滑坡勘察设计ppt版（共46）

一、、勘勘察察目目的的及及任任务务目的的为滑滑坡坡灾灾害害防防治治提提供供地地质质依依据据任务务1、查查明明滑滑坡坡形形成成的的地地质质环环境境条条件件；；2、查查明明滑滑坡坡的的厚厚度度、、物物质质组组成成、、结结构构特特性性、、空空间间分分布布特特征征，，地地下下水水类类型型及及其其富富水水程程度度和和空空间间分分布布特特征征；；3、查查明明滑滑坡坡的的形形成成机机制制及及引引发发因因素素、、变变形形破破坏坏现现状状和和危危害害程程度度；；4、为为防防治治施施工工提提供供详详细细的的工工程程地地质质与与水水文文地地质质资资料料和和岩岩土土体体的的物物理理力力学学性性质质参参数数；；5、计计算算并并综综合合评评价价其其稳稳定定性性及及其其演演化化发发展展趋趋势势；；6、对对防防治治工工程程提提出出地地质质建建议议。。地质质条条件件计计算算参参数数计计算算模模型型一、、勘勘察察的的特特点点二、、勘勘察察方方法法选选择择原原则则三、、计计算算参参数数的的确确定定四、、稳稳定定性性系系数数五、、荷荷载载一、、滑滑坡坡勘勘察察的的特特点点滑坡坡勘勘察察不不同同于于一一般般建建筑筑的的岩岩土土工工程程勘勘察察，，其其特特点点主主要要有有以以下下几几个个方方面面：：1、重重视视地地质质环环境境条条件件的的调调查查，，并并从从条条件件中中寻寻找找滑滑坡坡的的形形成成演演化化过过程程和和主主要要作作用用因因素素；；2、充分分认识识滑坡坡的地地质结结构，，从其其结构构出发发研究究其稳稳定性性；3、重视视变形形原因因的分分析，，并与与外界界引发发因素素相联联系，，研究究主要要引发发因素素的作作用特特点与与强度度（灵灵敏度度）；；4、稳定定性评评价和和防治治工程程设计计参数数具不不唯一一性，，常表表现为为较强强的离离散性性，应应根据据滑坡坡的个个体特特点与与作用用因素素综合合确定定，进进行多多状态态的模模拟计计算；；5、目前前尚未未研究究出具具有普普适性性的稳稳定性性计算算方法法，现现有的的方法法都有有较多多的假假定条条件；；6、勘察察阶段段结束束不等等于勘勘察工工作结结束，，后续续的工工作如如监测测或施施工开开挖常常常补补充修修改勘勘察阶阶段的的认识识，甚甚至完完全改改变以以前的的结论论；7、勘察察方法法的选选择是是强调调查应应用经经验与与技巧巧，寻寻求以以最少少的工工作量量和最最低的的投资资，获获得最最佳的的勘察察效果果；8、勘察察工作作量确确定的的最基基本原原则是是能够够查明明滑坡坡体的的形态态结构构特征征和变变形破破坏的的作用用因素素，满满足稳稳定性性评价价对有有关参参数的的需求求，而而不拘拘于一一般的的勘察察规程程。二、勘勘察方方法选选择原原则基本原原则：：以较较低的的勘察察工作作投入入，取取得较较多的的有用用资料料。1、针对对性：：根据据现场场踏勘勘和前前人资资料，，初步步确定定其性性质，，有针针对性性地选选用适适宜的的勘探探方法法；2、力求求以最最简单单的方方法去去解决决最复复杂的的问题题，避避免刻刻意追追求新新奇的的技术术；3、简便高效效。尽可能能使用操作作简便，易易于搬迁，，在地形地地质和气象象等方面环环境适应性性强的设备备；4、经济合理理。在能够够满足勘察察质量要求求的前提下下，尽可能能降低勘探探工作量。。a、布置勘探探剖面应在在对滑坡调调查的基础础上，结合合宏观变形形迹象，有有针对性地地布置，纵纵剖面应与与滑坡主滑滑方向一致致。b、在准备设设置工程措措施部位应应尽可能地地布置勘探探工作。c、钻探工作作应遵照相相关规范，，钻孔深度度适中。d、应针对不不同的勘探探对象选择择合适的勘勘探手段和和方法。三、计算参数数的确定滑坡的物质质组成：滑动岩土体体滑床岩土体体滑动面（滑滑动带）—软弱结构面面目的求岩土体和和作为滑带带的软弱结结构面的物物理力学性性质（包括括变形与强强度参数））。意义为稳定性计计算和治理理设计提供供参数。理论导向经经验判断断测试基基础合理理反算（一）、C、φ的关系滑动面抗剪剪强度表达达式τ=σtgφ+C当滑带土处处于饱水状状态C=0τ=σtgφ从公式可以以看出：1、抗剪强度度是随作用用于滑动面面上的法向向应力的增增大而增大大；2、内聚力为为一常数；；3、内摩擦角角为一变量量。滑体厚度的的大小影响响滑动面的的抗剪强度度。当滑体体厚度增大大时，内摩摩擦角的作作用增大；；当滑体厚厚度减小时时，内聚力力的作用增增大。有关关文献将滑滑体（上覆覆岩土体））厚度为4米作为一个个界线。(1)滑体厚度小小于4米时，其抗抗剪强度主主要由内聚聚力控制；；(2)滑体厚度大大于4米时，其抗抗剪强度主主要由内摩摩擦角控制制。为方便计算算，通过抗抗剪强度相相等原则，，采用一个个定值的综综合内摩擦擦角φ0代替内摩擦擦角和内聚聚力。称似似摩擦角或或综合摩擦擦角。《建筑边坡工工程技术规规范》（GB50330－2002）φo=arctg(tgφ+2c/rhcosθ)《铁路路基支支挡结构设设计规范》φ0=arctg(tgφ+2c/rh)注意：1、当内聚力力越大时，，计算出的的侧向岩土土压力“失失真”越严严重；2、当正应力力增大，计计算的侧向向岩土压力力偏小，则则不安全；；3、当正应力力减小，计计算的侧向向岩土压力力偏大，偏偏于安全。。《建筑边坡工工程技术规规范》中规定：由由于边坡岩岩土体的不不均一性等等，一般情情况下，等等效内摩擦擦角的计算算边坡高度度不宜超过过15m，不得超过过25m。规范公式中中存在的问问题：抗剪强度相相等原则τ=σtgφ+C××Lττ=σσtgφo则：tgφo=tgφ+C×L/σ式中:正应力σ=G×cosθG=r×h×a/2a=cosθ×LG=r×h×L×cosθ/2σ=r×h×L×cos2θ/2tgφo=tgφ+C/r××h×cos2θ/2=tgφ+2C/rhcos2θ因0＜cosθ＜1cosθ＞cos2θ规范推荐公公式计算的的φo小于推导公公式计算的的φo。有一安全全储备。（二）、试试验法室内试验原原位试验验试验法最大大的不足是是由于滑带带土的不均均匀性导致致试验结果果离散性太太大。尽管管目前对取取样部位及及取样方法法进行了规规定，且试试验尽可能能模拟各部部位滑坡的的受力特征征，但仍然然难以达到到满意的效效果。（三）、参参数反演法法反演或称反反分析是通通过恢复已已破坏斜坡坡的原始状状态或滑动动后滑坡状状态，在分分析其破坏坏机理的基基础上，建建立极限平平衡方程，，然后反求求滑动面的的C、φ值。1、明确反映映变形破坏坏机制；2、计算步骤骤尽可能简简化，抓住住主要问题题，提高适适宜性，3、易于校核核；4、不刻意追追求新颖和和复杂化。。在进行反演演分析时应应特别注意意以下几点点：1、应尽可能能地模拟滑滑坡蠕滑时时的边界条条件，尤其其是地下水水位，如果果难以做到到，则可取取勘探时雨雨季最高地地下水位；；2、选择分析析剖面与主主滑剖面一一致；3、用作反演演分析的理理论方法，，应与设计计用的稳定定性及推力力计算方法法一致。《岩土工程勘勘察规范》（GB50021－2001）、《公路工程地地质勘测规规范》（JTJ064-98）、《铁路工程不不良地质勘勘察规程》（TB10027-2001）、《滑坡防治工工程勘查规规范》（DZ/T0218-2006）等规范规规程中对反反演法均作作了相应的的规定。但但在具体计计算过程中中需注意以以下几个方方面：1、无论是采采用恢复已破坏坏斜坡的原原始状态或或滑动后滑滑坡状态，，首先必须须明确滑坡坡的稳定状状态，并取取相应的稳稳定系数。。各种规范范规程中按按滑坡的赋赋存活动状状态（正在在滑动、暂暂时稳定、、稳定）给给出了一个个相应的区区间值，但但在取值过过程中需考考虑滑坡的的危害程度度，危害程程度大取小小值，危害害程度小取取大值。2、除主滑剖剖面外需取取与主滑剖剖面平行的的不少于一一条的计算算剖面。3、假定C值计算φ值、或假定定φ值计算C值，须注意意两值的对对应性，计计算中相邻邻假定值不不能过大。。在反演分析析中，滑坡坡几何参数数确定后，，稳定性系系数可根据据滑坡稳定定状态，给给定一个值值，那么公公式中的变变量只有C、φ。我们可以以用两个或或两个以上上的剖面建建立2元一次或高高阶方程组组，联立求求解方程式式可以较为为精确地反反算出滑带带土的抗剪剪强度参数数。（四）经验法（类类比法）各类规范、、规程、手手册都给出出了较多的的经验数据据，在应用用过程中要要注意滑带带土的相似似性和不同同性。硬性结构面面：主要由由结构面的的几何形态态、胶结情情况及充填填厚度所决决定。1、结构面起起伏较大且且较粗糙，，内摩擦角角较大；2、结构面如如为钙质、、铁质、硅硅质胶结，，内聚力较较大；3、随着结构构面充填物物厚度的增增大，结构构面抗剪强强度由充填填物的抗剪剪强度来控控制。滑带土的抗抗剪强度还还与土的矿矿物成份及及粒径有关关。如组成成土的矿物物成份中高高岭土、伊伊利石、蒙蒙脱石含量量较高，则则土的内聚聚力较大，，粒径大，，内聚力小小。《建筑边坡工工程技术规规范》、《工程岩体分分级标准》、《岩土工程手手册》等都给出了了一些经验验公式和数数据。其中中《岩土工程手手册》中给出了抗抗剪强度指指标与斜坡坡坡度之间间的一个统统计资料：：滑坡斜面坡度θ实例数Φ（0）C（KPa）相关系数0≤θ＜10469.05.800.94410≤θ＜1513214.83.400.95115≤θ＜2012720.70.400.93520≤θ＜259523.64.400.94125≤θ＜304027.94.000.93030≤θ2730.07.300.944滑坡计算参参数,包括滑坡岩岩土和滑动动面(滑带)的物理力学学性质参数数.在以上研究究的基础上上滑坡计算算参数确定定的基本思思路如图:滑坡工程地质条件滑坡地质力学模型滑坡岩体分类参数反演原位试验室内试验参数估算经验数据综合分析参数建议值四、稳定性性系数滑坡稳定性性研究的主主要任务是是进行滑体体稳定性计计算，评价价目前和稳稳定状态和和可能的变变形发展趋趋势，它是是在确定了了地质模型型和物理破破坏模式以以后，给出出合理的数数学概化模模型。滑坡稳定性系系数：是判断断滑坡稳定程程度的一个量量化值。滑坡稳定性的的计算方法大大致可分为三三类，一是极极限平衡法，，二是数值法法，三是概率率法。极限平衡分析析法是一种定定量方法，也也是工程上使使用最多、最最成熟的方法法。目前国内内有关规范、、规程采用最最多的一种计计算方法。极限平衡假设设：当坡体的的强度指标降降低Fs倍后，坡体内内存在一达到到极限平衡状状态的滑面，，滑体处于临临界状态。条块刚性假设设：对滑体进进行剖分后，，各条块为刚刚性块体，只只发生整体运运动而不产生生条块内部的的变形。同样的力学破破坏模式，同同样的力学参参数，采用不不同的计算方方法，稳定性性系数计算结结果可相差30%。同种计算方法法，同样的力力学参数，同同样的力学破破坏模式，剖剖分方法的不不同，计算结结果相差很大大。不同影响响因素状态下下差值也不同同。其差值最最大可达20%。坡面或滑面面越陡，剖分分方法的影响响越大。在以下位置应应设置滑坡体体条块垂直分分界面:1、滑动面倾角角变化点；2、滑动面物理理力学参数变变化点；3、滑动面与地地下水位线相相交点；4、地面线与河河流或水体设设计水位线的的交点；5、滑坡体重度度突变位置；；6、滑坡推力零零界位置。规范、规程中中采用的计算算方法：1、滑动面为单单一滑面或圆圆弧形：瑞典典条分法或毕毕肖普(Bishop)法。瑞典条分法是是将滑动面以以上的土体分分成n个垂直分条，，对作用于各各土条上的力力进行力或力力矩平衡分析析。该方法是是忽略土条之之间和相互作作用力的影响响。毕肖普法是假假定滑动面是是以o为圆心，R为半径的圆弧弧，从中任取取一土条i为分离体，其其分离体的作作用力为：土条重引起的的法向反力和和切向力，并并分别作用于于底面中心处处。根据静力力平衡条件或或极限平衡条条件各土条力力对圆心进行行力矩平衡分分析。忽略条条间切向力。。2、滑动面为平平面（岩质））滑动时采用用平面极限平平衡法。3、滑动面为折折线时采用传传递系数法（（不平衡推力力）。上述计算方法法中，瑞典条条分法偏于过过分安全，毕毕肖普法和传传递系数法误误差较小。（一）传递系系数法显示解解公式传递系数法是是采用投影法法建立的一个个力的平衡方方程。《岩土工程勘察察规范》、《建筑边坡工程程技术规范》、《滑坡防治工程程勘察规范》中采用的是显显示解：对存在地下水作用时，稳定性分析应考虑地下水的作用：

1、水下（浸润线）部分岩土体重度取浮重度；

2、第i计算条块岩土体所受的动水压力Pwi按下式计算：（一）传递系系数法显示解解公式分子：各条块块抗滑力之和和分母：各条块块下滑力之和和。1、公式是按逐逐块投影法进进行推导，其其数学逻辑是是正确的。按按公式可理解解为：滑体各条块下下滑力传递至至最末条块之之剩余下滑力力和最末条块块下滑力之和和与滑体各条条块抗滑力传传递至最末条条块之剩余抗抗滑力和最末末条块抗滑力力之和的绝对对值之比。但但忽略了各条条块之下滑力力和抗滑力在在传递过程中中的相互作用用关系。在某一平行于于条块分界面面的竖直分界界面位置，若若满足条件：：剩余下滑力力≤0、靠滑坡前缘缘一侧条块下下滑力＞0，则该竖直分分界面靠滑坡坡后缘一侧各各条块的下滑滑力和抗滑力力均不再向下下传递。（一）传递系系数法显示解解公式2、动水压力对对滑体的稳定定性是不利的的。在动水压压力计算公式式中，当第i计算条块底面面倾角为负值值（向下）且且绝对值大于于第i计算条块地下下水位面倾角角时，所产生生的动水压力力方向指向上上为一抗滑力力，这违背了了动水压力性性质。(二)传递系数法隐隐式解隐式解中是对对滑体下滑力力进行折减，，经多交迭代代使滑体未条条块剩余下滑滑力等于零时时的系数（Fs）即为滑坡稳稳定性系数。。传递系数法显显式解和隐式式解有如下关关系：1、当稳定性系系数小于1.0时，稳定性系系数的显式解解小于隐式解解；2、当稳定性系系数等于1.0时，稳定性系系数的显式解解等于隐式解解；3、当稳定性系系数大于1.0时，稳定性系系数的显式解解大于隐式解解。五、荷载作用于滑坡体体上的荷载有有如下几种：：a、滑坡体自重重；b、滑坡体上的的地面荷载：：建（构）筑筑物产生的附附加荷载，汽汽车、行人等等产生的动荷荷载；c、地下水产生生的荷载：静静水压力、动动水压力等；；d、地震荷载；；e、江（河、库库）水位变化化产生的荷载载。荷载组合是根根据滑体变形形过程中作用用于滑体上的的荷载按最不不利条件进行行组合。各类类规范、规程程中有不同的的组合方法：：建设行业：可可分为永久荷荷载、可变荷荷载、偶然荷荷载。分别进进行荷载组合合，相应的荷荷载选取不同同的荷载分项项系数。五、荷载地质、公路、、铁路、水利利行业：根据据滑坡变形过过程及其发展展趋势进行荷荷载组合（工工况）。在稳定性计算算中一定要分分析滑坡的运运动特征和动动力特征，在在影响因素分分析中要分别别进行诱发因因素和激发因因素进行分析析。六、勘察报告告编制1、可不进行勘勘察等级划分分，但要进行行勘察阶段划划分，并根据据滑坡规模、、危害程度、、治理难度进进行滑坡分级级。2、地质环境部部份（概述）），对与滑坡坡有关的进行行重点描述。。3、滑坡基本特特征部份（1）滑坡边界、、规模、形态态特征：分析析滑坡体的类类型、边界范范围及分布高高程、面积、、体积及其平平面、空间型型态，并分析析其变形破坏坏特性和可能能造成的危害害。（2）滑体特征：：分析滑体的的成因类型、、物质成分及及结构、形态态参数、岩土土力学性质和和指标、厚度度及分区，地地下水活动状状态及岩土渗渗透特征。（3）滑床特征：：滑床基岩岩岩性及结构，，岩石力学和和渗透性指标标、地质构造造，风化程度度等。（4）滑移带特征征：滑移带的的物理组成、、力学特性与与结构、微结结构特征，分分布形态，埋埋深、厚度及及分段。应对滑体、滑滑动面、滑带带土、滑床物物质组成进行行描述。4、对试验方法法应加以说明明。5、在剖面图、、钻孔柱状图图、山地工程程展示图必须须标注取样位位置。滑坡防治工程程设计滑坡防治工程程应与社会经经济发展和环环境质量改善善规划相适应应，与环境保保护、土地利利用相结合。。滑坡防治应以以及早治理，，一次根治，，不留后患为为原则。动态设计为滑滑坡防治工程程设计的基本本方法。一份设计由三三部份组成一、计算书二、施工图图图册三、工程预算算书一、计算书计算书是整个个设计的核心心。是设计的的理论计算及及校核的依据据。它应该由由以下几部份份组成：1、滑坡概况2、设计依据及及采用的规范范、规程3、设计参数4、工程措施5、计算设计参数设计参数一般般采用专项滑滑坡《勘察报告》中建议的设计计参数。由于于对同一滑坡坡的看法不同同，可能存在在认识上的分分歧。在对滑滑坡物理力学学参数取值上上有不同的认认识。如果对对《勘察报告》中提供的参数数进行修正，，那么在此部部分需加以说说明和论述。。最终确定设设计参数。工程设计中安安全系数的讨讨论滑坡稳定性安安全系数：根根据滑坡危害害对象的重要要性，危害程程度的大小，，治理失败后后补救工程的的难易度面而而规定的一种种安全指标。。滑坡防治工程程设计都要符符合规范中规规定的安全系系数，不同的的安全系数定定义对稳定安安全系数的数数值与滑坡推推力值都是不不同的。但滑滑坡工程与结结构工程不同同，增大荷载载并不一定能能充分体现增增大安全系数数。随着荷载载的增大，下下滑力增大，，但抗滑力也也会增大。目目前采用的安安全系数主要要有三种：1、强度储备安安全系数：通通过降低岩土土体强度来体体现；2、超载储备安安全系数：通通过增大荷载载来体现；3、下滑力超载载储备安全系系数：通过增增大下滑力来来体现。强度储备安全全系数滑坡的发生常常常是由于外外界因素引起起岩土体强度度降低面导致致岩土体滑坡坡，在计算过过程中只降低低抗滑力，而而不改变下滑滑力是比较符符合工程实际际情况，也是是工程界广泛泛承认的一种种方法。如简简化毕肖普法法，传递系数数法的隐式解解等。超载储备安全全系数主要表现在支支护结构设计计中的荷载分分项系数。如如抗滑桩结构构的承载力设设计时:下滑力超载储储备安全系数数改进传递系数数法：基于以下六个个假设：1、将滑坡稳定定性问题视为为平面应变问问题；2、滑动力以平平行于滑动面面的剪应力τ和垂直滑动面面的正应力σ集中作用于滑滑动面上；3、视滑坡体为为理想刚塑材材料，认为整整个加荷过程程中，滑坡体体不会发生任任何变形，一一旦沿滑动面面剪切应力达达到其剪切强强度，则滑坡坡体即开始沿沿滑动面产生生剪切变形；；4、滑动面的破破坏服从Mohr-Coulomb破坏准则，即即滑动面强度度主要受粘聚聚力及摩擦力力控制；5、条块间的作作用力合力（（剩余下滑力力）方向与滑滑动面倾角一一致，剩余下下滑力为负值值时则传递的的剩余下滑力力为零；6、沿整个滑动动面满足静力力平衡条件，，但不满足力力矩平衡条件件。改进的传递系系数法依据、、原理正确，，物理意义明明确，计算结结果稳定、可可靠。其满足足条块剩余下下滑力的合力力小于零的条条件，即条块块之间不允许许出现拉应力力，不论条块块剩余下滑力力是否小于零零，其计算出出的稳定性系系数均与不平平衡推力法相相等，计算的的滑坡推力满满足设计要求求，克服了传传统的传递系系数法方法的的不足。强度折减安全全系数与下滑滑力超载安全全系数滑坡推力的标标准值：式中：E—滑坡推力T—岩土体下滑力力R—岩土体抗滑力力由强度折减安安全系数Fs得到的滑坡推推力为：E1=T-R/Fs由下滑力超载载安全系数Fs得到的滑坡推推力为：E2=Fs×T-RE2=Fs(T-R/Fs)=Fs×E1可见见，，采采用用下下滑滑力力超超载载安安全全系系数数的的滑滑坡坡推推力力值值为为强强度度折折减减安安全全系系数数的的滑滑坡坡推推力力值值的的Fs倍。这也也就是为为什么采采用改进进传递系系数法计计算滑坡坡推力时时Fs值增加不不大而推推力增加加很大的的原因。。锚固角的的优化常见的边边坡破坏坏类型有有平面破破坏、楔楔体破坏坏、圆弧弧破坏及及复合破破坏。1、按规范范、规程程取值：：锚孔倾倾角宜采采用100-350；2、假定已知知滑动面面倾角为为α，坡面线线倾角为为γ，锚索与与水平面面的夹角角为θ，锚索与与滑动面面的夹角角为β，锚固端端简化为为A点，则预预应力锚锚索加固固受力示示意图如如下：由图中易得：β=α+θ锚索抗滑力F为：由上式可可知，锚锚固抗滑滑力主要要由锚固固力T沿滑动面面的切向向分力Tτ和法向分分力Tn在滑动面面上产生生的摩擦擦力提供供。T主要由注注浆体与与锚索或或与岩土土体孔壁壁间的粘粘结强度度值决定定，是满满足预锚锚设计要要求的核核心参数数，通常常由预应应力锚索索设计的的安全系系数决定定。因此此，抗滑滑力设计计的主导导参数是是锚索与与滑动面面的夹角角β，当滑动动面已定定时，主主导设计计参数变变为锚索索水平倾倾角θ。因此，，预应力力锚索加加固优化化设