《邊坡工程》題集

《邊坡工程》題集一、選擇題邊坡穩(wěn)定性分析中，常用的方法是哪種？（）

A.極限平衡法

B.有限元法

C.無限元法

D.邊界元法

(答案：A)下列哪種因素不會影響邊坡的穩(wěn)定性？（）

A.巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)

B.邊坡的幾何形狀

C.地下水位的變化

D.邊坡上植被的種類

(注：此處的“種類”指的是非影響力學(xué)性質(zhì)的普通分類，如顏色、種類等，不涉及根系對土壤的固定作用。)(答案：D)在邊坡工程中，滑坡體是指哪一部分？（）

A.邊坡上穩(wěn)定不動的部分

B.邊坡上沿某一滑動面滑動的巖土體

C.邊坡下部的支撐部分

D.邊坡頂部的覆蓋層

(答案：B)下列哪種情況最可能導(dǎo)致邊坡發(fā)生滑坡？（）

A.邊坡坡度緩于巖土體的自然休止角

B.邊坡巖土體抗剪強度高于下滑力

C.邊坡受到持續(xù)的降雨入滲

D.邊坡頂部進行輕量化處理

(答案：C)邊坡加固中，采用抗滑樁的主要目的是什么？（）

A.增加邊坡的坡度

B.提高邊坡巖土體的內(nèi)聚力

C.提供額外的抗滑力以阻止邊坡滑動

D.減少邊坡上的滲流

(答案：C)二、填空題邊坡穩(wěn)定性分析中，常用的安全系數(shù)Fs是指______與______之比。

(答案：邊坡的抗滑力；邊坡的下滑力)在邊坡工程中，滑坡的發(fā)生往往伴隨著______現(xiàn)象的出現(xiàn)，這是滑坡即將發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生的一個重要標志。

(答案：裂縫或地表的變形)邊坡的破壞形式主要有滑坡、______、______等幾種類型。

(答案：崩塌；剝落或泥石流，任選兩種填寫)在邊坡加固設(shè)計中，采用______可以改變邊坡巖土體的應(yīng)力狀態(tài)，提高其穩(wěn)定性。

(答案：減載或加載措施，如削坡減載或回填壓腳)邊坡工程中的排水措施主要包括______和______兩種類型，其目的是降低地下水位，減少滲流對邊坡穩(wěn)定性的影響。

(答案：地表排水；地下排水，如排水溝和盲溝等)邊坡穩(wěn)定性分析中，巖土體的內(nèi)摩擦角φ和______是兩個重要的力學(xué)參數(shù)，它們直接影響邊坡的穩(wěn)定性。

(答案：黏聚力c)在邊坡加固中，______是一種常用的加固方法，它通過提高邊坡巖土體的整體性和抗剪強度來增強邊坡的穩(wěn)定性。

(答案：注漿加固或錨桿加固等，填寫一種即可)三、判斷題邊坡的穩(wěn)定性只與巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)有關(guān)，與邊坡的幾何形狀無關(guān)。（）

(答案：錯)在邊坡工程中，滑坡體后緣的裂縫是滑坡即將發(fā)生的一個重要征兆，應(yīng)密切監(jiān)測。（）

(答案：對)邊坡的加固措施可以無限制地提高邊坡的穩(wěn)定性，使其永遠不會發(fā)生滑坡。（）

(答案：錯)在邊坡穩(wěn)定性分析中，安全系數(shù)Fs越大，表示邊坡的穩(wěn)定性越好。（）

(答案：對)邊坡工程中的排水措施主要是為了美化環(huán)境，與邊坡的穩(wěn)定性無關(guān)。（）

(答案：錯)四、簡答題簡述邊坡穩(wěn)定性分析的主要步驟和方法。

(答案要點：邊坡穩(wěn)定性分析的主要步驟包括確定邊坡的幾何形狀和巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)，建立邊坡的穩(wěn)定性分析模型，選擇合適的分析方法進行計算，以及根據(jù)計算結(jié)果評價邊坡的穩(wěn)定性。常用的分析方法有極限平衡法、有限元法等。)在邊坡加固設(shè)計中，應(yīng)如何合理選擇加固方法？請列舉幾種常用的加固方法并說明其適用條件。

(答案要點：在邊坡加固設(shè)計中，應(yīng)綜合考慮邊坡的穩(wěn)定性狀況、巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)、加固成本、施工條件等因素，合理選擇加固方法。常用的加固方法有抗滑樁、錨桿加固、注漿加固、削坡減載、回填壓腳等。抗滑樁適用于滑坡體較厚、推力較大的情況；錨桿加固適用于巖土體較破碎、難以形成穩(wěn)定滑動面的情況；注漿加固適用于巖土體裂隙發(fā)育、滲透性較好的情況；削坡減載和回填壓腳則分別適用于邊坡過陡和邊坡下部支撐不足的情況。)五、計算題20.已知某邊坡的巖土體為均質(zhì)砂土，內(nèi)摩擦角φ=30°，黏聚力c=0（因為砂土通常無黏聚力），邊坡的高度H=10m，坡度為1:1（即45°），請計算該邊坡在不考慮其他外力作用下的穩(wěn)定性安全系數(shù)Fs，并判斷邊坡是否穩(wěn)定。（提示：采用極限平衡法中的瑞典條分法進行計算）(答案：

我們需要明確邊坡的穩(wěn)定性安全系數(shù)Fs的定義，即邊坡的抗滑力與下滑力之比。在本題中，我們采用極限平衡法中的瑞典條分法進行計算。將邊坡劃分為若干個垂直條塊，假設(shè)條塊間無水平力作用，只考慮垂直力和平行于滑動面的力。對于每個條塊，計算其自重W，下滑力T和抗滑力R。由于邊坡坡度為1:1，條塊的寬度與高度相等，設(shè)條塊寬度為b，則高度也為b。自重W=γbH/n，其中γ為砂土的容重，假設(shè)為18kN/m3，H為邊坡高度，n為條塊數(shù)。下滑力T=Wsin(45°)，抗滑力R=Wcos(45°)tan(30°)+cb（但本題中c=0，所以抗滑力只與摩擦角有關(guān)）。計算總下滑力和總抗滑力，然后求比值得到安全系數(shù)Fs=總抗滑力/總下滑力。假設(shè)我們將邊坡劃分為10個條塊進行計算，那么n=10。對于每個條塊，W=18b1/10=1.8bkN，T=1.8bsin(45°)=1.273bkN，R=1.8bcos(45°)*tan(30°)=0.9bkN（因為c=0）?？傁禄?10T=12.73bkN，總抗滑力=10R=9bkN。所以安全系數(shù)Fs=總抗滑力/總下滑力=9b/12.73b=0.71<1。根據(jù)計算結(jié)果，該邊坡在不考慮其他外力作用下的穩(wěn)定性安全系數(shù)小于1，說明邊坡不穩(wěn)定，需要采取加固措施。21.某邊坡工程采用抗滑樁進行加固，抗滑樁的截面為矩形，寬度b=0.5m，高度h=1.0m，樁長L=15m，嵌入巖土體中的深度為12m，巖土體的內(nèi)摩擦角φ=25°，黏聚力c=20kPa，抗滑樁的間距為d=2.0m。請計算單根抗滑樁所能提供的最大抗滑力，并假設(shè)邊坡的下滑力為已知，為500kN/m，判斷在邊坡長度為100m的情況下，需要多少根抗滑樁才能確保邊坡的穩(wěn)定。(答案：

首先，我們需要計算單根抗滑樁所能提供的最大抗滑力。這主要取決于抗滑樁與巖土體之間的摩擦力和黏聚力。計算抗滑樁的側(cè)面積A=2(b+h)L_embed，其中L_embed為嵌入巖土體中的深度，即12m。所以A=2(0.5+1.0)12=36m2。計算巖土體對抗滑樁的摩擦力F_friction=Aσ_ntan(φ)，其中σ_n為巖土體對抗滑樁的法向應(yīng)力，可以假設(shè)為巖土體的自重應(yīng)力，即γz，其中γ為巖土體的容重，假設(shè)為20kN/m3，z為深度。但在這里，我們?yōu)榱撕喕嬎悖梢约僭O(shè)摩擦力主要來源于樁側(cè)的被動土壓力，因此取σ_n為巖土體的抗剪強度的一半，即(c+γztan(φ))/2（這是一種簡化的假設(shè)，實際情況可能更復(fù)雜）。但由于黏聚力的存在，我們在這里先只考慮摩擦角的影響，即F_friction=Ac_eqtan(φ)，其中c_eq為等效黏聚力，可以取為c的一個合理值，這里我們暫取c_eq=c=20kPa（注意單位轉(zhuǎn)換，這里應(yīng)為20kN/m2）。所以F_friction=3620*tan(25°)=31.8kN（這里的結(jié)果是一個近似值，因為實際計算中應(yīng)考慮深度z的變化和巖土體的實際應(yīng)力狀態(tài)）。計算黏聚力提供的抗滑力F_cohesion=Ac=3620=720kN（注意這里c的單位是kN/m2，所以結(jié)果是kN）。但需要注意的是，黏聚力通常只在淺表層的巖土體中起作用，對于深埋的抗滑樁，其主要抗滑力來源于摩擦力。然而，為了簡化計算，我們這里將黏聚力也考慮在內(nèi)。因此，單根抗滑樁所能提供的最大抗滑力F_max=F_friction+F_cohesion=31.8+720=751.8kN（這是一個近似且偏大的估計值，實際工程中應(yīng)更精確地計算）。接下來，我們需要判斷在邊坡長度為100m的情況下，需要多少根抗滑樁才能確保邊坡的穩(wěn)定。已知邊坡的下滑力為500kN/m，所以邊坡的總下滑力F_total=500*100=50000kN。假設(shè)每根抗滑樁都能提供最大抗滑力F_max=751.8kN（實際中可能達不到這個值），那么需要的抗滑樁數(shù)量n=F_total/F_max=50000/751.8≈66.53，取整為67根。因此，在邊坡長度為100m的情況下，至少需要67根抗滑樁才能確保邊坡的穩(wěn)定。但需要注意的是，這里的計算是基于一些簡化和假設(shè)的，實際工程中應(yīng)根據(jù)具體情況進行詳細的設(shè)計和計算。)六、綜合分析題22.某山區(qū)公路邊坡工程，邊坡高度H=20m，坡度為1:1.5，巖土體主要為風(fēng)化巖，內(nèi)摩擦角φ=28°，黏聚力c=15kPa，地下水位較高，且邊坡上方有一條小溪流過。請結(jié)合所學(xué)知識，分析該邊坡可能存在的穩(wěn)定性問題，并提出相應(yīng)的加固措施和監(jiān)測建議。(答案：

該山區(qū)公路邊坡工程存在多個可能影響穩(wěn)定性的因素，包括邊坡的高度、坡度、巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)、地下水位以及邊坡上方的溪流。以下是對該邊坡可能存在的穩(wěn)定性問題的分析，以及相應(yīng)的加固措施和監(jiān)測建議。穩(wěn)定性問題分析：邊坡高度和坡度：邊坡高度H=20m，坡度為1:1.5，相對較陡，增加了邊坡滑動的風(fēng)險。巖土體性質(zhì)：風(fēng)化巖的內(nèi)摩擦角φ=28°，黏聚力c=15kPa，相對較低，抗剪強度有限，易于發(fā)生滑動。地下水位：地下水位較高，會增加巖土體的飽和度，降低其抗剪強度，同時產(chǎn)生滲流力，進一步降低邊坡的穩(wěn)定性。邊坡上方溪流：溪流的水流沖刷和滲透作用會加速邊坡巖土體的風(fēng)化、剝落和滑動。加固措施：削坡減載：對邊坡進行削坡處理，降低邊坡的高度和坡度，減少下滑力，提高穩(wěn)定性?？够瑯都庸蹋涸谶吰碌年P(guān)鍵滑動面上方設(shè)置抗滑樁，提供額外的抗滑力，阻止邊坡滑動。抗滑樁的截面、長度和間距應(yīng)根據(jù)具體計算確定。注漿加固：對風(fēng)化嚴重的巖土體進行注漿加固，提高其整體性和抗剪強度。排水措施：設(shè)置地表排水溝和地下排水盲溝，降低地下水位，減少滲流對邊坡穩(wěn)定性的影響。同時，對邊坡上方的溪流進行引流處理，避免水流直接沖刷邊坡。監(jiān)測建議：位移監(jiān)測：在邊坡的關(guān)鍵部位設(shè)置位移監(jiān)測點，定期測量位移量，及時發(fā)現(xiàn)邊坡的滑動趨勢。裂縫監(jiān)測：對邊坡上的裂縫進行定期觀測和記錄，分析裂縫的發(fā)展趨勢，判斷邊坡的穩(wěn)定性狀況。地下水位監(jiān)測：在邊坡附近設(shè)