【滑坡穩(wěn)定性及防治措施探究案例7000字（論文）】

滑坡穩(wěn)定性及防治措施研究案例目錄第1章概述 1第2章S寺地質(zhì)環(huán)境條件 22.1自然地理 22.2區(qū)域地質(zhì)條件 22.2.1地形外貌 22.2.2地層巖性 22.2.3地質(zhì)構(gòu)造和地震 32.2.4人類工程活動 4第3章S寺滑坡穩(wěn)定性分析 53.1滑坡穩(wěn)定性計算基礎(chǔ) 53.2計算工況及安全系數(shù) 63.2.1計算工況介紹 63.2.2確定系數(shù) 63.3滑坡穩(wěn)定性分析 7第4章滑坡防治措施研究 84.1設(shè)計原則及目標 84.1.1設(shè)計目標 84.1.2設(shè)計原則 84.2設(shè)計參數(shù)及工況 84.2.1設(shè)計參數(shù) 84.2.2設(shè)計工況 94.3設(shè)計方案 94.3.1削坡減裁設(shè)計 94.3.2錨索加固設(shè)計 94.3.3清坡工程 114.3.4截排水工程 134.4設(shè)計方案驗算 14結(jié)論 15參考文獻 16第第頁第1章概述滑坡是僅次于地震和洪水的一種嚴重的地質(zhì)災害，我國因山區(qū)面積廣大，地理構(gòu)造及地質(zhì)條件差異性顯著，滑坡災害的頻率、分布的密度都非常大。滑坡造成的危害主要分為直接危害和間接危害，直接危害主要包括人員傷亡、財產(chǎn)損失、房屋建筑和交通路損毀等方面，間接危害主要是體現(xiàn)在山體滑坡后損壞原生地貌，并形成新的地形地貌，同時有可能會堵塞依山勢而走的河流，或者在雨水條件下誘發(fā)二次災害，形成泥石流造成毀滅性災害?；率蔷哂刑烊唤Y(jié)構(gòu)面的巖土工程體，是一個隨時空演化的動態(tài)系統(tǒng)，具有高度的復雜性、不確定性和模糊性。而在“4.14”玉樹地震影響下，使S寺所在的斜坡地中的不良地質(zhì)發(fā)展加劇，產(chǎn)生大量弧形拉張裂縫，使滑坡體出現(xiàn)了復活跡象。為了減少其危害性，防止滑坡治理的盲目性，必須對S寺滑坡的地質(zhì)環(huán)境條件、穩(wěn)定性等特點進行分析，提出治理預防措施，而且對其周邊及同類滑坡治理也具有一定的實際意義。第2章S寺地質(zhì)環(huán)境條件2.1自然地理S寺位于玉樹市S鎮(zhèn)東，地處青藏高原東部，東和東南與西藏自治區(qū)接壤，西南與囊謙縣為鄰，西和雜多縣毗連，西北與治多縣聯(lián)境，北和東北與曲麻萊、稱多縣以及四川省相望。S寺屬于典型的高原高寒氣候，氣候寒冷，年溫差小，日溫差大。S鎮(zhèn)常年性河流為巴塘河，屬長江水系，為長江上游通天河的一級支流，因流經(jīng)玉樹縣巴塘盆地而得名，發(fā)源于格拉山北日阿如冬塞以東4km處，從各瓊達出峽，進入巴塘盆地，出峽谷后最后流入長江上游通天河。干流全長92多公里，流域面積達2480km2，上流徑流補給多以降水和冰雪融水為主，入河口海拔約3528米，河道平均比降達17.25%，水流湍急。年徑流量8.46×108m3，年平均流量26.8m3/s。2.2區(qū)域地質(zhì)條件2.2.1地形外貌S寺地貌類型主要為構(gòu)造侵蝕中高山，山體近南北向展布，西高東低，最高海拔為4150m。防治區(qū)東側(cè)河谷平原區(qū)為主，河流階地發(fā)育，地勢較平坦開闊，呈條帶狀，南北向長約1.2km，寬300—450m，西南高東北低，海拔3691~3695m。圖2.1S寺地形地貌2.2.2地層巖性研究區(qū)地層、巖性復雜多樣，主要分布的地層由老至新主要有：元古界、寒武紀、三疊紀、白堊紀、古近紀、新近紀、第四紀，其中容易發(fā)生滑坡的地層主要有第四紀的黃土、砂礫卵石和古近紀、新近紀的紅層。第四紀黃土在區(qū)內(nèi)分布廣泛，主要分布于區(qū)內(nèi)各大河谷及兩側(cè)山體表面。黃土的結(jié)構(gòu)疏松，遇水軟化，成巖性差，強度低，節(jié)理裂隙發(fā)育，是區(qū)內(nèi)主要的滑坡易發(fā)地層。根據(jù)巖土體的成因類型、結(jié)構(gòu)以及力學強度，將研究區(qū)內(nèi)的巖土體劃分為巖體和土體兩大類。其中巖體可進一步劃分為堅硬塊狀侵入巖巖組、堅硬—較堅硬層狀及塊狀變質(zhì)巖巖組，土體可進一步劃分為單層結(jié)構(gòu)冰積卵礫石土、單層結(jié)構(gòu)風積黃土。表2.1巖土體類型劃分及特征表巖土體類型及工程巖組成因類型結(jié)構(gòu)類型強度或狀態(tài)巖體堅硬塊狀侵入巖巖組火成巖塊狀堅硬堅硬—較堅硬層狀及塊狀變質(zhì)巖巖組淺海相層狀及塊狀堅硬—較堅硬土體單層結(jié)構(gòu)冰積卵礫石土冰積層狀松散單層結(jié)構(gòu)風積黃土風積柱狀體塊裂松散（1）堅硬塊狀侵入巖巖組分布于中高山區(qū)，由元古界花崗巖、花崗閃長巖組成，新鮮巖石致密堅硬，具塊體狀構(gòu)造。由于本巖組所屬巖類裂隙均發(fā)育，且集中分布，使一些巖體風化嚴重，強風化帶一般厚度為幾米至幾十米。（2）堅硬—較堅硬層狀及塊狀變質(zhì)巖巖組分布于中高山區(qū)。本巖組以碎屑巖或變質(zhì)巖為主，偶夾碳酸鹽巖。巖溶裂隙發(fā)育是本巖組最主要的工程地質(zhì)問題。（3）單層結(jié)構(gòu)冰積卵礫石土分布于河床及河漫灘、Ⅰ級階地，巖性以礫卵石為主，表層多裸露，分選性差，呈次圓狀，稍密，工程地質(zhì)性能良好。（4）單層結(jié)構(gòu)風積黃土廣泛分布于丘陵地帶，具大孔隙及垂直節(jié)理，無層理，質(zhì)地均一，具濕陷性，土體中大孔隙與垂直節(jié)理極發(fā)育。其力學性質(zhì)較差，該土體中落水洞、天生橋等微地貌十分普遍，工程地質(zhì)性質(zhì)較差，在具臨空面條件下，易產(chǎn)生滑坡、崩塌等地質(zhì)現(xiàn)象。2.2.3地質(zhì)構(gòu)造和地震玉樹縣位于青藏高原中部，在大地構(gòu)造上處于巴顏喀拉地塊，與羌塘地塊毗鄰。巴顏喀拉地塊與羌塘地塊的接觸帶從玉樹地區(qū)通過，玉樹地震則是發(fā)生在巴顏喀拉塊體南邊界中部的甘孜－玉樹斷裂帶上，該斷裂帶為青藏高原內(nèi)部的一條北西走向的大型走滑活動斷裂帶。玉樹S鎮(zhèn)的抗震設(shè)計烈度為=7\*ROMANVII度。2.2.4人類工程活動S寺是有名的旅游勝地，經(jīng)濟較發(fā)達，近年來建設(shè)用地不斷擴張，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷加速，頻繁的人類工程活動存在有不合理的開發(fā)利用方式，對自然環(huán)境的破壞致使地質(zhì)災害頻繁發(fā)生。主要表現(xiàn)在：（1）道路工程建設(shè)近年來S寺附近公路修建時形成很多邊坡，這些公路由于等級較低，在修建過程中缺乏防護措施，在雨季容易引發(fā)小型滑坡，滑坡堆積物堵塞進村道路，威脅著過往車輛和行人生命財產(chǎn)安全。（2）房屋建設(shè)由于建設(shè)用地緊張，因此S寺周邊地區(qū)多依山而建，形成小規(guī)模的建設(shè)用地，由于建設(shè)取地對原始邊坡進行改造，從而使邊坡坡度變陡，穩(wěn)定性變差，往往形成地質(zhì)災害。（3）水利、水電等基礎(chǔ)設(shè)施維護不當區(qū)內(nèi)部分渠道、水庫滲漏引起地表水自山坡上部入滲，改變原始斜坡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，引起斜坡失穩(wěn)，容易誘發(fā)地質(zhì)災害。第3章S寺滑坡穩(wěn)定性分析3.1滑坡穩(wěn)定性計算基礎(chǔ)考慮到滑坡頂部已形成多條基本貫通的張拉裂縫及落水洞，因此后緣形成的“圈椅”狀陡坎已發(fā)生蠕動變形，由于受到陡坎下部坡體上堆積物的阻滑影響，限制其進一步的滑動變形趨勢。因此，在對整個坡體穩(wěn)定性分析計算時，將坡體后緣“圈椅”狀陡坎與坡體上殘留的堆積物作為整個滑動體進行計算分析。坡體穩(wěn)定性分析計算時，選用現(xiàn)場調(diào)查中坡上布設(shè)的四個縱向剖面進行穩(wěn)定性分析計算，穩(wěn)定性分析計算滑動面長度是從其坡腳剪出口至坡頂最遠處分布的張拉裂縫處為止。滑坡穩(wěn)定性分析計算選用1-1’、2-2’剖面進行分析，滑坡1-1’斷面滑體后緣高程為1445.05m，滑體坡腳剪出口高程為650.15m；滑坡2-2’斷面滑體后緣高程為1450.20m，滑體坡腳剪出口高程為701.05m。具體計算模型圖如圖3.1、3.2所示。圖3.1滑坡1-1’斷面計算簡圖圖3.2滑坡2-2’斷面計算簡圖3.2計算工況及安全系數(shù)3.2.1計算工況介紹在穩(wěn)定性計算時，考慮兩種工況進行計算，即分別考慮天然、地震兩種工況進行計算分析。天然工況下考慮的荷載為滑坡巖土體的自重荷載；震工況下考慮的荷載除巖土體自重荷載外，還考慮了地震力的作用。地震力根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013）選取，S寺位于青海省玉樹藏族自治州玉樹市，設(shè)計基本地震加速度值A(chǔ)=0.20g，地震綜合影響系數(shù)取Hs=0.05。水平地震力計算公式如下：式中：——條塊i的水平地震力（kN/m）；——地震綜合影響系數(shù)；——條塊i的重力（KN/m）3.2.2確定系數(shù)滑坡安全系數(shù)K是保證工程安全的安全儲備系數(shù)，K值大于1。K值大小受滑坡危害的大小，工程設(shè)計的重要程度，滑坡的破壞模式，邊坡水文地質(zhì)條件、大氣降水、工程作圖的誤差、巖土體強度試驗數(shù)據(jù)的可靠性等眾多目前難以弄清和考慮不全的因素影響。安全系數(shù)的選取范圍分為以下幾種：①K=1.05~1.10，適用于規(guī)模較小，變形快，易于查清性質(zhì)和今后發(fā)展趨勢的滑坡；活動周期較長的深層滑坡；在計算中考慮了主力、靜、動水壓力等較多因素的；臨時工程。②K=1.10~1.25，適用于大、中型滑坡，難于摸清其性質(zhì)；對活動頻繁的滑坡；滑坡實際穩(wěn)定性系數(shù)較小時；危害性較大，可能產(chǎn)生嚴重后果的滑坡；永久工程；計算時僅考慮了主力等。③K=1.25~1.30，適用于特大、大型滑坡；對整治滑坡的主體工程；不易修復的貴重建筑；滑坡變形破壞對人的生命財產(chǎn)帶來重大損害；重要工程等。根據(jù)《滑坡防治工程勘察規(guī)范》，S寺滑坡的危害程度等級為三級，在天然工況下滑坡穩(wěn)定安全系數(shù)取1.2，地震工況下滑坡穩(wěn)定安全系數(shù)取1.1。綜合考慮滑坡在未來條件下的運營狀況，擬定本段滑坡穩(wěn)定計算的工況及安全系數(shù)如表3.2所示。表3.2滑坡穩(wěn)計算工況及安全系數(shù)工況組合編號荷載及計算組合安全系數(shù)1自重1.22自重+地震1.053.3滑坡穩(wěn)定性分析按照《滑坡防治工程設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》（DZ/T0219-2006）中規(guī)定：當采用穩(wěn)定性分析計算得到的穩(wěn)定系數(shù)不小于設(shè)計的安全系數(shù)K時，可認為邊坡是滿足設(shè)計要求的，具體分級標準見表3.3所示。表3.3滑坡穩(wěn)定狀態(tài)劃分表滑坡穩(wěn)定系數(shù)滑坡穩(wěn)定狀態(tài)不穩(wěn)定欠穩(wěn)定基本穩(wěn)定穩(wěn)定在選定各計算參數(shù)之后，不同工況下的各個計算滑面穩(wěn)定系數(shù)如表3.4所示。表3.4滑坡穩(wěn)定性系數(shù)計算結(jié)果計算滑面工況穩(wěn)定系數(shù)安全系數(shù)穩(wěn)定性評價1-1’剖面自重1.1211.15基本穩(wěn)定自重+地震1.0211.05欠穩(wěn)定2-2’剖面自重1.1181.15基本穩(wěn)定自重+地震1.0251.05欠穩(wěn)定根據(jù)表3.4中的計算結(jié)果表明：當1-1’和2-2’剖面所在的滑坡位置處于地震工況時，穩(wěn)定性均處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，并且均不能滿足規(guī)范所規(guī)定的安全等級要求?；轮械?-1’、2-2’剖面附近的滑體，坡面傾角大，前緣阻滑段土方堆積厚度小的影響，滑體穩(wěn)定性相對較差。在兩種工況下，均不能滿足規(guī)范規(guī)定的坡體安全性要求。對“自重+地震”的工況采取傳遞系數(shù)法計算滑坡的剩余下滑力，得出該工況下各個剖面所在坡體的剩余下滑力，計算結(jié)果如表3.5所示。表3.5滑坡剩余下滑力計算結(jié)果表計算斷面工況安全系數(shù)剩余下滑力（KN）下滑力角度（°）1-1’自重+地震1.05577.8352.3842-2’自重+地震1.05460.9040.964第4章滑坡防治措施研究4.1設(shè)計原則及目標4.1.1設(shè)計目標S寺滑坡由于具有相對高差大勢能高、規(guī)模大、影響范圍大等特點，一旦失穩(wěn)破壞將直接影響S寺鎮(zhèn)的居民。同時，對于今后規(guī)劃重建的S寺也將是重大安全隱患。因此滑坡治理的目標如下：（1）對滑坡采取綜合整治措施，以確保滑坡前緣目前較多居民點的生命和財產(chǎn)安全，（2）消除重大安全隱患，確保今后S寺的重建工作能夠安全進行，為S寺的安全開發(fā)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。（3）確?；孪虏康陌踩?。4.1.2設(shè)計原則（1）堅持“以人為本”原則。根據(jù)滑坡區(qū)域?qū)嵉乜辈旖Y(jié)果，確定重點整治區(qū)段，最大限度減少暴雨、地震等不利因素帶來的影響，確保S寺及周邊居民點人民生命財產(chǎn)安全。（2）滑坡防治設(shè)計與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展適應(yīng)原則。與S寺重建工程、環(huán)境保護、土地利用相結(jié)合，同時考慮新縣城發(fā)展的景觀需求等，使工程達到安全、經(jīng)濟、環(huán)保和適用。（3）滑坡治理工程保證科學性及綜合防治原則。根據(jù)該滑坡的變形破壞特征和成災機理，結(jié)合多種防治手法進行綜合防治。（4）施工安全性及經(jīng)濟性原則。治理措施應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)簡單、操作性強、工期短且施工安全性高的方案，在此基礎(chǔ)上，盡量實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化，因地制宜、就地取材，節(jié)省工程費用。4.2設(shè)計參數(shù)及工況4.2.1設(shè)計參數(shù)設(shè)計荷載主要有：土體自重、地震。土體自重：地下水浸潤線之下取浮容重，地下水浸潤線之上取天然狀態(tài)的容重值，本工程根據(jù)水文地質(zhì)結(jié)論，場地松散堆積層基本無地下水，不考慮地下水因素影響。地震：抗震設(shè)防烈度為=7\*ROMANVII度，設(shè)計基本地震加速度值為0.15g。4.2.2設(shè)計工況按滑坡防治工程等級，依照《滑坡防治工程設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》（DZ/T0219-2006）中的要求，將設(shè)計工況確定為：（1）校核工況：工況2（自重工況）：僅考慮滑坡巖土體自身重力；（2）設(shè)計工況：工況1（地震工況）：自重+地震，除巖土體自重以外，還應(yīng)考慮地震推力。4.3設(shè)計方案S寺滑坡為大型深層滑坡，滑移破壞模式為牽引式，由于滑源區(qū)變形以整體下錯為主，大量滑體殘留于滑源區(qū)內(nèi)，下滑推力巨大。因此，考慮以上方面，本次設(shè)計采用對滑坡體進行適量減載，同時在滑坡剪出口附近實施錨索框架加固，從根源上解決滑坡危險性，降低了工程治理設(shè)計和施工的難度。4.3.1削坡減裁設(shè)計（1）削坡計算根據(jù)滑坡發(fā)育特征，滑源區(qū)滑體以整體下錯為主，大量滑體殘留于滑源區(qū)，下滑推力巨大，因此，以滑坡剪出口3680m高程為界，從剪出口縱向厚度8m處以坡比1:1.5開挖（如圖4.1）。削坡后采用理正6.0巖土工程軟件對滑坡穩(wěn)定性及推力進行驗算，計算成果見表4.1。圖4.11-1?剖面上部削坡示意圖表4.1削坡后滑坡推力及穩(wěn)定性系數(shù)剖面滑坡推力(kN/m)穩(wěn)定性系數(shù)天然工況地震工況天然工況地震工況1-1?天然邊坡1336159011.0980.9531:1.5減裁邊0380.907表中數(shù)據(jù)可知，按1：1.5坡比對表層變形擾動土層的進行清挖減載后，剩余下滑力仍然很大，滑坡在各工況下均處于不穩(wěn)定狀態(tài)，因此需對滑坡上部作進一步的減載處理。分別計算滑坡減載至不同高度時的穩(wěn)定系數(shù)，當減載至高程3800m時（如圖4.2），剖面1-1?與剖面2-2’在地震工況下安全系數(shù)均為1.05，剩余下滑力分別為796KN/m和523KN/m，穩(wěn)定性系數(shù)及下滑力達到規(guī)范要求。為確保削坡后邊坡安全穩(wěn)定，需對其進行錨固處理。圖4.21-1?剖面上部減載示意圖（2）滑源區(qū)表部坡體削坡與邊坡設(shè)計根據(jù)邊坡變形破壞情況，表層土體變形強烈，結(jié)構(gòu)松散。對3678~3800m高程局部削坡減載：以清除坡表松散土體為原則，從高程3678m位置以內(nèi)8m水平深度為起坡點，按坡比1：1.5削坡開挖至3800m高程，開挖深度5~30m。每15m設(shè)置2m寬的馬道，共計7級馬道，并于3800m高程處形成大平臺，平臺內(nèi)側(cè)開挖至滑帶，平臺寬度約60~100m（如圖4.3）。圖4.31-1?剖面削坡減載工程布置示意圖4.3.2錨索加固設(shè)計（1）錨索相關(guān)計算錨固力的計算公式為：滑坡推力F根據(jù)上面地震工況下滑推力計算結(jié)果取800KN/m，錨索與水平面的夾角根據(jù)下式取值：根據(jù)剖面1-1’去滑動面傾角為34°，為滑面內(nèi)摩擦角，取24°。故為23°，同時根據(jù)實踐經(jīng)驗錨索傾角應(yīng)＞11°，結(jié)合實際情況取為20°。所以錨固力。（2）鋼絞線根數(shù)錨索選用直徑為15.2mm的鋼絞線，根據(jù)《滑坡防治工程設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》（DZ/T0219-2006）計算其極限張拉荷載：每孔錨索需要鋼絞線的根數(shù)為：其中為安全系數(shù)，1.7~2..2，根據(jù)防治要求這里取，故n=6.59≈7。（3）錨固段長度錨索的錨固段長度計算公式為：為錨固安全系數(shù)，2.0~4.0，取2.5；為錨索與水泥砂漿的極限粘結(jié)應(yīng)力，參考《巖土工程預應(yīng)力錨索設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》（GJB3635-99），本次方案中粘結(jié)應(yīng)力取0.9Mpa。代入計算得，取整為8m。（4）錨索間距錨索間距的計算公式為：為修正系數(shù)，。代入求得D=4m。同時，考慮到邊坡巖土承載力和使用時限，單根錨固力不能超過150t，擬布置錨索3~4排。根據(jù)滑坡邊界條件、各個剖面確定的滑體深度變化較大、滑面剪出口位置變化較大，同時，錨索傾角確定為20°，應(yīng)布置于滑面傾角34°段，以保證達到最好的錨固效果，故將錨索布置范圍定為高程3725~3745m。如圖4.4。圖4.41-1?剖面格構(gòu)錨索布置示意圖4.3.3清坡工程清坡范圍主要為運動區(qū)，其工程布置如圖4.5所示。圖4.51-1?剖面清坡工程示意圖運動區(qū)滑坡堆積體以塊碎石堆積為主，厚度為5.0~10.0m，穩(wěn)定性差，在降雨等外界因素影響下，可能引發(fā)泥石流等災害。因此，對剪出口（高程3680m）以下的坡表松散的滑坡堆積體進行清坡處理，挖除因滑坡而散落堆積的松散塊石及浮土，清坡厚度5~10m。4.3.4截排水工程沿各級馬道和平臺的內(nèi)側(cè)設(shè)置排水溝，排水溝尺寸：寬0.3m，深0.3m，按0.3%坡比，從中間向兩側(cè)排泄，匯水至兩側(cè)截水溝。截水溝沿開挖邊界外布置，截水溝尺寸：敞口寬（b1）1m、底寬（b2）0.8m、深0.8m（如圖4.6所示），沿地形低洼處引至邊坡下部的東邊溝。由于滑坡后緣基本到達山頂分水嶺，故后緣不設(shè)置截水溝，兩側(cè)頂部的截水溝與最高一級的1405m馬道連接。圖4.6截水溝布置示意圖4.4設(shè)計方案驗算為驗證治理方案的可行性，利用GeoStudio軟件對治理后的剖面1-1?及2-2?進行穩(wěn)定性計算，分別計算其在天然工況、地震工況下的穩(wěn)定系數(shù)，治理前后巖土體力學參數(shù)不變。計算結(jié)果見表4.2。表4.2治理后邊坡穩(wěn)定性演算結(jié)果剖面編號計算方法天然工況地震工況剖面1-1?Morgenstarn-Price1.5131.230Spencer1.5141.236剖面2-2?Morgenstarn-Price1.6941.299Spencer1.6961.303據(jù)表4.2可知，在天然工況下，治理后邊坡穩(wěn)定系數(shù)介于1.513~1.696，處于穩(wěn)定狀態(tài)；在地震工況下，穩(wěn)定系數(shù)介于1.230~1.303，處于穩(wěn)定狀態(tài)。在方案設(shè)計過程中，通過計算得知削坡減載后，滑坡上部下滑推力明顯降低，再通過錨固及清坡，抗滑力得到提升，綜上所述，該治理措施是切實可行的。結(jié)論本文以S寺滑坡為研究對象，首先介紹了S寺地質(zhì)環(huán)境條件，然后對S寺滑坡穩(wěn)定性進行了分析，發(fā)現(xiàn)