公路边坡破坏模式与加固方法

公路边坡破坏模式与加固方法——公路边坡加固技术推广与应用示范项目介绍崔建恒中交第一公路勘察设计研究院一、项目概况项目定位：研究与试验发展成果应用主要任务：整合既有技术并进行二次开发，总结适合公路特点的边坡稳定性评价和加固方法，并以示范工程为载体进行了推广和应用一、项目概况技术路线一、项目概况公路边坡加固技术体系岩土结构类型加固方案设计机制分析稳定分析稳定计算边坡评价预测技术边坡加固设计技术地质类比变形破坏类型荷载计算加固工程设计加固工程施工边坡安全评估技术养护补强加固动态监测技术检测二、边坡工程特点二、边坡工程特点边坡应力场影响因素临空面条件——坡顶张应力区，坡脚剪应力集中区边坡高度增加不改变应力图形，但应力值增加坡度增减既改变应力图形，也导致应力值增减结构面——造成应力集中和主力迹线的改变

水的影响——孔隙水压力（正孔隙压力、负孔隙压力）二、边坡工程特点边坡破坏机制（1）蠕变——岩土体向临空方向蠕变自坡面向深部发展的拉裂受最大剪应力面控制的剪切蠕变滑移——沿结构面或软弱带的滑移平缓顺向结构面上的滑移—压裂破坏倾角接近内摩擦角的结构面滑移—拉裂破坏顺层边坡的滑移—弯曲（溃屈）破坏二、边坡工程特点边坡破坏机制（2）弯曲——倾倒旁溃——岩土体在上覆压力下发生向临空面膨出的塑性变形或脆性破坏，引发上覆岩土体的失稳破坏

复合模式——组合与转化三、边坡破坏分类—以工程加固为目的分类目的选择适当的稳定计算模型选择适当的加固措施，制定加固方案分类原则分类的依据和标志相对固定可操作性强，适合勘察设计阶段性设计工程师的职责不是去进行精确的计算，而是进行正确的判断。

——E.Hoek

三、边坡破坏分类—以工程加固为目的大类二级分类破坏特征工程措施表层破坏碎落剥落岩石块体、碎屑脱落嵌补、挂网、封闭或清理坡面冲蚀即“土壤侵蚀”坡面截水、三维网植草稳固坡面碎屑泥流过饱和土、松散碎屑蠕动和流动骨架或格栅结合植草稳固坡面深层破坏崩塌倒塌、翻滚、坠落截排水，嵌补支撑及锚固约束或清除危岩坍塌坡顶边缘向上逐渐产生拉裂缝，依次坍落截排水、支挡、锚固，或放缓坡率滑动沿滑动面的剪切破坏，整体滑动截排地表地下水、减重，或抗滑、锚固四、坍坍塌研研究初初步坍塌研研究的的必要要性坍塌破破坏占占到边边坡破破坏总总数的的一半半以上上现有斜斜坡稳稳定分分析模模型，，无法法评价价坍塌塌破坏坏Mohr—Coulomb准则，，不能能用来来分析析张剪剪性破破坏坍塌的的特点点从堑顶顶自上上而下下、由由外向向内依依次坍坍落每次坍坍塌均均产生生新破破坏面面、形形成新新的松松弛带带发生在在土质质和类类似散散体的的破碎碎岩石石边坡坡四、坍坍塌研研究初初步坍塌的的特点点四、坍坍塌研研究初初步坍塌破破坏机机制坍塌破破坏面面上部部较陡陡，下下部近近于直直线、、略向向下凹凹的弧弧形，，具有有拉裂裂破坏坏的特特征斜坡松松弛带带内的的岩土土体向向临空空面的的蠕变变自上上而下下递减减，拉拉裂破破坏从从坡顶顶开始始被拉张张裂缝缝分割割的岩岩土体体的重重力超超过下下部岩岩土体体的强强度，，导致致溃错错或剪剪切破破坏四、坍坍塌研研究初初步Mohr——Coulomb准则的的局限限四、坍坍塌研研究初初步坍塌分分析模模型由culmann临界高高度公公式导导出：：五、边边坡安安全标标准和和设计计工况况边坡安安全等等级边坡破破坏的的后果果：损损坏相相关工工程和和影响响交通通安全等级涉及工程类型Ⅰ级直接危及修复困难的重点工程的边坡Ⅱ级高速公路和一级公路上的一般边坡Ⅲ级二级以下公路上的一般边坡五、边边坡安安全标标准和和设计计工况况设计工工况设计工况工作条件设计作用组合持久状态正常使用工况——工后实际条件岩土作用+结构自重+正常孔隙压力+结构约束短暂状态施工期开挖、加固工程不全及工后部分加固工程失效、短期非正常条件岩土作用+结构自重+非正常孔隙压力（+结构约束）偶然状态主要是地震条件岩土作用+结构自重+孔隙压力+结构约束+地震作用五、边边坡安安全标标准和和设计计工况况边坡设设计安安全系系数安全等级持久状况短暂状况偶然状况Ⅰ级≥1.301.25～1.151.15～1.10Ⅱ级1.30～1.201.20～1.151.10～1.05Ⅲ级1.15～1.101.10～1.051.05～1.00综合坡坡率——坡顶至至坡脚脚的总总体坡坡度按抗滑滑动确确定绘制剪剪切角角曲线线，在在曲线线截取取与坡坡高对对应的的稳定定坡率率：六、边边坡几几何设设计六、边边坡几几何设设计综合坡坡率——坡顶至至坡脚脚的总总体坡坡度六、边边坡几几何设设计综合坡坡率——坡顶至至坡脚脚的总总体坡坡度边坡几几何设设计多级边边坡单级坡坡率按按防坍坍塌确确定单级坡坡高不不大于于拉应应力区区高度度的2倍七、加加固工工程适适宜性性适宜性性评价价标准准对不利利因素素的抑抑制作作用抵抗岩岩土作作用力力的能能力施工技技术可可行性性环境效效果工程造造价七、加加固工工程适适宜性性适宜性性评价价等级级适宜基本适适宜不适宜宜禁止使使用八、边边坡安安全评评估评估项项目加固工工程适适宜性性、完完好性性、承承载能能力岩土作作用变变化及及边坡坡变形形情况况是否经经过恶恶劣环环境条条件考考验设计荷荷载是是否满满足既既定要要求安全系系数检检算八、边边坡安安全评评估安全性性等级级安全———正常常养养护护基本本安安全全———加强强养养护护、、重重点点监监测测不安安全全———维修修加加固固、、动动态态监监测测危险险———补强强加加固固九、、示示范范工工程程目的的以示示范范工工程程为为载载体体，，推推广广边边坡坡加加固固技技术术；；在示示范范过过程程中中验验证证、、完完善善边边坡坡加加固固技技术术。。示范范工工程程概概况况依托托“干线线公公路路灾灾害害防防治治工工程程”，在在六六个个省省区区实实施施了了10处示示范范工工程程依托托在在建建高高速速公公路路项项目目，，实实施施了了9处典典型型边边坡坡加加固固示示范范工工程程结语语边坡坡破破坏坏模模式式作作为为稳稳定定计计算算的的基基础础