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文档简介

1、叶四桥 博士/教授 注册岩土工程师2013年12月边坡工程基本理论和技术问题 汇报提纲1 边坡垮塌实例与危害 2 边坡概述3 影响边坡稳定性的因素4 边坡稳定性分析方法5 边坡防治技术及关键问题 6 边坡工程监测 1 边坡垮塌实例与危害 1.1 施工期边坡垮塌318国道巴东段1 边坡垮塌实例与危害 1.1 运营期整体垮塌 2010年7月5日渝武高速公路右线931KM草街路段,大雨致使山体发生塌方,滚落下来的山石阻断了道路。 断道6天,所幸无人员伤亡。1.3 建筑边坡垮塌1 边坡垮塌实例与危害1 边坡垮塌实例与危害 1.4 崩塌落石灾害319国道彭水段1 边坡垮塌实例与危害 1.4 崩塌落石灾害

2、都汶公路彻底关大桥2 边坡概述2.1 基本概念坡脚坡顶坡面坡率汇水面积坡高山坡汇水坡脚坡顶坡面坡率1:0.5坡高h 边坡分类BECDA按岩性不同地质环境与人工改造的程度按边坡高度按变形情况/破坏模式 按边坡坡度 2 边坡概述2.2 边坡分类2 边坡概述2.2 边坡分类按成因分类 1.天然边坡:由自然地质活动形成的边坡,如山坡、岸坡、悬崖、古滑坡等 2.人工边坡:经过人为工程改造的边坡: (1)开挖边坡;(2)填方边坡; (3)半挖半填边坡分级开挖边坡加筋回填边坡自然边坡按构成边坡的岩土性质分类 1.土质边坡:坡体由天然土或人工填土构成 2.岩质边坡:坡体由岩石构成 3.岩土混合边坡:坡体部分是

3、岩体,部分是土体 2 边坡概述2.2 边坡分类按边坡高度分类(建筑标准)2 边坡概述2.2 边坡分类按边坡高度分类 (水电标准)2 边坡概述2.2 边坡分类按边坡高度分类 公路标准是20米以上的土坡、30米以上的岩质边坡称为高边坡。2 边坡概述2.2 边坡分类按边坡坡度分类 2 边坡概述2.2 边坡分类按变形情况不同分类 未变形边坡:边坡岩体未发生位移变形。 变形边坡:边坡岩体曾发生位移变形。倾斜、滑移、蠕变、松动、剥落等。2 边坡概述2.2 边坡分类按破坏模式不同分类 整体破坏:平面滑动、圆弧滑动、折线滑动、 楔形体滑动。 局部破坏:局部坍塌、崩塌、落石、碎落。2 边坡概述2.2 边坡分类平

4、面滑动:其特点是边坡岩体沿某一结构面如层面、节理或断层面发生滑动,通常发生在滑动面的倾向与边坡面的倾向一致,而滑动面的倾角小于边坡角,但由于其内摩擦角的层状或有粘土夹层的岩体中,也可能发生在有较厚破碎带的岩体中。这类破坏一般情况下走向范围可能较大。2 边坡概述圆弧形滑动:滑动面为一圆弧面,这种破坏常发生在均质松散的岩体或土体边坡上,散体结构岩体或坡高较大的裂隙岩体边坡也可能产生这种破坏形式。2 边坡概述楔体滑动:当边坡岩休中有两组或两组以上结构面与边坡斜交,且相互切割成楔形体,当两结构面的组台交线的倾向与边坡倾向近于一致,组合交线的倾角小于边坡角而大于其内摩擦角时,较易发生这类破坏。2 边坡概

5、述折线型滑动:滑体内部软弱面不规则的情形,或者路基填方界面为折线形。实际工程中滑坡滑面往往呈折线形,规则的圆弧形(土质)、平面滑动(岩质)都是特殊的情形。2 边坡概述 局部坍塌,是上层、堆积层或风化破碎岩层斜坡,由于土壤中水和裂隙水的作用、河流冲刷或人工开挖坡陡于岩体自身强度所能保持的坡度而产生逐层塌落的变形现象。这是一种非常普遍的现象,一直塌到岩土体自身的稳定角时方可自行稳定。 崩塌,是陡坡上的巨大岩体或土体,在重力和其他外力作用下,突然向下崩落的现象。崩塌过程中岩体(或土体)猛烈地翻滚、跳跃、互相撞击,最后堆于坡脚,原岩体(或土体)结构遭到严承破坏。 崩塌形成机理示意图落石:局部块体的崩落

6、、滚落风化剥落:浅表层风化碎落、剥落现象,养护清扫麻烦。3 影响边坡稳定性的主要因素3.1 概述内在因素地层与岩性 地质构造和地应力 岩体结构影响边坡稳定性的因素外部因素水的因素 切坡、震动的作用 风化作用支护性能3.1 内在因素 1)地层与岩性地层与岩性是决定边坡工程地质特征的基本因素,也是研究边坡稳定性的重要依据,因此,地层岩性的差异往往是影响边坡稳定的主要因素。不同地层不同岩性各有其常见的变形破坏形式,古老的泥质变质岩系,如千枚岩、片岩等地层,都属于易滑地层,在这些地层形成的边坡,其稳定性必然较差。3 影响边坡稳定性的主要因素2)地质构造和地应力 地质构造主要指区域构造特点、边坡地质的褶

7、皱形态、岩层产状、断层和节理裂隙发育特征以及区域新构造运动活动特点等。它对边坡岩体的稳定,特别是对岩质边坡稳定性的影响十分显著。在区域构造比较复杂的地区,边坡的稳定性较差。3 影响边坡稳定性的主要因素3)岩体结构结构面被认为是特别重要的影响因素,结构面强度比岩石本身强度低很多,一个或多个结构面组合边界的剪切滑移、张拉破坏和错动变形是造成边坡岩体失稳的主要原因。3 影响边坡稳定性的主要因素结构面:岩体中具有一定方向、力学强度相对较低,两向延伸(或具 有一定厚度)的各种地质界面(或带)。包括物质分界面、岩层层面、软弱夹层和溶蚀面等,规模大者如断层带,小者如节理。由于这种界面中断了岩体的连续 性,故

8、又称不连续面。 结构体:是由不同产状的结构面组合起来,将岩体切割成各种形状的单元块体。整体与块状结构层状结构坡体结构层状结构类碎裂状结构坡体结构碎裂结构类受构造结构面(断裂面、节理面、劈理面)控制坡体结构 碎裂结构类受构造结构面(断裂面、节理面、劈理面)控制散体状结构岩体结构包括结构面和结构体特征,但最重要的是结构面的影响:结构面的成因类型 结构面按其成因可分为:构造结构面次生结构面原生结构面a.垂直坡、大角度斜交坡对稳定有利主控结构面同边坡的产状组合关系是决定岩质边坡稳定性的敏感因素。b.当结构面的走向与边坡面走向近于平行时,则对边坡稳定性的影响取决于结构面的倾角和倾向。c.当结构面呈水平状

9、态时边坡属稳定边坡。d.当结构面的倾向与边坡倾向方向相反时,边坡也属稳定边坡。(4)边坡几何形状及表面形态a.边坡的外形(a)凸形 (b)平面 (c)凹形 3.2 外部因素 1)水的作用水的作用BECDA静水压力和浮托力动水压力(或称渗透力)水对边坡岩体的物理化学的破坏地下水的流动与断层透水性的优劣地下水的存在和水位的高低3.2 外部因素 1)水的作用(既要考虑自然水,也要考虑周围水环境的改变造成影响)2)振动的作用a.振动波对边坡岩体的破坏作用3)不当挖填方的影响4)风化作用5)植被生长的影响6)支护性能4.1 稳定性的基本含义4 边坡稳定性分析方法稳定性系数=可供利用的抗滑力/滑动力边坡稳

10、定性分析方法边坡稳定性分析方法极限分析法 瑞典圆弧法Janbu条分法 Bishop条分法 物理模拟方法数学模拟方法其他方法极限平衡法数值分析方法 斯宾塞法 摩根斯坦普赖斯法 平面滑动法 传递系数法 有限单元法(FEM) 离散单元法(DEM)、块体理论和不连续变形分析(DDA) 边界元法 快速拉格朗日法(FLAC)流形元法边坡破坏的基本类型稳定性分析的基础滑坡(剪破坏)倾倒破坏边坡破坏的基本类型楔形体滑动圆弧形滑动单平面滑动双平面滑动多平面滑动平面滑动崩塌(拉破坏)划分依据:滑面形态、数目、组合特征和力学机理。判断下列斜坡破坏属于哪种类型?建筑边坡工程技术规范中的基本规定边坡: 岩质边坡与土质边

11、坡。岩质边坡的破坏形式按下表划分:确定岩质边坡的岩体类型应考虑主要结构面与坡向的关系、结构面倾角大小和岩体完整程度等因素。确定岩质边坡的岩体类型时,由坚硬程度不同的岩石互层组成且每层厚度小于5m的岩质边坡宜视为由相对软弱岩石组成的边坡。当边坡岩体由两层以上单层厚度大于5m的岩体组合时,可分段确定边坡类型。 建筑边坡工程技术规范中的基本规定1)边坡稳定性评价应在充分查明工程地质条件的基础上,根据边坡岩土类型和结构,综合采用工程地质类比法和刚体极限平衡计算法进行。2)对土质较软、地面荷载较大、高度较大的边坡,其坡角地面抗隆起和抗渗流等稳定性评价应按现行有关标准执行。3)在进行边坡稳定性计算之前,应

12、根据边坡水文地质、工程地质、岩体结构特征以及已经出现的变形破坏迹象,对边坡的可能破坏形式和边坡稳定性状态做出定性判断,确定边坡破坏的边界范围、边坡破坏的地质模型,对边坡破坏趋势作出判断。 建筑边坡工程技术规范中的基本规定4)边坡稳定性计算方法,根据边坡类型和可能的破坏形式,可按下列原则确定: (1) 土质边坡和较大规模碎裂结构岩质边坡宜采用圆弧滑动法计算; (2) 对可能产生平面滑动的边坡宜采用平面滑动法计算; (3) 对可能产生折线滑动的边坡宜采用折线滑动法计算; (4) 当边坡破坏机制复杂时,宜结合数值分析法进行分析。圆弧法:均质土层。4.2 稳定性分析方法4 边坡稳定性分析方法4 边坡稳

13、定性分析方法平面滑动法:顺层、岩土层界面滑动。4.2 稳定性分析方法4 边坡稳定性分析方法折线滑动法:滑动面不规则的情形。4.2 稳定性分析方法楔形体滑动的滑动面由两个倾向相反、且其交线倾向与坡面倾向相同、倾角小于边坡角的软弱结构面组成。4.3 楔形体滑动首先将滑体自重G分解为垂直交线BD的分量N和平行交线的分量(即滑动力Gsin),然后将N投影到两个滑动面的法线方向,求得作用于滑动面上的法向力N1和N2,最后求得抗滑力及稳定性系数。可能滑动体的滑动力为Gsin,垂直交线的分量为NGcos。将Gcos投影到ABD和BCD面的法线方向上,求得法向力N1、N2边坡的稳定性系数边坡的抗滑力4.4 多

14、平面滑动边坡岩体的多平面滑动, 分为一般多平面滑动和 阶梯状滑动两个亚类。阶梯状滑动,破坏面由多个实际滑动面和受拉面组成,呈阶梯状,其稳定性的计算思路与单平面滑动相同,即将滑动体的自重 (仅考虑重力作用时)分解为垂直滑动面的分量和平行滑动面的分量。SLIDE软件边坡的极限平衡分析系统 SLIDE是一种功能强大的边坡稳定性分析软件,主要针对土质或岩石边坡进行圆弧或非圆弧失效面的稳定性计算。主要特色特色包括: 圆弧或非圆弧滑动面的滑面搜寻法; Bishop、Janbu、Spencer、GLE/Morgenstern-Price以及其它分析方法;包含各向异性、非线性莫尔-库仑材料和其它多种材料模型;

15、地下水皮兹面、Ru因子、孔隙压力网格和有限单元渗流分析;边坡稳定性概率分析,给出边坡失效的概率(或可靠指标);外载线性、均布以及地震力的作用等;支护土钉、锚索(杆)、桩等的前后处理与分析;可视化功能强大。(b)极限平衡分析 (a)SLIDE V. 5.0界面 (c)滑动面搜索 (d)加固效果分析 图1 SLIDE软件及其分析结果边坡研究框图开挖后的重分布应力、大小力学模型建立(介质模型、应力、力学参数、变形破坏机理、边界条件.)稳定性分析计算(刚体极限平衡理论、有限元.)数学、力学分析法边坡岩体地质特征(地层、岩性、结构面特征及分布、地下水等)地质模型建立(平、剖面图)工程地质研究方法岩块、结

16、构面力学性质(室内试验:求变形、强度参数)应力条件(建筑物作用力、天然应力、水压力、地震力等)岩体力学性质,力学参数(现场试验、模拟试验)试验法综合评价工程设计要求安全系数不稳定、不合理综合评价法稳定、合理其它判别指标工程设计修改方案或修改角施工4.5 数值方法:有限元强度折减系数法进行强度折减非线性有限元分析要有一个过硬的非线性有限元程序和收敛性能良好的本构模型。因为收敛失败可能表明边坡已经处于不稳定状态,也可能仅仅是有限元模型中某些数值问题造成计算不收敛。 通过有限元强度折减,求得的滑动面所示,它是最先贯通的塑性区。塑性区贯通并不等于破坏,当塑性区贯通后塑性发展到一定程度,岩体发生整体破坏

17、,同时出现第二、三条贯通的塑性区,程序还可以动画模拟边坡失去稳定的过程,从动画演示过程可以看出边坡的破坏过程也整体破坏的过程。 首先贯通的滑动面 滑动面继续发展如果使有限元计算保持足够的计算精度,那么有限元法较传统的方法具有如下优点: (a)能够对具有复杂地貌、地质的边坡进行计算; (b)考虑了土体的非线性弹塑性本构关系,以及变形对应力的影响;(c)能够模拟土坡的失稳过程及其滑移面形状。由图可见滑移面大致在水平位移突变的地方,也是在塑性区塑性发展最充分的地方,呈条带状;(d)能够模拟土体与支护的共同作用,图7为无锚杆(锚杆单元被杀死)时边坡稳定安全系数为1.1,图8为有锚杆支护时安全系数为1.

18、5,且塑性区后移。(e)求解安全系数时,可以不需要假定滑移面的形状,也无需进行条分。图7 不加锚杆时的塑性区 图8 加锚杆时的塑性区边坡地质、地形、坡体结构、荷载、支护、施工步异常复杂的边坡数值模拟之离散元(420米龙滩水电站边坡)4.6 局部块体稳定性计算方法(地灾标准)(1)滑塌式危岩稳定性计算 (2)倾倒式危岩稳定性计算4.6 局部块体稳定性计算方法(地灾标准)(3)坠落式危岩稳定性计算4.6 局部块体稳定性计算方法(地灾标准)稳定性分析总结:4 边坡稳定性分析方法定性与定量分析相结合地质方法和力学方法相结合破坏模式和计算模式相适应计算模式和实际状态相适应5.1 防治技术体系5 边坡防治

19、技术及关键问题防护工程适用于整体稳定无忧,防风化、美化。 防护工程适用于整体稳定无忧,防风化、美化。 防护工程适用于整体稳定无忧,防风化、美化。 拱形骨架护坡种植支挡工程保证高切坡的整体稳定。 支挡工程保证高切坡的整体稳定。 支挡工程保证高切坡的整体稳定。 支挡工程挡墙:柔性主动防护。 黄土边坡:下部浆砌片石护面墙,上部加固台阶。岩石边坡:下部锚索框架加固,上部喷混凝土护面。岩石边坡:下部用锚索框架加固,上部锚杆加固。主动防护网加三维植被网种植图3-8 抗滑挡墙示意图图3-9 抗滑桩平面布置示意图图3-10 抗滑桩断面布置示意图1.全埋式桩;2.悬臂桩;3.锚索桩抗滑桩结构形式图抗滑桩排(兰青

20、公路享堂滑坡)预应力锚索框架治理滑坡(太原古交公路K13+800)锚索抗滑桩锚索地梁锚索框架微型桩群锚索抗滑桩和锚索地梁(京珠高速公路粤北段K98滑坡)高边坡锚索地梁加固(京珠高速公路粤北段)预应力锚索(南昆铁路八渡车站滑坡)排水工程地表排水沟。地表截水沟。地下排水沟、孔。地面排水沟布置示意图截水盲沟示意图支撑盲沟示意图仰斜孔排水示意图井孔联合排水示意图洞孔联合排水示意图1.垂直钻孔;2.仰斜钻孔滑动带地面5.2 防治技术原理及关键问题5 边坡防治技术及关键问题一、支挡结构设计荷载土压力(岩石压力、剩余下滑力)水压力影响范围内建筑物荷载施工荷载地震荷载(永久支护结构)温度引起的附加荷载墙体位移

21、与土压力类型(一)、土压力岩石压力概念类似墙体位移与土压力类型静止土压力 E0主动土压力 Ea被动土压力 Ep(一)、土压力挡土墙的几种类型E地下室地下室侧墙E填土重力式挡土墙E桥面拱桥桥台刚性挡土墙本身变形极小,只能发生整体位移 重力式悬臂式扶壁式 锚拉式(锚碇式)刚性挡土墙的位移及土压力分布柔性挡土墙本身会发生变形,墙上土压力分布形式复杂锚杆板桩板桩变形板桩上土压力 实测 计算柔性支护结构锚杆板桩板桩变形板桩上土压力 实测 计算板桩锚杆基坑支撑上的土压力变形土压力分布静止岩石压力计算公式同土压力,主动岩石压力按库伦土压力公 式以等效内摩擦角计算;有外倾软弱面的按外倾软弱面 公式计算;对于顺

22、层、外倾结构面和均质 岩体需要计算各种情形下的最 不利值控制设计。(二)、侧向岩石压力三、侧向岩土压力的修正三、侧向岩土压力的修正四、滑坡推力(剩余下滑力) 滑坡推力是抗滑支挡结构设计的依据。铁路和公路系统,除类均质土坡按圆弧形滑面计算外,对折线形滑面多采用传递系数法进行计算,公式为: 安全系数:主要考虑对滑坡的认知程度和被保护对象的重要性,如规模小、性质清楚、危害性小的滑坡取小值;性质不清、危险性和危害性大者取大值;临时工程取1.051.15,永久工程取1.201.25或更大。 强度指标:一般采用试验法、反算法和地区经验选取,并根据滑坡的发育阶段、不同滑带段落和物质成分及含水状态分别取峰值强

23、度、残余强度或两者之间的数值,一般不用同一指标。 四、剩余下滑力滑坡推力结果滑坡推力分布假定矩形梯形三角形5.2 防治技术原理及关键问题5 边坡防治技术及关键问题二、坡率法与减重、反压坡率法 适用于岩层、塑性粘土和良好的砂性土中,并要求地下水位较低,放坡开挖时有足够的场地。坡率法可分别与砂袋堆码、锚钉边坡、锚板支护等方法联合应用,形成组合边坡。例如当不具备全高放坡时,上段可采用坡率法,下段可采用土钉墙、喷锚、挡土墙等方法以稳定边坡。 建筑边坡设计规范规定,土质边坡的坡率允许值,应根据经验按工程类比的原则,并结合已有稳定边坡的坡率值分析确定,当无经验且土质均匀良好、地下水贫乏、无不良地质现象或地

24、质环境条件简单时可按下表:开挖坡度的选择边坡土体类型状 态坡率允许值(高宽比)坡高小于5m坡高510m碎石土密实1:0.351:0.501:0.501:0.75中密1:0.501:0.751:0.751:1.00稍密1:0.751:1.001:1.001:1.25粘性土坚硬1:0.751:1.001:1.001:1.25硬塑 1:1.001:1.251:1.251:1.50 岩质边坡开挖的坡率允许值,在边坡保持整体稳定的条件下,在没有外倾软弱结构面的边坡可按下表确定:边坡土体类型风化程度坡率允许值(高宽比)H8m8mH15m15mH25m级微风化1:0.001:0.101:0.101:0.15

25、1:0.151:0.25中等风化1:0.101:0.151:0.151:0.251:0.251:0.35级微风化1:0.101:0.151:0.151:0.251:0.251:0.35中等风化1:0.151:0.251:0.251:0.351:0.351:0.50级微风化1:0.251:0.351:0.351:0.50中等风化1:0.351:0.501:0.501:0.75级中等风化1:0.501:0.751:0.751:1.00强风化1:0.751:1.00 水利水电工程边坡设计规范中,建议岩质开挖边坡梯段高度在1520m,不宜超过30m。对于非结构面控制稳定的岩质边坡开挖坡度见下表 : 岩

26、质边坡建议开挖坡度岩体特征建议开挖坡度备注散体结构岩体天然稳定坡综合表层保护及栏石措施全/强风化岩体1:1综合系统锚固或随机锚固中/弱风化岩体1:0.5综合随机锚固微风化/新鲜岩体1:0.3直立(临时)整体/完整结构岩体1:0.1直立(临时)层状岩体逆向坡1:0.151:0.25逆向坡应防止倾倒破坏,结合系统锚固或随机锚固层状岩体顺向坡层面边坡堆载阻滑技术 主要适用于牵引式滑坡,同时应注意堆载不要引起次一级的滑面。 在一般情况下,滑坡减重和堆载阻滑都只能减小滑体的下滑力或增大阻滑力,不能改变其下滑的趋势,因此它们常与其他整治措施配合使用。减重 适用于推动式滑坡或由塌落形成的滑坡,并且滑床上陡下

27、缓,滑坡后缘及两侧的地层稳定,不致因刷方而引起滑坡向后或向两侧发展。5.2 防治技术原理及关键问题5 边坡防治技术及关键问题三、挡土墙强度破坏抗剪强度不足稳定性破坏倾覆滑移土体整体滑动失稳坑底隆起管涌重力式支挡结构破坏形式非重力式支挡结构破坏形式强度破坏拉锚破坏或支撑压曲支护墙底部走动支护墙的平面变形过大或弯曲破坏稳定破坏墙后土体整体性滑动失稳坑底隆起管涌重力式挡土墙 1.常适用于8(10)米以下挡墙。 2.按墙背倾斜情况分为仰斜式、俯斜式、直立式和衡重式。 3.基槽开挖扰动大,不宜于变形要求严格、坡顶有建筑物的边坡。重力式挡土墙设计计算原理 1.抗倾覆稳定性计算。 2.抗滑稳定性计算。 3.

28、整体稳定性计算。 4.截面强度计算。 5.地基承载力及软弱下卧层验算。 6.构造设计。摩擦加筋原理 筋带类似于锚固于土层中的受拉构件,通过筋土界面的摩阻力来保证土体内部的安全。 加筋土的工作原理 (2) 准粘聚力原理 将筋土一起看作一种复合材料,土工试验发现这种复合材料同天然土体有粘聚力增强效应。 加筋土的工作原理 可用于路堤边坡、防洪堤边坡、护岸边坡、碴场等;筋材可看作植入坡体的受拉构件,锚固区摩阻力可抵抗边坡的滑动趋势。 加筋土边坡破坏模式 锚杆挡墙支护结构一、一般规定锚杆挡墙、锚碇式挡土墙 锚杆轴线倾角常布置成与滑面大角度相交,使锚杆受拉为宜。锚喷支护挡墙锚杆挡墙支护结构计算原理 锚杆是

29、一种将拉力传至稳定岩层或土层的结构系,主要由锚头、自由段和锚固段组成。三、锚杆(索) 按是否预先施加应力分为预应力锚杆(索)和非预应力锚杆(索)。 非预应力锚杆是指锚杆锚固后不施加外力,锚杆处于被动受载状态。 预应力锚杆是指锚杆锚固后施加一定的预加力,使锚杆处于主动受载状态。杆体强度验算砂浆与地层锚固长度验算杆体与砂浆锚固长度构造要求设计计算原理抗滑桩的受力机理锚固段受荷段四 抗滑桩关键点:(1)力学分析模型:悬臂桩法、地基系数法近似计算,坡体推力可按传递系数法计算弹性地基梁法 k法k保持常数(硬质岩层、未受扰动的硬粘土层) m法m保持常数,k沿深度线性变化(硬塑半坚硬的砂粘土、碎石土等) 水

30、平弹性地基系数: (近似) (2)弹性桩与刚性桩的区别h22.5为刚性桩h22.5为弹性桩 桩身变形系数 m法:k法:h21.0为刚性桩h21.0为弹性桩 桩身变形系数 b、d1时b、d1时bBP土中桩刚弹性分辨点抗滑桩设计的基本原则抗滑桩设计一般应满足以下要求: (1)抗滑桩提供的阻滑力要使整个滑坡体具有足够的稳定性,即滑坡体的稳定安全系数满足相应规范规定的安全系数或可靠指标,同时保证坡体不从桩顶滑出,不从桩间挤出; (2)抗滑桩桩身要有足够的强度和稳定性,即桩的断面要有足够的刚度,桩的应力和变形满足规定要求;抗滑桩设计的基本原则 (3)桩周的地基抗力和滑体的变形在容许范围内; (4)抗滑桩

31、的埋深及锚固深度、桩问距、桩结构尺度和桩断面尺寸都比较适当,安全可靠,施工可行、方便,造价较经济。格构的作用、特点及适用条件 格构加固技术是利用浆砌块石、现浇钢筋混凝土或预制预应力混凝土进行边坡坡面防护,并利用锚杆或锚索加以固定的一种边坡加固技术。 五 格构加固技术 格构的作用、特点及适用条件 格构的主要作用是将边坡坡体的剩余下滑力或土压力、岩石压力分配给格构结点处的锚杆或锚索,然后通过锚索传递给稳定地层,从而使边坡坡体在由锚杆或锚索提供的锚固力的作用下处于稳定状态。 格构的结构型式及其布置(1)按格构使用功能分为格构护坡和格构锚固。(2)按材料分为浆(干)砌块石、钢筋砼、预制钢筋砼格构。(3

32、)按外形可分为方形、菱形、人字型、弧(拱)形格构。 常用平面尺寸为2.53.5m,对于片石格构不超3m,钢筋砼格构不超5m。 格构的结构型式及其布置(3)按外形可分为方形、菱形、人字型、弧(拱)形格构。 格构的结构型式及其布置(3)按外形可分为方形、菱形、人字型、弧(拱)形格构。 格构的结构型式及其布置(3)按外形可分为方形、菱形、人字型、弧(拱)形格构。 格构加固设计的一般要求 边坡格构加固设计的内容:边坡稳定性分析和荷载计算;选择格构型式及加固方案;拟定格构的尺寸、确定锚杆(索)的锚固荷载;锚杆(索)的设计计算;格构内力计算及结构设计;加固后边坡的稳定性验算。六 排水工程地表水调查地下水调

33、查地表积水调查:洼地积水、水库蓄水、渠河水流等地表汇水面积滑坡体地表水地下水压调查地下水分布调查地下水位调查孔隙水压调查初查详查地表水调查地质构造调查地温调查水平方向调查:地下水连通状况垂直方向调查:地下水水压坡体水调查分类1.地表排水措施 截水沟 排水沟 急流槽2.地下排水措施 截水渗沟 盲沟 汇水隧洞 立井、渗井、砂井-平孔 平孔排水 垂直钻孔群5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治主动防护技术:锚固、支撑、封填、灌浆、勾缝、排水、清除等增强其稳定性、消除其失稳下落的可能。被动防护技术:又分为刚性和柔性两类。刚性系统包括拦石墙、拦石堤、落石槽、拦石栅栏、棚洞等;柔性系统包括拦石网、导石网、棚架等

34、。防治危岩落石失稳后造成危害。主被动联合防护技术:二者的结合使用。墙撑、柱撑、墩撑、拱撑 支撑体可采用浆砌条石或片石、现浇砼或条石砼 5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治1 主动防治墙撑5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治1 主动防治柱撑5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治1 主动防治拱撑 5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治1 主动防治5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治1 主动防治5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治1 主动防治5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治1 主动防治5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治1 主动防治5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治1 主动防治5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治1 主动防治5.3 局部

35、失稳-崩塌危岩的防治2 被动防治刚性系统5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治2被动防治技术柔性系统5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治拦石网的组成及特点系统组成:柔性网、支撑系统、锚拉连接系统和减压环四部分 。系统特点:柔性最大化落石冲击时系统通过变形、转动和位移,起到缓冲、减压、消能的作用。地形适宜性好,拦截能力大,标准化,505000kJ。5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治拦石网设计内容落石计算:落石威胁区域、运动路径 、运动速度、动能等。系统选型:系统拦截能级、间距、高 度的选择。系统设置:平面位置、分段和分级。5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治危岩威胁区域的确定1、落石试验:最直接有效,但通常难以

36、具备试验条件;2、落石调查:历史落石事件,崖脚崩积物调查;3、落石计算:综合摩擦运动简单估算最远运动距离。5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治拦石网设置位置的选择 原则:综合选择落石弹跳高度小、动能小的地段。拦石网平面布置拦石网分段、分级拦石网重合段处理5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治拦石网分级设置5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治3 被动防治技术半刚性系统5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治5.3 局部失稳-崩塌危岩的防治5.3 局部失稳-崩塌

37、危岩的防治主要内容概述监测内容与方法监测技术设计监测数据整理与分析边坡监测实例6 边坡工程监测监测目的(1)掌握边坡变形的大小和状态,评价边坡工程的稳定性 ;(2)为防治滑坡及可能的滑动和蠕动变形提供技术依据;(3)为进行有关位移反分析及数值模拟计算提供各种假设和参数;(4)不断积累工程经验,提高边坡工程设计和施工的水平。监测对象地表变形。包括边坡地表的二维或三维位移、危岩陡壁裂缝等;地下变形。包括边坡地下的二维或三维位移、危岩界面裂缝等;物理参数。包括应力应变和地声变化等;水文变化。包括河或库水位、地下水位、孔隙水压力、泉流量、水温等;环境因素,包括降雨量、地温、地震等。边坡工程施工监测的内

38、容监测方法我国目前的边坡监测方法,已由过去利用人工皮尺等简易工具的方法过渡到仪器仪表监测,并向自动化、高精度和远程监测发展。主要监测方法有:简易监测法、设站监测法 、仪表监测法 、远程监测法 等。简易监测法推荐采用简易工具和装置,监测和记录边坡地表的裂缝、鼓胀、沉降、坍塌以及地下水位、地温等变化情况,同时记录监测的时间和监测点的位置、变形形态等信息。在边坡体关键裂缝处埋设骑缝式简易监测桩;在房屋、挡土墙、浆砌块石沟等建(构)筑物的裂缝处设置玻璃条、水泥砂浆片、纸片等;在陡坎、陡壁软弱夹层出露处埋设简易监测桩,采用标尺等长度量具进行测量;在岩石、陡壁裂缝处刻槽进行监测。(a)设桩监测 (b)设片

39、监测(c)设尺监测 (d)刻槽监测(e)设点监测简易监测工具和装置地表位移矢量图设站监测法在变形区外稳定的控制点上安置监测仪器,对边坡体上选埋的变形监测点进行定期监测,获得监测点的变形信息。为了保证变形监测成果的正确可靠,控制点作为监测基准,其稳定性应该首先得到保证,因为边坡的监测周期一般较长,因此应该定期地对控制网点进行观测,分析和评判其稳定状况。地表水平位移监测可以采用极坐标法、测角前方交会法、测边前方交会法、边角前方交会法、视准线法等 方法。近景摄影测量法在地表水平位移监测中也有较多的应用;GPS已经在许多重要工程的变形监测中得到应用1-缓慢蠕动类型; 2-匀速滑动类型; 3-间歇性滑动; 4-高速滑动类型仪表监测法(1)采用精密仪表监测边坡地表及深层的位移、沉降及倾斜、裂缝相对变化、地声、应力应变和环境因素等。按采用的仪表可分为机械式仪表监测法(简

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