邊坡工程地質(zhì)問(wèn)題穩(wěn)定性分析及防治措施

1、普通高等學(xué)校土木工程專(zhuān)業(yè)精編系列規(guī)劃教材,工程地質(zhì) 主編 張士彩,目錄,下頁(yè),上頁(yè),6 邊坡工程地質(zhì)問(wèn)題,目錄,下頁(yè),上頁(yè),內(nèi)容提要,能力要求,主要內(nèi)容： 1）邊坡變形破壞的基本類(lèi)型，其中簡(jiǎn)要介紹了邊坡變形破壞的影響因素； 2）邊坡穩(wěn)定性分析方法及邊坡防治措施。 教學(xué)重點(diǎn)：邊坡穩(wěn)定性分析、邊坡防治措施。 教學(xué)難點(diǎn)：邊坡穩(wěn)定性分析,1）了解邊坡變形破壞的類(lèi)型及其影響因素。 （2）掌握邊坡穩(wěn)定性分析的方法。 （3）掌握邊坡變形破壞的防治措施,鹽池河崩塌,掩埋了山下公路及路邊居民點(diǎn),巴東白巖溝順層巖體邊坡失穩(wěn)滑動(dòng)危及大橋和道路,2010.8.7 甘肅舟曲特大泥石流,6.1 概述 6.2 邊坡破壞的基

2、本類(lèi)型 6.3 邊坡穩(wěn)定性分析 6.4 邊坡變形破壞的防治措施 習(xí)題與思考題,目錄,下頁(yè),上頁(yè),6 邊坡工程地質(zhì)問(wèn)題,目錄,下頁(yè),上頁(yè),圖6.1 邊坡要素,邊坡：指在各種地質(zhì)作用下形成的具有側(cè)向臨空面的地質(zhì)體，一般分為,6.1.1 邊坡的應(yīng)力分布特征,坡體中的主應(yīng)力發(fā)生變化； 坡體中產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象 ； 坡面巖土體處于單向受力狀態(tài) ； 坡面或坡頂形成張力帶,1最大主應(yīng)力跡線(xiàn)，2最小主應(yīng)力跡線(xiàn)，3最大剪應(yīng)力跡線(xiàn) 圖6-2 邊坡應(yīng)力跡線(xiàn)圖,卸荷回彈 蠕 動(dòng),6.2.1 邊坡變形的基本類(lèi)型,圖6-4 疏松土質(zhì)邊坡的表層蠕動(dòng),圖6-5 破碎巖質(zhì)邊坡的表層蠕動(dòng),圖6-3 河谷卸荷裂隙,邊坡破壞的基本類(lèi)型

3、,邊坡裂隙,邊坡內(nèi)部抗剪強(qiáng)度下降導(dǎo)致坡面變形,1層面，2裂隙，3貫通的滑動(dòng)面 圖6-6 坡體蠕動(dòng),6.2.2 邊坡破壞的基本類(lèi)型,表層破壞（剝落、沖溝、滑塌 ） 深層破壞 （崩塌、滑坡、泥石流等,巖土性質(zhì) 巖土體結(jié)構(gòu) 地質(zhì)構(gòu)造 水的作用 風(fēng)化作用 地震 人類(lèi)活動(dòng),6.3,6.2.3 影響邊坡變形破壞的因素,根據(jù)地貌形態(tài)及構(gòu)造的變化判斷邊坡的穩(wěn)定性 利用工程地質(zhì)分析法 單一滑動(dòng)平面的穩(wěn)定性計(jì)算 ： 假設(shè)邊坡中的不穩(wěn)定滑動(dòng)體由單一結(jié)構(gòu)面控制（如圖6-7所示），這種情況常見(jiàn)于巖質(zhì)邊坡、均質(zhì)砂性土坡及成層的非均質(zhì)砂性土坡中,邊坡穩(wěn)定性分析,6.3.1 工程地質(zhì)分析法,6.3.2 理論計(jì)算法,圖6-7

4、單一滑動(dòng)平面受力圖,若K1，則邊坡不穩(wěn)定； 若K=1，邊坡處于臨界平衡狀態(tài),單一滑動(dòng)弧面的穩(wěn)定性計(jì)算 若邊坡中的不穩(wěn)定滑動(dòng)體由單一滑動(dòng)弧面控制（如圖6-8所示），這種情況常見(jiàn)于土質(zhì)邊坡中，尤其是黏性土坡中。邊坡穩(wěn)定性的定量分析多采用瑞典條分法，又稱(chēng)為費(fèi)倫紐斯法。 基本假定： 假定邊坡穩(wěn)定屬于平面應(yīng)變問(wèn)題，即可取某一橫剖面為代表進(jìn)行分析計(jì)算； 假定滑動(dòng)面的滑動(dòng)體為剛體，計(jì)算中不考慮單個(gè)條帶間的相互作用力； 定義安全系數(shù)K為滑動(dòng)面上產(chǎn)生的抗滑力總和與下滑力總和之比,圖6-8 單一滑動(dòng)弧面受力圖,6.3.3 模型試驗(yàn)法,對(duì)一些地質(zhì)條件復(fù)雜、邊坡受復(fù)雜工程荷載作用或是非常重要的邊坡設(shè)計(jì)，須運(yùn)用各種巖土

5、力學(xué)理論、技術(shù)和方法，進(jìn)行邊坡應(yīng)力場(chǎng)、變形場(chǎng)、位移場(chǎng)和變形破壞模式等的分析。常用的就是物理模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法。 物理模型試驗(yàn)必須遵循相似定理。將實(shí)際邊坡作為原型，用模型材料按比例縮小而制作的邊坡必須與原型滿(mǎn)足幾何相似和強(qiáng)度相似。模擬試驗(yàn)按照研究要求可有不同的物理模型試驗(yàn)和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型試驗(yàn)，前者用于定量研究，獲取應(yīng)力場(chǎng)或位移場(chǎng)信息，后者多用于研究巖體的破壞模式,以防為主 1）正確選擇建筑場(chǎng)地，合理地制定邊坡的布置和開(kāi)挖方案； 2）查明影響邊坡穩(wěn)定性的主導(dǎo)因素； 3）防止邊坡地質(zhì)災(zāi)害鏈效應(yīng)產(chǎn)生。 綜合治理 綜合治理則要針對(duì)邊坡的具體情況，及時(shí)采取必要的各種增強(qiáng)穩(wěn)定性的措施，同時(shí)還要考慮環(huán)

6、境影響,6.4,邊坡變形破壞的防治措施,6.4.1 邊坡變形破壞的防治原則,以防為主，綜合治理，根據(jù)工程的重要性制定具體的整治方案,考慮工程重要性 考慮工程重要性是制定整治方案必須遵循的經(jīng)濟(jì)原則。對(duì)于那些威脅到重大永久性工程安全的邊坡變形和破壞，應(yīng)采取全面嚴(yán)密的治理措施；對(duì)于一般性工程或臨時(shí)性工程，則可采取簡(jiǎn)易的防治措施。 控制使邊坡穩(wěn)定性降低的各種影響因素 1）防治風(fēng)化,6.4.2 邊坡變形破壞的防治措施,圖6-9 抹面護(hù)墻及排水設(shè)施,2）排水工程 消減下滑力和提高抗滑力 1）刷方減載 2）支擋工程 3）錨固工程,邊坡“砍頭壓腳,邊坡排水設(shè)施,1抗滑樁，2滑動(dòng)面，3滑床 圖6-12 抗滑樁,圖6-13 錨固工程,改善滑動(dòng)帶巖土體的性質(zhì) 1）固結(jié)灌漿 2）其他方法 對(duì)于土質(zhì)邊坡，可采用電化學(xué)加固法和凍結(jié)法，前者主要在土中打入一定量的金屬電極，通電后利用電流將水排出，使土體固結(jié)，增加強(qiáng)度；后者用于臨時(shí)性邊坡。也可采用焙燒法，在坡角形成一個(gè)經(jīng)焙燒加熱后冷凝堅(jiān)硬的似磚土體，起到地下?lián)跬翂Φ淖饔?，但僅適用于黏土類(lèi)邊坡,昆明機(jī)場(chǎng)漿砌片石及擋土墻護(hù)坡,生態(tài)及混凝土護(hù)坡,直立式擋土墻,仰斜式擋土墻,邊坡防護(hù)網(wǎng),巫山平湖路