助于滑坡構(gòu)造特征分析穩(wěn)定性及剩余推力計(jì)算可以獲得任意形狀滑動(dòng)面在復(fù)雜荷載作用下的滑坡推力且計(jì)算簡(jiǎn)潔 2 對(duì)于復(fù)合破壞滑面的滑坡可以選擇morgenstern-price法該法滿足力和力矩平衡適用于任意形狀滑動(dòng)面計(jì)算結(jié)果已經(jīng)很精確可以做為其他方法參照對(duì)比的依據(jù)25本章小結(jié)本章主要介紹了邊坡穩(wěn)定性分析方法的種類然

39、后詳細(xì)的介紹了極限平衡理論邊坡穩(wěn)定性分析中各種方法的計(jì)算公式和計(jì)算步驟以及它們各自的特點(diǎn)和適應(yīng)范圍上述基于極限平衡理論基礎(chǔ)上的條分法都屬于確定性方法以安全系數(shù)fs來(lái)評(píng)價(jià)邊坡的穩(wěn)定性具有簡(jiǎn)單明了的優(yōu)點(diǎn) 第三章 邊坡治理技術(shù)31治理技術(shù)com網(wǎng)技術(shù) 噴錨網(wǎng)支護(hù)是靠錨桿鋼筋網(wǎng)和混凝土層共同工作來(lái)提高邊坡巖土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗變形剛度減小巖 土 體側(cè)向變形增強(qiáng)邊坡的整體穩(wěn)定性主要適用于巖性較差強(qiáng)度較低易于風(fēng)化的巖石邊坡或雖為堅(jiān)硬巖層但風(fēng)化嚴(yán)重節(jié)理發(fā)育易受自然力影響導(dǎo)致大面積碎落以及局部小型崩塌落石的巖質(zhì)邊坡或巖質(zhì)邊坡因爆破施工造成大量超爆破壞范圍深入邊坡內(nèi)部路塹邊坡巖石破碎松散極易發(fā)生落石崩塌的邊坡防護(hù)1

40、015com錨索隨著我國(guó)巖土工程的飛速發(fā)展預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用預(yù)應(yīng)力錨索加固巖體邊坡的優(yōu)越性在于能為節(jié)理巖體邊坡斷層軟弱帶等提供一種強(qiáng)有力的主動(dòng)支護(hù)手段是所有傳統(tǒng)非預(yù)應(yīng)力的被動(dòng)支護(hù)所無(wú)法達(dá)到的由于其預(yù)應(yīng)力噸位大 301500t 長(zhǎng)度大 580m 具有其它錨固手段不可能具備的優(yōu)點(diǎn)盡管預(yù)應(yīng)力錨固經(jīng)驗(yàn)日益成熟但對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索的作用機(jī)理的研究卻仍處于探索階段由于預(yù)應(yīng)力錨索的施工工藝復(fù)雜張拉力噸位幾何尺度材料類型的性質(zhì)均變化很大使得室內(nèi)模型試驗(yàn)的各種應(yīng)力比尺幾何比尺荷載比尺材料力學(xué)性質(zhì)比尺等難于統(tǒng)一相容且成本昂貴而工況極少室內(nèi)拉拔試驗(yàn)受邊界條件張拉力強(qiáng)度等限制也只能給出一些粗略的定性的結(jié)論現(xiàn)

41、場(chǎng)試驗(yàn)耗費(fèi)巨資且受地形地質(zhì)施工條件限制分析試驗(yàn)結(jié)果不具代表性很難推廣到其它工程 com在邊坡穩(wěn)定性條件較差的情況下當(dāng)土坡失衡滑坡問(wèn)題較為嚴(yán)重采用排水削坡等被救措施不能完全治理且相關(guān)條件合適時(shí)采用抗滑樁治理邊坡往往具有施工簡(jiǎn)單速度快工程量小投資省等優(yōu)點(diǎn)同時(shí)抗滑樁可以和其他邊坡治理措施靈活地配合作用在工程實(shí)際中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用com護(hù) 土釘支護(hù)是將較密排列的插筋錨體置于原位土體中通過(guò)插筋錨體與土體和噴射混凝土面層共同作用形成一個(gè)原位復(fù)合的重力式結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)復(fù)合體以達(dá)到穩(wěn)定的常用的溝槽邊坡支擋結(jié)構(gòu)是靠支擋結(jié)構(gòu)自身的強(qiáng)度和剛度承受其后的側(cè)向土壓力防止土體整體穩(wěn)定性破壞屬于常規(guī)被動(dòng)制約機(jī)制而土釘則是在土

42、體內(nèi)增設(shè)一定長(zhǎng)度與密度的錨固體與土體牢固結(jié)合形成一個(gè)比原狀土的強(qiáng)度和剛度大幅度增長(zhǎng)的復(fù)合體以達(dá)到穩(wěn)定屬于主動(dòng)制約機(jī)制的支擋體系土釘錨桿在復(fù)合體中的作用約束作用分擔(dān)作用應(yīng)力傳遞和擴(kuò)展作用坡面變形的約束作用comsns柔性防護(hù)施工技術(shù) sns safetvnettingsystem 系統(tǒng)1995年由瑞士引入我國(guó)目前已成功應(yīng)用于水電鐵路礦山等領(lǐng)域的邊坡安全防護(hù)中sns主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)主要由錨桿支撐繩鋼繩網(wǎng)格柵網(wǎng)組成通過(guò)固定在錨桿或支撐繩上施以一定預(yù)緊力的鋼絲繩網(wǎng)和格柵網(wǎng)對(duì)整個(gè)邊坡形成連續(xù)支撐其預(yù)緊力作用使系統(tǒng)緊貼坡面并形成阻止局部巖土體移動(dòng)或在發(fā)生較小移動(dòng)后將其裹縛于原位附近從而實(shí)現(xiàn)其主動(dòng)防護(hù)功能該系統(tǒng)

43、的顯著特點(diǎn)是對(duì)坡面形態(tài)無(wú)特殊要求不破壞或改變?cè)瓉?lái)的地貌形態(tài)和植被生長(zhǎng)條件廣泛用于非開挖自然邊坡對(duì)破碎坡體淺表層防護(hù)效果良好com 注漿法是利用鉆機(jī)將帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)滑體內(nèi)預(yù)定位置后以高壓將漿液壓入滑體內(nèi)或從噴嘴噴射出來(lái)沖擊破壞土體漿液凝固后便在土中或破碎帶中形成個(gè)固結(jié)體它不僅具有加固質(zhì)量好可靠性高止水防滲防止砂土液化降低土中含水量和減少支擋結(jié)構(gòu)上的滑體壓力的特點(diǎn)而且還具有不影響臨近建筑物不對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生危害不影響滑體上的建筑物和道路交通等特點(diǎn)com 擋土墻適用于滑體松散的淺層滑坡要求有足夠的施工場(chǎng)地和材料供應(yīng)坡頂無(wú)重要建構(gòu)筑物其優(yōu)點(diǎn)是可以就地取材施工方便有一定的抗滑力缺點(diǎn)是本身重量大對(duì)下部

44、邊坡的穩(wěn)定不利施工工作量較大在滑體的下部修建擋墻以增大滑體的抗滑力com凝土 對(duì)軟弱巖體或高度破碎的裂隙巖體進(jìn)行表面支護(hù)可單獨(dú)使用也可與錨桿索配合使用缺點(diǎn)是噴層外表不佳及時(shí)封閉邊坡表層的巖石免受風(fēng)化潮解和剝落并可加固巖石提高強(qiáng)度com結(jié)排水固結(jié)主要用于表層及地下水較多處的邊坡加固有截水溝地下水管等方式工藝簡(jiǎn)睢耗用材料少但遇到有滑層的地方需配設(shè)支檔構(gòu)造物才能達(dá)到滿意的效果com防護(hù)技術(shù)利用植被穩(wěn)定邊坡改善生態(tài)環(huán)境稱為邊坡生態(tài)防護(hù)隨著邊坡項(xiàng)目在設(shè)計(jì)中不斷探索不斷改進(jìn)已經(jīng)開發(fā)了多種既能起到良好的邊坡防護(hù)作用又能改善工程環(huán)境體現(xiàn)自然環(huán)境美的邊坡植物防護(hù)新技術(shù)這些技術(shù)能與傳統(tǒng)的坡面工程防護(hù)措施共同形成邊

45、坡工程植物防護(hù)體系以坡面長(zhǎng)期穩(wěn)定為目的盡量避免自然生態(tài)破壞消減環(huán)境污染補(bǔ)償自然資源損失在涵養(yǎng)水源減少水土流失的同時(shí)還可以有效地凈化空氣保護(hù)生態(tài)美化環(huán)境是工程施工給環(huán)境造成的影響達(dá)到環(huán)境損失最小費(fèi)用最少生態(tài)功能最佳的效果32道路邊坡的常見病害路基邊坡的塌方是山區(qū)常見的路基邊坡病害根據(jù)其形成的條件和原因一般可分為剝落碎落滑坍崩塌和沖刷浪窩等形式com指邊坡表土層或風(fēng)化巖表面在濕熱的作用下表面發(fā)生漲縮象從而引起零碎薄層從邊坡上脫落下來(lái)防治方法搞好排水不使地面或地下水浸蝕路基邊坡加固邊坡如種草鋪草皮或植樹對(duì)于風(fēng)化的軟質(zhì)巖層可采取tbs綠化防護(hù)或修建干砌漿砌片石護(hù)面墻整修邊坡及時(shí)清除可能滑坍的土石方co

46、m巖石碎塊的一種剝落現(xiàn)象其范圍較剝落嚴(yán)重產(chǎn)生原因路塹邊坡較陡小于11巖石破碎和風(fēng)化嚴(yán)重在震動(dòng)及水的浸蝕和沖刷下塊狀碎屑沿坡面向下滾動(dòng)防止措施搞好排水不使地面或地下水浸蝕路基邊坡加固邊坡如種草鋪草皮或植樹對(duì)于風(fēng)化的軟質(zhì)巖層可采取tbs綠化防護(hù)或修建干砌漿砌片石護(hù)面墻整修邊坡及時(shí)清除可能滑坍的土石方com 滑坡指路基邊坡土體或巖石沿著一定的滑動(dòng)面向下滑動(dòng)的現(xiàn)象產(chǎn)生邊較高一般大于1020米填土不密實(shí)缺少應(yīng)有的支撐和加固巖層傾向公路路基外巖層傾角在5070之間巖石風(fēng)化嚴(yán)重防治措施 好排水不使地面或地下水浸蝕路基邊坡對(duì)可能滑坍的土石方應(yīng)及時(shí)挖除在坡腳修建擋土墻對(duì)滑坡體起到支撐作用一般應(yīng)修在邊坡以外com

47、指路基邊坡上的土體或巖層在自重作用下塌落下滾的現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因山坡巖層軟硬交錯(cuò)風(fēng)化程度不同邊坡較陡較高邊坡下部或坡腳被掏空或挖空使上部土石失去支撐大爆破震松了巖層邊坡上部流水的浸入使邊坡土體失去平衡防治方法搞好排水不使地面或地下水浸蝕路基邊坡加固邊坡如種草鋪草皮或植樹對(duì)于風(fēng)化的軟質(zhì)巖層可采取tbs綠化防護(hù)或修建干砌漿砌片石護(hù)面墻整修邊坡及時(shí)清除可能滑坍的土石方com刷浪窩 1質(zhì)量問(wèn)題及現(xiàn)象雨后路基邊坡沖刷嚴(yán)重甚至形成浪窩影響荷載的傳遞和公路安全運(yùn)營(yíng)2原因分析過(guò)早削坡而邊坡防護(hù)工程未能及時(shí)趕上未設(shè)臨時(shí)急流槽和攔水埂每次雨水沖刷后未能及時(shí)修補(bǔ)邊坡邊坡沒有植被防護(hù)路基虧坡整修時(shí)采用貼補(bǔ)法致使邊坡不

48、密實(shí)兩層皮整體性差排水溝邊緣距路基坡腳太近路基施工沒按超寬填筑超寬壓實(shí)的要求做致使虧坡3預(yù)防措施削坡后邊坡防護(hù)工程應(yīng)及時(shí)跟上應(yīng)設(shè)臨時(shí)急流槽和攔水埂雨水沖刷后應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)路邊坡路基施工應(yīng)超寬填筑超寬碾壓一般較設(shè)計(jì)寬度每側(cè)富裕不少于30cm以確保邊坡密實(shí)路基虧坡整修時(shí)開蹬分層填筑壓實(shí)嚴(yán)禁貼補(bǔ)確保路基整體性和邊坡實(shí)排水溝邊緣距路基坡腳不少于2m種植灌木草皮強(qiáng)化邊坡植被防護(hù)33錨索錨桿質(zhì)量通病及治理措施錨索錨桿材料質(zhì)量偏差及制作質(zhì)量偏差錨索編束前要確保每根鋼絞線順直不扭不叉排列均勻?qū)τ兴缽潤(rùn)C(jī)械損傷應(yīng)剔除要對(duì)每孔錨索錨桿編號(hào)并標(biāo)明錨索錨桿總長(zhǎng)自由段和錨固段的長(zhǎng)度定位環(huán)隔離架位置設(shè)置準(zhǔn)確錨固段與非錨固段處置

49、合理孔位不精確導(dǎo)致框架地梁節(jié)點(diǎn)設(shè)置不準(zhǔn)確框架地梁節(jié)點(diǎn)是受壓構(gòu)件它把錨具的集中荷載均勻地傳到地基的土層或巖層面孔口巖面與錨索錨桿軸線不垂直故有調(diào)整巖面受力方向的作用若設(shè)置不準(zhǔn)確將致使以后張拉受力不均變形過(guò)大甚至使錨頭遭受破壞因此鉆孔時(shí)一定要注意角度防止在施工中發(fā)生偏斜并防止串孔現(xiàn)象孔內(nèi)注漿漿液水灰比注漿壓力注漿方式不規(guī)范注漿采用孔底到孔口反向注漿至漿液從孔口溢出漿液凝固收縮后再進(jìn)行補(bǔ)灌通過(guò)錨索孔的高壓注漿漿液能充填坡體內(nèi)的裂隙和空隙提高了坡體內(nèi)破碎巖體的強(qiáng)度增強(qiáng)了坡體土體的穩(wěn)定性對(duì)張拉段來(lái)說(shuō)不參加錨固作用注漿的目的是為了防止錨索生銹為了防止張拉段漏漿可以在下錨索的同時(shí)將張拉段包上土工布下入孔內(nèi)可

50、以有效地防止漏漿有時(shí)錨固段也會(huì)出現(xiàn)注漿不充分而使錨索在張拉時(shí)達(dá)不到規(guī)范要求其原因主要是因?yàn)樽{泵的壓力不夠或是下索以后孔內(nèi)排氣不通暢使得注入的水泥漿流動(dòng)性變差由于錨索體注漿壓力達(dá)不到要求注漿不飽滿導(dǎo)致地下水進(jìn)入引起預(yù)應(yīng)力錨索的繡蝕而導(dǎo)致有效受力面積減小從而使鋼絞線應(yīng)力過(guò)高而破壞所以一定要加強(qiáng)設(shè)備的保養(yǎng)張拉前期準(zhǔn)備不充分施工人員對(duì)張拉程序不清楚張拉時(shí)須使錨索錨桿與錨頭接觸緊密且按一定的程序次序依次張拉否則易引起變形達(dá)不到張拉效果或應(yīng)力損失過(guò)快過(guò)大張拉效果與穩(wěn)壓時(shí)間有一定關(guān)系但不成正比延長(zhǎng)穩(wěn)壓時(shí)間只是加大保險(xiǎn)系數(shù)讓錨索體及錨固段周邊各介質(zhì)有更充分的變形時(shí)間在錨索張拉施工中經(jīng)常遇見的問(wèn)題有錨索索體整

51、體外移或單根鋼絞線被拉出索體被拉段或斷絲現(xiàn)象錨索索體整體外移包括兩種情況一是錨索錨根段連同膠結(jié)體水泥漿體一起被拉出二是錨索體錨貫段從膠結(jié)體中拉出出現(xiàn)這種情況的原因是錨固段錨索體與膠結(jié)體膠結(jié)體與巖石之間接觸面發(fā)生位移其外在表現(xiàn)有張拉時(shí)壓力表打不起壓力索體整體被拉出或單根鋼絞線被拉出原因主要有巖石破碎裂隙發(fā)育水泥漿液沒有或沒有完全裹住索體或錨固段未完全深入新的灌漿管待水泥漿液凝固達(dá)到一定強(qiáng)度值時(shí)即可對(duì)其進(jìn)行重新張拉封錨及對(duì)非錨固段的技術(shù)處理要求為防滲水漏水需對(duì)非錨固段進(jìn)行二次補(bǔ)漿處理同時(shí)對(duì)錨頭做好防腐防銹處理注漿封口后從錨具量起留30mm鋼鉸線其余部分截去在其外部覆蓋厚度不小于50mm與錨梁同強(qiáng)度

52、等級(jí)的混凝土封頭以防銹蝕破壞為保證整體美觀性應(yīng)采用相同的模具進(jìn)行封頭錨索的腐蝕作用分體外腐蝕和體內(nèi)腐蝕體外防腐就是對(duì)錨頭防腐在錨索張拉鎖定切去多余鋼絞線對(duì)孔口進(jìn)行補(bǔ)漿后用砼封堵錨頭體內(nèi)防腐就是對(duì)自由段進(jìn)行均勻涂抹黃油并外套pvc管而錨固段可纏繞細(xì)鐵絲網(wǎng)這在注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)要求后可明顯提高錨固段的防腐效果34本章小結(jié)本章主要對(duì)各種邊坡治理技術(shù)做了詳細(xì)了介紹分析了各種技術(shù)的原理和優(yōu)缺點(diǎn)針對(duì)不同的邊坡災(zāi)害都需要結(jié)合治理技術(shù)的特點(diǎn)合理地進(jìn)行選擇才能達(dá)到更好的治理效果最后我們針對(duì)實(shí)際情況中一些常見的邊坡災(zāi)害和錨桿的病害治理做出了很詳盡具體的解決方法這些方法被廣泛用于邊坡災(zāi)害的治理中實(shí)用有效的治理技術(shù)也正

53、是本章學(xué)習(xí)并掌握的重點(diǎn)第四章k425460550路塹工程地質(zhì)概況41漢十高速公路工程概況漢十高速公路是指武漢市到十堰市之間的高速公路是武漢至銀川高速公路的重要組成部分屬于福銀高速湖北段的一部分經(jīng)武漢市孝感市隨州市襄樊市及十堰市終點(diǎn)在十堰全長(zhǎng)400公里其中襄十路段長(zhǎng)156公里孝襄段長(zhǎng)243公里它貫穿湖北省5個(gè)城市途徑著名文化遺址曾候乙編鐘所在地隨州旅游圣地武當(dāng)山和車城十堰是湖北省汽車工業(yè)和旅游經(jīng)濟(jì)走廊42漢十高速公路武當(dāng)山至十堰段工程地質(zhì)條件1617com貌路段范圍屬亞熱帶季風(fēng)氣候四季分明年平均氣溫158年平均降水量為825mm雨季為7-9月雨季降雨量占全年降雨量的75左右且降雨具連續(xù)集中強(qiáng)度大等特征較大的劍河為丹江水庫(kù)漢江的二級(jí)支流大致由南向北注入丹江水庫(kù)河流水量隨季節(jié)變化明顯具山區(qū)河水瀑漲瀑落特征路段范圍內(nèi)地貌屬構(gòu)造侵蝕剝丘陵區(qū)地勢(shì)西南高東北低地面標(biāo)高一般150-400m相對(duì)切割深度40-90m山頂一般呈渾圓狀溝谷較開闊現(xiàn)代水文網(wǎng)系十分發(fā)達(dá)com質(zhì)條件路段范圍內(nèi)地層屬南秦嶺大別山地層區(qū)十堰淮陽(yáng)地層分區(qū)以白河石花街剪切帶為界北部屬兩鄖小區(qū)南部屬武當(dāng)山小區(qū)出露地層有中一晚元古代武當(dāng)山巖群第二第三巖組其中第二巖組進(jìn)一步可劃分為上下兩個(gè)巖段