ut道路边坡稳定与加固设计

1、河 海 大 学 学 士 学 位 论 文道路边坡稳定与加固设计土工格栅加固方案 贾雷刚(河海大学交通工程学院，江苏 南京 210098) 摘要：随着现代施工技术和施工机械的发展，越来越多的大型工程正在世界各地改变着大自然的面貌，道路越修越宽，桥梁越来越长。在大型工程给人们带来便利的同时，施工过程中的边坡问题对日常生活造成的危害也越来越严重，滑坡、泥石流、坍塌等地质危害在中央电视台天气预报中的专门预测就是一个表露。针对现在的边坡治理问题，本文着重阐述土工格栅的治理方案，以河南新乡潞王坟村的边坡为实例，通过岩土软件geoslope的建模来计算边坡失稳机理；并采用土工格栅+回填土的施工工艺来对边坡进行

2、加固处理，并运用相关知识进行加固后的边坡稳定验算。关键词：土工格栅；边坡；稳定系数；加固slope stability and reinforcement designjia leigang(the college of traffic and ocean engineering , hohai university, nanjing, jiangsu,210098,china)abstract:with the development of modern construction techniques and construction machinery, more and more lar

3、ge-scale projects around the world are changing the face of nature, the roads wider and the bridge longer. while the large-scale projects facilitate people, the harm on the daily life caused by the slope problem in the construction process is more serious, it is a show that geological hazards such a

4、s landslide、mud-rock flows and the collapse are forecasted specially on cctv “weather forecast" . for the current slope governance, this article focuses on the governance of geogrid for the slope example of henan xinxiang luwang grave village, calculating the mechanism of slope instability thro

5、ugh the model by geotechnical software geoslope,reinforcing the slope through geogrid and back filling construction technology ,and then checks the slope stability which is reinforced using relevant knowledge.key words:geogrid, slope, stability coefficient, reinforcement第一章 绪论1.1 概述边坡是指具有倾斜坡面的岩土体，可分

6、为天然边坡和人工边坡。天然边坡是指由于地质作用自然形成的边坡，如山坡、江河的岸坡等；人工边坡是指经过人工开挖、填形成的坡面，如基坑、渠道、土石坝、路堤等的边坡。由于边坡表面倾斜，在土体自重及其他外力作用下，整个岩体都有从高处向低处滑动的趋势，所以边坡的稳定性是由土体的工程地质、水文地质条件和岩土体力学性质决定。图1-1 某地人工开挖的边坡1.2 滑坡滑坡是斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面所发生的滑移现象，灾害形态表现为斜坡的变形和滑落。按照组成边坡土体的性质，通常分为土坡滑动和岩坡滑动。引起滑坡的根本原因是土体内部某个面上的剪应力达到了它的抗剪强度，稳定平衡遭到了破坏。使剪应力达到抗剪强度的起因

7、有二：一是由于土体内部剪应力的增加，例如堤坝施工中上部填土荷重的增加，降雨使土体重度增加、产生渗流力，坡面或者坡顶施加过重荷载或由于地震、打桩等引起动力荷载；二是由于土体本身抗剪强度的减少，例如孔隙水压力的升高，气候变化产生的干裂、冻融，粘土夹层因浸水而软化等引起的岩土体强度降低。1.3 滑坡产生的危害 滑坡是一种重要的地质灾害，对人类的生命财产带来重大威胁，例如滑坡可导致交通中断、河道堵塞、厂矿城镇被掩埋、工程建设受阻等。表1-1统计了上世纪世界上的一些重大滑坡灾害的实例。从中可以发现一些规模较大的滑坡，如意大利的瓦依昂滑坡，死亡人数达几千人；中国宁夏海源及秘鲁yungay个别特大滑坡灾害的

8、伤亡人数均以万计；另外由于滑坡堵塞河道形成天然水库，而这些水库又没有溢洪道通，常会在短期内溃决形成特大洪水，由此导致更大的灾害。 表1-2 世界重大滑坡灾害实例国家地区日期滑坡类型危害爪哇1919年 泥石流 5100人死亡140个村被毁中国宁夏海源 1920年12月黄土流 约20万人死亡美国加利福尼亚 1934年12月泥石流40人死亡400间房子被毁日本 久礼 1945年 1154人死亡日本东京西南 1958年 1100人死亡秘鲁 ranrachirca1962年6月岩石崩塌3500多人死亡意大利 瓦依昂 1963年 岩石滑坡进入水库2600人死亡英国aberfan 1966年10月流动滑坡1

9、44人死亡巴西 1966年1000人死亡巴西1967年 1700人死亡美国弗吉尼亚1969年 泥石流 150人死亡日本 1969年-1972年 各种灾害 519人死亡13288间房被毁香港 1972年6月各种灾害138人死亡日本 kamijima1972年 112人死亡意大利南部 1972年-1973年各种灾害 100个村庄被毁影响20万人秘鲁mantaro峡谷 1974年 450人死亡秘鲁 yacitan 1983年 233人死亡尼泊尔西部 1983年 186人死亡中国东乡县洒勒1983年 黄土滑坡 4个村被毁227人死亡哥伦比亚armero 1985年11月泥流 约22000人死亡土耳其c

10、atak1988年6月66人死亡从表1-1我们可以看出滑坡所造成的危害是非常巨大的，后果是非常严重的。为了保护人民生活生产的安全，我们必须对边坡的稳定性进行分析，对边坡稳定性不足的部分加以处理，做到早预防、早治理。1.4 滑坡的稳定性分析现状1.4.1 定量分析法边坡稳定性分析还远没有走到完全定量这一步,它只能算是一种半定量的分析方法。(1) 极限平衡分析法极限平衡法是边坡稳定分析中最常用的方法。它是通过分析在临近破坏状况下,土体外力与内部强度所提供抗力之间的平衡,计算土体在自身和外荷作用下的土坡稳定性程度,通常以边坡稳定系数表示为: f=s/ （1-1）式中:s为抗剪强度;为实际剪应力。边坡

11、中最小的稳定系数称为边坡稳定安全系数,它表示了该边坡的稳定程度。目前已有了多种极限平衡分析方法,与其它方法相比,极限平衡法的缺点是在力学上作了一些简化假设,但是近年来已在计算模型、滑动面确定、边坡类型等方面都得到了一定的完善。(2) 数值法现在已出现的数值法有：有限元法、无单元法、离散单元法(dem)、快速拉格朗日分析法(flac)、不连续变形分析法(dda)、快速流线元法(1990)。有限元法是一种十分成熟的数值方法,也是边坡稳定分析中用得较多的一种方法。有限元的优点是部分地考虑了边坡岩体的非均质和不连续性,可以给出岩体的应力、应变大小与分布，避免了极限平衡分析法中将滑体视为刚体而过于简化的

12、缺点；但它还不能很好地求解大变形和位移不连续等问题，对于无限域、应力集中问题等的求解还不理想。无单元法是有限元法的一种推广,近来已得到广泛的应用。此法采用滑动最小二乘法所产生的光滑函数近似场函数。离散单元法(dem)是一种适用于模拟离散介质的数值方法。flac首先由康德在20世纪80年代提出并将其程序化、实用化。该方法较有限元方法能更好地考虑岩土体的不连续性和大变形特征，求解速度较快。其缺点是同有限元方法一样,计算边界、单元网格的划分带有很大的随意性。dda法是石根华博士提出的分析不连续变形问题的一种新的离散型数据值计算方法。快速流线元法是石氏继创立块体理论和dda后,并在此基础上首创的一种新

13、的现代数值方法。1.4.2 定性分析法定性分析方法主要是通过工程地质勘察,对影响边坡稳定性的主要因素、可能的变形破坏方式及失稳的力学机制等的分析,对已变形地质体的成因及其演化史进行分析,从而给出被评价边坡一个稳定性状况及其可能发展趋势定性的说明和解释。其优点是能综合考虑影响边坡稳定性的多种因素,快速地对边坡的稳定状况及其发展趋势作出评价。边坡稳定分析设计专家系统就是进行边坡工程稳定性分析与设计的智能化计算机程序。1.4.3 非确定性评价方法边坡稳定的影响因素众多,有时候很难确定是哪个或哪些变量影响边坡稳定。即使在变量确定的情况下,由于工程量庞大,难以用常规的定量或定性的方法来分析。此时,可以借

14、助一些非确定性的评价方法:模糊综合评价法、可靠度评价方法、灰色系统评价方法。模糊综合评价法主要应用于大型边坡的整体稳定性评价。边坡工程可靠性分析是近20年发展起来的评价边坡工程状态的新方法,它把边坡岩体性质、荷载、地下水、破坏模式、计算模型等作为不确定量,借鉴结构工程可靠性理论方法,结合边坡工程的具体情况,用可靠指标或破坏概率来评价边坡安全度。灰色系统评价方法特别适合于像边坡稳定性这种数据有限,没有原型,复杂而且具有不确定性问题的分析与评价。1.5 滑坡的治理方法现状研究滑坡的处治可以分为防护与加固两种。防护是在边坡稳定的基础上进行的,如果边坡不稳定,首先要进行加固。常用的加固方法的特点及适用

15、范围如下。1、挡土墙重力式：墙自重承受土压力,保持平衡；一般用浆砌片石砌筑，缺乏石料地区可用混凝土；形式简单，取材容易，施工简单；当地基承载力低时，可在墙底设置钢筋混凝土板，以减薄墙身，减少开挖量；适用于低墙、地质情况较好，有石料地区。半重力式:混凝土灌注,在墙背设少量钢筋，墙趾展宽,或基底设凸形；以减薄强身,节省圬工；适用于地基承载力低，缺乏石料地区。悬臂式:采用钢筋混凝土,由立臂、墙趾板；墙踵板组成,断面尺寸小；墙过高,下部弯矩大,钢筋用量大；适用于石料缺乏,地基承载力低地区,墙高6m左右。扶臂式:由墙面板、墙趾板、墙踵板、扶臂组成；采用钢筋混凝土；适用于石料缺乏地区,挡土墙高大于6m,较

16、悬臂式经济。锚杆式：由肋柱、挡土板、锚杆组成，靠锚杆的拉力维持挡土墙的平衡；适用于挡土墙高>12m，石料缺乏或挖基困难，具有锚固条件地区。一般多用于路堑挡土墙。锚定板式：结构特点于锚杆式相似，只是拉杆的端部用锚定板固定于稳定区；填土压实时,钢挡杆易弯，产生应力；适用于缺乏石料，具有锚固条件的地区，大型填方工程，不适用于路堑挡土墙。加筋挡土墙：由墙面板、拉条及填土组成，结构简单、施工方便，经济效益大；对地基变形适应性大，对地基承载力要求低；建筑高度大，适用于大型填方工程。2、抗滑桩抗滑桩是一种用于处理滑坡或防止边坡下滑的钢筋水泥混凝土结构，是一种较理想的抗滑设施，但投资较大。桩体可埋入土体

17、20m30m。能够承受较大的土体压力或滑坡推力；桩的横截面较大，刚度大，变形小；桩间土体可用喷锚等柔性防护，不必采用挡土板；适用于边坡开挖后土体压力大或有滑坡推力的情况。锚索抗滑桩具有抗滑桩的特点，但比抗滑桩能承受更大的土体压力或滑坡推力；桩顶加了锚索后可使埋入土体的桩长大大减短；适用于边坡开挖后土体压力或滑坡推力很大的情况。3、预应力锚索 用预应力锚索处理单斜构造岩石边坡,对保证该类边坡的稳定有较好的效果,但难以准确计算被锚固体的下滑力和张拉控制应力。锚索的锚固段应设置在稳定的岩体中,一般用于岩石路段,而不适用土坡或土质松散处。4、压浆锚柱(固结)压浆锚柱(固结)简单地说就是往地层注入水泥浆

18、(掺加一定量的外加剂)，以改变土(岩)体物理力学性质(必要时，加一钢筋笼或钢筋束,即锚柱从而稳定边坡的一种方法。其施工设备简单,占地面积小，工期短，见效快，加固地层的深度可深可浅但难以检测注入范围和判断固结状态。5、排水固结 排水固结主要用于表层地下水较多处的边坡加固。有树枝状盲沟，塑料排水管等方式。工艺简单耗用材料少，但遇到有滑层的地方，需配设支挡构造物才能达到满意的效果。6、土工合成材料土工合成材料是一种新型的岩土工程材料，是以人工合成的聚合物（主要有聚丙稀pp，聚酯pet，聚乙烯pe，聚氯乙稀pvc，聚酰胺pa等）为原料，所制成的各种类型产品的总称，它们可置于岩土或其它工程结构内部、表面

19、或各结构层之间，发挥加强或保护土体的作用。目前土工合成材料广泛地应用于水利、水电、公路、铁路和建筑等工程的各个领域。1.6 滑坡治理方法的研究滑坡治理工程是一门应用科学，在稳定性分析时不仅需要运用综合理论知识、室内外测成果、还需要应用工程师的经验，才能获得满意的结果。因此可以预测在下面几个方面的进展将对治理工程有着很大的影响。1、区域性土分布和特性的研究 经典土力学是建立在无结构强度理想的粘性土和无粘性土基础上的。但由于形成条件、形成年代、组成成分、应力历史不同，土的工程性质具有明显的区域性。我国地域辽阔、岩土类别多、分布广。以土为例，软粘土、黄土、膨胀土、盐渍土、红粘土、有机质土等都有较大范

20、围的分布。如我国软粘土广泛分布在天津、连云港、上海、杭州、宁波、温州、福州、湛江、广州、深圳、南京、武汉、昆明等地。人们已经发现上海粘土、湛江粘土和昆明粘土的工程性质存在较大差异。以往人们对岩土材料的共性、或者对某类土的共性比较重视，而对其个性深入系统的研究较少。对各类各地区域性土的工程性质，开展深入系统研究是治理工程发展的方向。2、本构模型研究 在经典土力学中沉降计算将土体视为弹性体，采用布西奈斯克公式求解附加应力，而稳定分析则将土体视为刚塑性体，采用极限平衡法分析。采用比较符合实际土体的应力-应变-强度(有时还包括时间)关系的本构模型可以将变形计算和稳定分析结合起来。自roscoe与他的学

21、生(19581963)创建剑桥模型至今，各国学者已发展了数百个本构模型，但得到工程界普遍认可的极少，严格地说尚没有。岩体的应力-应变关系则更为复杂。看来，企图建立能反映各类岩土的、适用于各类岩土工程的理想本构模型是困难的，或者说是不可能的。因为实际工程土的应力-应变关系是很复杂的，具有非线性、弹性、塑性、粘性、剪胀性、各向异性等等，同时，应力路径、强度发挥度、以及岩土的状态、组成、结构、温度等均对其有影响。 3、不同介质间相互作用及共同分析 边坡工程不同介质间相互作用及共同作用分析研究可以分为三个层次：岩土材料微观层次的相互作用；土与复合土或土与加筋材料之间的相互作用；地基与建(构)筑物之间相

22、互作用。 4、岩土工程测试技术 岩土工程测试技术不仅在边坡治理工程建设实践中十分重要，而且在稳定性理论的形成和发展过程中也起着决定性的作用。理论分析、室内外测试和工程实践是岩土工程分析三个重要的方面。岩土工程测试技术一般分为室内试验技术、原位试验技术和现场监测技术等几个方面。及时有效地利用其他学科科学技术的成果，将对推动岩土工程领域的测试技术发展起到越来越重要的作用，如电子计算机技术、电子测量技术、光学测试技术、航测技术、电、磁场测试技术、声波测试技术、遥感测试技术等方面的新的进展都有可能在岩土工程测试方面找到应用的结合点。测试结果的可靠性、可重复性方面将会得到很大的提高。由于整体科技水平的提

23、高，测试模式的改进及测试仪器精度的改善，最终将导致岩土工程方面测试结果在可信度方面的大大改进。 5、边坡工程问题计算机分析 开展计算机分析研究是一个重要的研究方向。计算机分析范围和领域很广，随着计算机技术的发展，计算分析领域还在不断扩大。除前面已经谈到的本构模型和不同介质间相互作用和共同分析外，还包括各种数值计算方法，土坡稳定分析，极限数值方法和概率数值方法，专家系统、autocad技术和计算机仿真技术在岩土工程中应用，以及岩土工程反分析等方面。根据原位测试和现场监测得到边坡工程施工过程中的各种信息进行反分析，根据反分析结果修正设计、指导施工。这种信息化施工方法被认为是合理的施工方法，是发展方

24、向。 6、环境岩土工程研究 环境工程是边坡工程与环境科学密切结合的一门新学科。它主要应用岩土工程的观点、技术和方法为治理和保护环境服务。人类生产活动和工程活动造成许多环境公害。另外，地震、洪水、风沙、泥石流、滑坡、地裂缝、隐伏岩溶引起地面塌陷等灾害对环境造成破坏。上述环境问题的治理和预防给岩土工程师们提出了许多新的研究课题。随着城市化、工业化发展进程加快，环境岩土工程研究将更加重要。应从保持良好的生态环境和保持可持续发展的高度来认识和重视环境岩土工程研究。 边坡岩土工程是一门应用科学，是为工程建设服务的。工程建设中提出的问题就是岩土工程应该研究的课题。岩土工程学科发展方向与土木工程建设发展态势

25、密切相关。世界土木工程建设的热点移向东亚、移向中国。中国地域辽阔，工程地质复杂。中国土木工程建设的规模、持续发展的时间、工程建设中遇到的岩土工程技术问题，都是其它国家不能相比的。这给我国岩土工程研究跻身世界一流并逐步处于领先地位创造了很好的条件。展望21世纪岩土工程的发展，挑战与机遇并存，中国岩土工程必将走向一个新水平。 第二章 工程背景介绍2.1 概述本文选用河南新乡潞王坟乡政府附近地段，属于南水北调中线工程总干渠第渠段，本渠段岩性多有粘性土和泥灰岩组成，局部为砂岩和砂砾岩，岩性、岩相变化较大，其中粘土岩以中等膨胀性为主，局部为强膨胀，成岩程度差；泥灰岩以弱膨胀为主，上部胶结好，下部稍差。图

26、2-1 新乡潞王坟地形现场2.2 工程地质环境研究潞王坟段属软岩丘陵地区，地面高程91-134m，该区域内冲沟发育，沟深10-15m，沟宽10-20m。2.2.1 成岩环境及地层岩性该地区由钻孔揭露深度范围内主要有奥陶系灰岩、上第三系上新统潞王坟组灰岩、粘土岩、砂（砾）岩，在沟谷或缓坡上多被第四系上更新统坡洪集成因的黄土状重粉质粘土和中更新统残坡岩成因的重粉质壤土所覆盖，由老到新叙述如下：1、 奥陶系（o）该层岩性为灰、灰黑色灰岩，倾向se157-177°，倾角6°-13°。上新统潞王坟组以河湖相沉积为主，岩性以泥灰岩和粘土岩为主，该地层为渠坡主要开挖层。粘土岩为

27、褐红色夹灰绿色，天然含水率15.3%16.4%，湿密度为2.09g/cm3，干密度为1.801.90g/cm3，孔隙比0.4270.505，塑性指数在17.921.5，粘粒含量33.535.5，颗粒主要成分为粉粒和粘粒，占总质量的71.2%82.6%，自由膨胀率变化范围47%60%。 泥灰岩为灰白色，天然含水率14.7%15.8%，湿密度为1.952.17g/cm3，干密度为1.761.89g/cm3，孔隙比0.4380.472，塑性指数在17.035.6，粘粒含量30.949.5，颗粒主要成分为粉粒和粘粒，占总质量的65.297.6%，自由膨胀率变化范围4969%。2、 第四系中更新统：主要

28、分布于丘陵顶部或者切割较深的沟坡下部，厚1-14m，成因为残坡土，岩性为重粉质壤土和卵石。上更新统：主要为坡洪积成因，岩性为黄土状重粉质壤土，厚度为2-3m，断续分布于地表。2.2.2 水文地质环境(1) 气候及降雨本渠段属大陆性温带季风型气候区，夏秋两季受太平洋副热带高压的控制，炎热多雨，冬春季节受西伯利亚和蒙古高压控制，干旱少雨，气温资料表明：渠段内最低气温在1月，最高气温在6月，年平均气温在14，历年最大冻土深度17-33cm。段内冬春季节盛行北或者西北风，夏季多东南风，秋季多东北风，全年最多风向为西北风，最大风速18.7-22m/s。渠段多年平均降水574.7mm，年降水变化较大，1月

29、份雨量最小，月平均3.6mm，7月份最大，月平均180.5mm，60-70%左右的降雨集中在汛期6-8月，多以暴雨形式出现。(2) 地下水条件根据渠线观测井观测资料与水文资源局同期长观井现测资料，以及1994年以来各期钻孔水位观测资料，总结该渠段水文地质特性，本地区地形起伏较大，地下水埋深较深，一般在渠底以下，仅在部分成岩性差的泥灰岩中，以上层滞水的形式出现，且分布范围很小。2.3 研究方案1、 简化计算模型依据相关地质资料给出的地层分布资料，将边坡土层分为黄土状重粉质壤土（3m），重粉质壤土，泥灰岩，粘土岩，砂岩等几个层次。各个土层的参数值选取按照相关材料给出的实验值和模型的反复试算值进行选

30、取设置。2、 计算过程中不考虑膨胀力的影响在黄土状重粉质壤土中进行滑动面的搜索，使用geoslope岩土软件对边坡的整体稳定性进行分析。滑动面一般在黄土状重粉质壤土中，进行浅层折线滑面分析。3、 选取合适的土工格栅，对土工格栅的加固过程进行分析。4、 将土工格栅处理过的土层，模拟为强度参数提高的均质体，根据稳定性结果对参数进行优化分析。5、 计算过程中不考虑地下水，地震和水位骤降的影响，只对土质边坡各个土层进行考虑。第三章 边坡稳定分析方法3.1 极限平衡理论的发展过程在极限平衡法理论体系形成的过程中出现过一系列简化计算方法，诸如瑞典法、毕肖普简化法(1955)和陆军工程师团法等。瑞典法亦称f

31、ellenious法，是边坡稳定分析领域最早出现的一种方法，该法假定滑裂面为圆弧形，在计算安全系数时简单地将条块重量向滑面法向方向分解来求得法向力。这一方法虽然引入过多的简化条件，但构成了近代土坡稳定分析条分法的雏型。1955年毕肖普(bishop)在瑞典法基础上提出了一种简化方法，这一方法仍然保留了滑裂面的形状为圆弧形和通过力矩平衡条件求解这些特点，但是在确定土条底部法向力时考虑了条间作用力在法线方向的贡献。自然界发生的滑坡其滑裂面有相当一大部分并非圆弧形，对于任意形状的滑裂面瑞典法和毕肖普法不再适用，此时一些学者试图通过力平衡而不是力矩平衡条件来求解安全系数，这样就出现了适用于非圆弧滑裂面

32、的陆军工程师团法罗厄法和简化janbu法，而国内的一些著作中经常提到传递系数法。20世纪50年代和60年代，早期建立起来的这些简化方法其一个重要特点是试图提供较简单的计算步骤，使设计人员能够通过手算来得到安全系数，随着计算机的出现这一问题已不重要。这样就出现了一些求解步骤更为严格的方法，即morgenstern-price法spencer法等，我们称它为通用条分法。3.2 各种条分法介绍3.2.1 瑞典条分法瑞典法使用圆弧滑裂面，不考虑条间力作用，任一土条上的作用力有：土体自重、滑面上的抗滑力和法向反力。图3-1 瑞典条分法力学分析图根据土条i的静力平衡条件有： （3-1）设安全系数为，它定义

33、滑面上能发挥的最大抗剪力 与实际发挥的抗剪力 之比，根据库伦强度理论有： （3-2） 将整个滑动土体中各土条上的作用力对圆弧圆心o取力矩平衡得： （3-3）带入以上式子可得瑞典条分法的计算公式如下： （3-4）瑞典条分法是条分法中最古老而又最简单的方法，多年的计算也积累了大量的经验，我国规范中建议土坡稳定分析采用该法。该法由于忽略了条间力的作用，不能满足所有精力平衡条件，计算的稳定安全系数一般比其他严格的方法计算的安全系数偏低10%-20%，在滑弧圆心角较大，并且孔隙水应力较大时，计算的安全系数可能比其他严格的方法小一半。3.2.2 毕肖普条分法毕肖普（bishop）条分法也假定滑动面为圆弧面

34、，它考虑土条侧面的作用力，并假定各土条底部滑动面上的抗滑安全系数相同，即等于滑动面的平均安全系数。采用有效应力方法推导公式。任取一土条,其上作用有土条自重w，作用于土条地面的切向抗剪力t、有效法向反力n，在土条两侧分别作用有法向力e和切向力x。图3-2 毕肖普条分法力学分析图根据莫尔-库伦强度理论，安全系数和切向抗剪力和有效法向反力有如下关系： （3-5）土条竖直方向力的平衡有： （3-6）将3-5和3-6两个式子合并有： （3-7）式子中： （3-8）整个滑动土体对圆心o求力矩平衡，此时相邻土条间侧壁作用力的力矩将互相抵消，而各土条滑面上的有效法向反力的作用线通过圆心，故有： （3-9）式子

35、中假设： （3-10）合并式子可以得到： （3-11）上式即为毕肖普条分法计算边坡稳定安全系数的公式，但式子x仍然是未知的，故假设为0，已经证明这种简化对安全系数的影响仅在1%左右，因此假设的计算结果可以满足工程精度，由此得到广泛使用的简化毕肖普条分法公式： （3-12）3.2.3 杨布普遍条分法普遍条分法的特点是假定条块间水平作用力的位置。在这一假定前提下，每个土条块都满足全部的静力平衡条件和极限平衡条件，且适用于任何滑动面。滑动土体的整体力矩平衡条件也自然得到满足。图3-3杨布法条块作用力分析取任意条块i进行静力分析，如图7-7所示，可推导出杨布法的稳定安全系数，有 （3-13）其中， （

36、3-14） （3-15） （3-16） （3-17） （3-18）由上述公式，利用迭代法可以求得普遍条分法的边坡稳定安全系数。由于计算过程需要迭代，较为繁琐，适合在计算机上进行。3.2.4 传递系数法：图3-4 传递系数法力学分析图滑坡稳定系数计算 （3-19） （3-20）滑动面为折线形时，滑坡稳定性分析，可采用如下方法计算稳定安全系数： （3-21） （3-22） （3-23）其中：为稳定系数 为第i块段滑动面与水平面的夹角（°） 为作用在第i块段的抗滑力（kn/m） 为第i块段滑动面的法向分力（kn/m） 为第i块段土的内摩擦角（°） 为第i块段土的粘聚力（kpa）为

37、第i块段滑动面的长度为作用在第i块段滑动面上的滑动分力（k n /m）,出现与滑动方向相反的滑动分力时，应该取负值为第i块段的剩余下滑动力传递至i+1块段时的传递系数（j=i）传递系数法计算简便，滑动面为折线，相关计算参数比圆弧面较为简单，且计算结果较为准确合理，适合作为手工计算选用的计算方法。总结：各种条分法还有很多，本文不逐个介绍，下表只简单的列出几种条分法计算的区别。表3-1 各种条分法计算安全系数时的区别方法安全系数极限平衡条分法条块间无作用力毕肖普法条块间只有水平作用力spencer法条块间水平与垂直作用力之比为常数杨布法假定条间作用力位置saima法条块间满足极限平衡条件moreg

38、enst-price条间切向力和法向力之比与水平方向坐标之间的函数关系x/e=af(x)从上表我们可以看出各种条分法聚焦的焦点问题就是条块间作用力的选取与否和选择怎么样的条间作用力。ència mecànica, que, establint l'espaiat de despesa no superarà 12m quan s'utilitza el coure aïllat de filferro transversal de no menys de 10mm 2, utilitzant aïllat cables no m

39、enys de 16 mm2 de secció, està connectat amb la protecció de material elèctric zero línia transversal de no menys de 2,5 mm2 aïllades de fils de filferro de coure. 5.1.5 embolcall de metall normalment elèctricament neutre material elèctric, marcs, parts, canon

40、ades, rails, consola de metall i tancament viure peces de metall, tanques, portes, com ara la protecció de zero de metalls. 5.1.6 directa treball de poder transformador neutral punt de subministrament el valor de resistència de no menys de 4 ohm, zero corba de tornar a terra: valor de resi

41、stència a terra no és menys de 10 ohms. 5. . 5.4.2 l'obra de l'autopista i la línia elèctrica aèria creuant la mínima distància vertical, tensió fins a 1kv de 6 metres, tensió 1kv-10kv per a 7 m. 5,5 5.5.1 tots els cables per establir sistemes de

42、distribució ha d'utilitzar pols, aïlladors, armes, erigit segons requisits d'especificació de la creu. 5.5.2 canviï d'electrodomèstics i aparells elèctrics ha d'estar en bones condicions. 5.5.3 canviï d'electrodomèstics i aparells elèc

43、trics han de ser rectes, forta, no drag-and-drop. 5.5.4 connector de cable amb el cable ha de ser aïllat abrigall, cables ha de ser ben aïllat. 5.5.5 conductor carregat està estrictament prohibit a muntar, penjar, bastides o altres objectes. 5.5.6 la caixa de distribució i caixes

44、 per nom, propòsit, doni copets marcadors, caixes de distribució, canviar de caixa amb pany i ha assistit. 5.5.7 equips elèctrics periòdiques manteniment i manteniment ha de fer: (1) apagades i elèctriques inspecció (2) signes de poder de suspensió per connectar la

45、45第四章 边坡稳定性分析边坡稳定性分析中最为重要的是模型的建立是否合理，参数选取是否合适，模拟计算方法是否运用得当，本文使用岩土工程软件geoslope进行模拟。4.1 模型建立使用geoslope软件进行边坡的建模，如图所示，各土层部分自上而下分别为黄土状重粉质壤土、重粉质壤土、泥灰岩、粘土岩、砂岩等几个层次，其中黄土状重粉质壤土是由于裸露在边坡表面，日久形成的覆盖整个土体的一层土质。图4-1 geoslope 软件建模示意图使用geoslope软件进行边坡建模时所选用的原状土层的参数如下表所示：表4-1 geoslope建模所用的参数表岩土材料强度指标材料编号名称容重(kn/m3)固结快

46、剪强度指标c(kpa)(°)1黄土状重粉质壤土188102重粉质壤土1913153泥灰岩(胶结差)2739214粘土岩(弱膨胀)2835235砂岩或者砂土岩2010306填土1915187格栅+填土192414上述参数是经过参考相关地质资料和通过对建立模型的反复试算所得出的较为合理的参数选取值，可以使滑坡层的安全系数在一个合理的范围值内，滑动形式为浅层滑坡，在本工程案例中安全系数为1.0左右。4.2 模型稳定性计算三个试验段的稳定性分析（a）1-2实验区左图整体稳定性分析滑动效果图：图4-2 1-2试验段整体滑动示意图分析：从上图可以看出有两个区域内的安全系数最小，一个是现在所标注的

47、1.027处的安全系数，另外一个是边坡上部两条标记为1.2的线条间部分。对相应部分单独做稳定性分析。(b)1-2试验段左图上部边坡稳定性分析：图4-3 1-2试验段上部滑动面效果图分析：上部滑动面安全系数1.108，综合可得有两个滑动面的安全系数是小于1.4的安全系数规范值，所以需要对整个黄土状重粉质壤土进加固处理。(c)2试验段整体滑动面分析滑坡效果图图4-4 2试验段整体滑动示意图分析：最右边两个1.2线条间所夹得区域是较为危险的安全系数，可以认定为有两个滑动面，分别是现在所显示部分和1.2线条间所对应的部分。对该部分单独进行稳定性分析。（d）2试验段下滑动面稳定性分析图4-5 2试验段下

48、部滑动效果图分析：该部分边坡的安全系数为0.957，远小于1.4的规范要求，结合图4-4 的分析结果，决定对整个试验段边坡部分进行加固处理。（e）3试验段整体稳定性分析滑动效果图图4-6 3试验段整体滑动示意图分析：边坡的稳定性系数为1.029，小于1.4的规范要求，从安全系数的线条分布可以看出边坡下半部分有两条安全系数为1.2 的线条，对该部分进行单独的稳定性分析。（f）3试验段左图下滑动面稳定性分析图4-7 3试验段下部滑动效果图分析：边坡稳定安全系数为0.986，达不到1.4的规范要求，结合（e）的分析结论，需要对该段边坡进行整体的稳定加固。4.3 边坡稳定性分析的计算方法本文中对边坡模

49、型的稳定性分析采用不平衡传递系数法进行手工计算，与软件计算结果进行复核。表4-2 1-2试验段下滑动面下滑力计算分层序号i土体容重(kn/m3)分层重量q(kn)滑动面与水平面夹角(°)的弧度值粘聚力c（kpa）内摩擦角(°)的弧度滑动面长度l（m）滑动分力t(kn)抗滑力r(kn)传递系数11837.47441.7260.728 8100.175 2.833 24.942 27.592 0.968 218201.3834.2160.597 8100.175 5.511 113.239 73.448 0.957 318227.3224.7350.432 8100.175 5

50、.017 95.116 76.543 0.961 418181.115.9510.278 8100.175 4.739 49.769 68.619 0.963 51874.287.546 0.132 8100.175 4.597 9.755 49.758 稳定系数fs1.030 表4-3 1-2试验段上滑动面下滑力计算 分层序号i土体容重(kn/m3)分层重量q(kn)滑动面与水平面夹角(°)的弧度值粘聚力c（kpa）内摩擦角(°)的弧度滑动面长度l（m）滑动分力t(kn)抗滑力r(kn)传递系数118105.6843.3120.756 8100.175 6.203 72.

51、493 63.184 0.947 21895.87532.0980.560 8100.175 2.361 50.945 33.208 0.962 318231.5223.3430.407 8100.175 4.332 91.736 72.140 0.948 418180.3312.350.216 8100.175 4.072 38.570 63.636 0.951 51873.1621.81580.032 8100.175 3.980 2.318 44.732 稳定系数fs1.113 表4-4 2试验段上滑动面下滑力计算分层序号i土体容重(kn/m3)分层重量q(kn)滑动面与水平面夹角(&#

52、176;)的弧度值粘聚力c（kpa）内摩擦角(°)的弧度滑动面长度l（m）滑动分力t(kn)抗滑力r(kn)传递系数11840.35249.7760.869 8100.175 2.926 30.810 28.005 0.945 218293.1338.260.668 8100.175 6.686 181.515 94.074 0.921 318302.0623.390.408 8100.175 5.720 119.914 94.645 0.958 418105.0814.0710.246 8100.175 2.062 25.547 34.468 0.954 518201.624.05290.071 8100.175 6.302 14.250 85.877 稳定系数f