2017注冊巖土培訓(xùn)（邊坡工程專題）

1、巖土工程概念問題 暨案例分析重慶市都安工程勘察技術(shù)咨詢有限公司 何 平 2001年5月1日，武隆縣縣城江北西段發(fā)生山體滑坡，造成一幢9層居民樓房垮塌，79人遇難，國道319線被阻斷。 朝天門的昨天、今天、明天 美麗山城內(nèi)容提要巖土工程概念巖土數(shù)值分析邊坡工程中的巖土問題案例分析未來之路 關(guān)于科學(xué)科學(xué)在任何時候都不是十分正確的，但也很少是十分錯誤的，并且常常比非科學(xué)家的學(xué)說有更多的機會是正確的。因此，以假定的態(tài)度來承認它，是合乎理智的。 - 英國哲學(xué)家伯特蘭羅素 Bertrand Russell巖土工程概念工程地質(zhì)特點前國際工程地質(zhì)學(xué)會主席Michel Langer曾經(jīng)說過：“Engineeri

2、ng geology is in the same time a science ,art, and a challenge 工程地質(zhì)學(xué)同時是一門科學(xué)和藝術(shù)，也是一種挑戰(zhàn) ”工程地質(zhì)是解決與工程有關(guān)的地質(zhì)問題，落腳點在地質(zhì)，即地質(zhì)條件的勘察、分析、評價 巖土工程概念巖土工程特點巖土工程是土木工程的分支，是運用工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、巖石力學(xué)解決各類工程中關(guān)于巖石、土的工程技術(shù)問題的科學(xué) 簡言之： 巖土工程是解決與地質(zhì)有關(guān)的工程問題，落腳點在工程，即基礎(chǔ)、邊坡等于巖土相關(guān)的工程處理巖土工程概念巖土工程特點 近代巖土工程創(chuàng)始人太沙基（K.Terzaghi）說： “Geotechnology is an

3、 art rather than a science 巖土工程與其說是一門科學(xué)，不如說是一門藝術(shù)” 巖土工程概念巖土工程的維度-四維空間或多維時空問題 巖土體特性 “復(fù)雜性、不確定性、不連續(xù)性、各向異性、不均勻性、動態(tài)性和時效性”條件的不確知性、參數(shù)的不確定性和信息的不完善性 巖土工程概念傳統(tǒng)土力學(xué)的局限性（顧寶和大師）傳統(tǒng)土力學(xué)是重塑土力學(xué)，飽和土力學(xué) 非飽和土力學(xué)尚不成熟傳統(tǒng)土力學(xué)未考慮土的結(jié)構(gòu)性黏性土的狀態(tài)-原狀土與重塑土不同 固結(jié)試驗、三軸試驗固結(jié)和排水-理論上限于飽和土 解決路徑-原位測試和原型試驗 （載荷試驗、原位測試、試樁、原型監(jiān)測等） 巖土工程概念經(jīng)典土力學(xué)理論的適用范圍擴大化

4、是全球巖土工程領(lǐng)域共同挑戰(zhàn)性問題的根源-MorgensternMorgenstern認為：經(jīng)典土力學(xué)理論是壓剪土力學(xué)理論，適用于巖土體完全受到壓剪應(yīng)力荷載；不適用于外部卸載造成土體拉張、孔隙率增大、土體強度減小的巖土破垮工況過程 Morgenstern通過研究大量現(xiàn)代巖土工程結(jié)構(gòu)的垮塌和災(zāi)難事件指出：建立在壓剪土力學(xué)理論基礎(chǔ)上的現(xiàn)代巖土工程安全設(shè)計方法存在根本安全缺陷，使達到巖土工程安全設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的斜坡等結(jié)構(gòu)，在營運過程中可能發(fā)生滑塌，產(chǎn)生災(zāi)難性后果 巖土工程概念計算假定-經(jīng)典土力學(xué)計算公式的前提郎金土壓力理論的基本假設(shè)： 擋土墻墻背豎直、光滑，填土面水平庫侖土壓力理論的基本假設(shè)： 墻后填土是理

5、想的散粒狀，即黏聚力為零；滑動破裂面為通過接踵的平面分層總和法假定： 地基土是均質(zhì)、各向同性的半無限線性體 巖土工程概念巖體力學(xué)-方興未艾 巖體力學(xué)發(fā)展的四個階段： 連續(xù)介質(zhì)巖石力學(xué)階段 (線性） 裂隙巖體力學(xué)階段（非線性） 巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)階段 地質(zhì)工程巖體力學(xué)階段 巖體力學(xué)研究方法： 工程地質(zhì)研究法（巖體性質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)） 試驗法（現(xiàn)場試驗、模擬試驗） 力學(xué)分析法（剛體極限平衡理論、有限元等數(shù)值計算分析法） 綜合分析法（多方法、多因素綜合分析、評價，規(guī)范推薦） 巖土工程概念定性分析-基于對自然的認識與工程經(jīng)驗的總結(jié)定量評價-在假設(shè)的基礎(chǔ)上尋找精確答案，為設(shè)計鋪路定性判斷為主，定量計算為輔（不求計

6、算精確，只求判斷正確）綜合分析-巖土工程師必備能力（計算與實測總有差別，影響因素多而復(fù)雜，只能通過分析、歸納、綜合，作出判斷） 巖土工程概念巖土參數(shù)有條件，計算公式有適用范圍理論與實際相結(jié)合-減少計算假定的誤差不變是相對的，變化是絕對的勘察產(chǎn)品不是完全可以用準(zhǔn)確數(shù)據(jù)來量化的（以哲學(xué)的觀點來看待它）規(guī)范是經(jīng)驗的總結(jié)，是各方妥協(xié)的結(jié)果關(guān)于巖土數(shù)值分析巖土數(shù)值分析方法有限單元法、有限差分法、邊界單元法與離散單元法 鑒于巖土材料特殊性、巖土工程初始條件和邊界條件的復(fù)雜性，巖土數(shù)值分析難于取得解析解，只能用于定性分析，作為巖土工程分析過程中進行綜合判斷的重要依據(jù)。-龔曉南對巖土工程數(shù)值分析的幾點思考關(guān)于

7、巖土數(shù)值分析存在的問題計算結(jié)果與實際不符（數(shù)值分析物理模型或本構(gòu)模型局限性與實際不符、巖土非線性和不確定性）邊界條件難于準(zhǔn)確確定影響計算結(jié)果（巖土參數(shù)難以測定、巖土不均勻性、復(fù)雜性、時效性）忽視物理模型或本構(gòu)模型與工程實際條件的差異發(fā)展方向建立符合本地區(qū)工程實用本構(gòu)模型（考慮工程類別、巖土類別和區(qū)域性特性）采用合理的物理數(shù)學(xué)模型，通過多種方法進行計算分析，結(jié)合工程經(jīng)驗進行綜合判斷 邊坡工程中的巖土問題邊坡-與人類工程活動有關(guān)的斜坡人往高處走，坡往低處滑 邊坡破壞模式土質(zhì)邊坡（沿界面滑動、圓弧滑動）巖質(zhì)邊坡（外傾結(jié)構(gòu)面控制、強度控制）拉張破壞 （規(guī)范沒有明確的評價與計算規(guī)定）邊坡工程中的巖土問題

8、巖質(zhì)邊坡支護設(shè)計巖土參數(shù)抗剪強度C、值（變化的力學(xué)指標(biāo)）取值原則綜合判定現(xiàn)場原位試驗確定室內(nèi)試驗確定反演分析法工程類比法地區(qū)經(jīng)驗規(guī)范查表僅用于初步設(shè)計階段邊坡工程中的巖土問題 綜合（等效）內(nèi)摩擦角 （虛擬指標(biāo)，僅用于巖土壓力計算，不能用于穩(wěn)定性判斷）巖體破裂角（假想角，僅用于強度控制的邊坡支護設(shè)計，不能用于穩(wěn)定性判斷）巖石強度與巖體完整性 結(jié)構(gòu)面及其與邊坡的關(guān)系 邊坡工程中的巖土問題支護型式施工措施（逆作、分階、分段、控制爆破）邊坡工程與周邊環(huán)境邊坡工程風(fēng)險控制-安全原則邊坡施工過程中的地質(zhì)查驗-給自己留條后路動態(tài)設(shè)計、信息化施工 案例分析 推薦一本好書全書32個案例，涵蓋我國 各個地區(qū)、各類

9、工程的典 型案例。精彩點評，別具 匠心，富有啟迪。長江三峽巫峽段龔家方崩塌時間：2008年11月23日，體積：50萬方，涌浪：13米 2008年9月開始試驗性蓄水2008年11月23日，巫山縣巫峽鎮(zhèn)龔家方岸坡崩滑，崩滑持續(xù)約10分鐘，產(chǎn)生的涌浪高13m，體積約38萬m3，上游約3km的巫山縣城碼頭涌浪高約3m。2009年5月18日，原崩滑體上部殘留危巖體再次發(fā)生崩塌，總方量約1.5萬m3，產(chǎn)生的涌浪高5m，巫山港涌浪高約1m，嚴重威脅長江航道安全。 南川區(qū)甑子巖崩塌29號危巖 底部頁巖基座有明顯的壓碎跡象，兩側(cè)卸荷裂隙及法向裂隙切割延伸至基座2009年6月5日 重慶武隆雞尾山山體發(fā)生大型山體滑

10、坡七 百萬 立方74人死 9月2日凌晨，奉節(jié)縣大樹場鎮(zhèn)發(fā)生大面積滑坡，造成3棟183戶915間房瞬間倒塌。由于地質(zhì)隊員王琦冒著大雨巡查中發(fā)現(xiàn)險情并及時預(yù)警，奉節(jié)縣緊急組織撤離了3500名受威脅居民，避免了521死亡。地質(zhì)隊員和奉節(jié)縣的防災(zāi)工作得到黃奇帆市長的高度評價 典型案例順層滑動+卸荷回彈2017年3月 涪陵某工程 典型案例順層滑動+卸荷回彈涪陵某工程 典型案例順層滑動+卸荷回彈涪陵某工程2016年1月大雪 渝北區(qū)回興街道金山科技西側(cè)邊坡滑塌 渝北區(qū)第一人民醫(yī)院門診綜合大樓基坑滑坡2013年2月3日19時左右，渝北區(qū)第一人民醫(yī)院門診綜合大樓南東側(cè)基坑邊坡滑塌失穩(wěn)，造成坡頂人行橫道與龍壽路路

11、面滑塌，地下管網(wǎng)斷裂 錨桿鋼筋被拔出、拔斷反壓 典型案例水平變位2015年8月渝北區(qū)兩路滑坡 典型案例潰屈破壞2017年2月 南岸楊家山典型案例潰屈破壞南岸楊家山 典型案例潰屈破壞南岸楊家山 典型案例緩傾巖層滑動 2013年經(jīng)開區(qū)橫二路滑坡 典型案例 典型案例江北區(qū)蝦子蝙C匝道2013年斜坡填土引起橋墩偏移 典型案例江北區(qū)蝦子蝙C匝道斜坡填土引起橋墩偏移 典型案例北碚區(qū)周家?guī)r2017年3月岸坡堆土形成推移式滑坡 典型案例 典型案例2017年涪陵區(qū)某工程 典型案例 典型案例 重慶內(nèi)環(huán)快速道路拓寬邊坡施工 典型案例3.28石子山小學(xué)項目邊坡垮塌 典型案例3.28石子山小學(xué)項目邊坡垮塌（忽視勘察設(shè)計要求、邊坡未經(jīng)現(xiàn)場查驗）未來之路GIM（Geological or Geotechnical Information Modelling)地質(zhì)信息模型或巖土信息模型（巖土BIM） 三維地質(zhì)系統(tǒng)+數(shù)值模擬分析+巖土設(shè)計+施工工程控制巖土阿爾法狗（AlphaGo 大數(shù)據(jù)、云計算、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）巖土控制(自動化監(jiān)測