边坡工程论文十篇

时间:2023-03-24 15:23:05

边坡工程论文

边坡工程论文篇1

关键词:高边坡抗滑结构锚固减载排水治理水利水电工程

边坡稳定问题是水利水利和水电工程中经常遇到的问题。边坡的稳定性直接决定着工程修建的可行性,影响着工程的建设投资和安全运行。

我国曾有几十个水利水电工程在施工施工中发生过边坡失稳问题,如天生桥二级水电站厂区高边坡、漫湾水电站左岸坝肩高边坡、安康水电站坝区两岸高边坡、龙羊峡水电站下游虎山坡边坡等等。为治理这些边坡不但耗去了大量的资金,还拖延了工期,成为我国水利水电工程施工中一个比较严峻的问题,有的边坡工程甚至已经成为制约工程进度和成败的关键。我国正在建设和即将建设的一批大型骨干水电站,如三峡、龙滩、李家峡、小湾、拉西瓦、锦屏等工程都存在着严重的高边坡稳定问题。其中三峡工程库区中存在10几处近亿立方米的滑坡体,拉西瓦水电站下游左岸存在着高达700m的巨型潜在不稳定山体,龙滩水电站左岸存在总方量1000万m3倾倒蠕变体等。这些工程的规模和所包含的技术难度都是空前的。因此,加快水利水电边坡工程的科研步伐,开发出一套现代化的边坡工程勘测、设计、施工、监测技术,已经成为水利水电科研攻关的重大课题。

高边坡的地质构造往往比较复杂,影响滑坡的因素也很多,因此,我国广大水电科技人员在与滑坡灾害作斗争的过程中,不断总结经验教训,积极开展科技攻关,总结出了一整套水电高边坡工程勘测、设计和施工新技术,成功地治理了天生桥二级、漫湾、李家峡、三峡、小浪底等工程的高边坡问题。本文仅就水利水电工程岩质高边坡的加固与整治措施作一简要介绍。

一、混凝土抗滑结构结构的应用

1.1混凝土抗滑桩

我国在50年代曾在少量工程中试用混凝土抗滑桩技术。从60年代开始,该项技术得到了推广,并从理论上得到了完善和提高。到80年代,高边坡中的抗滑桩应用技术已达到了一定的水平。

抗滑桩由于能有效而经济地治理滑坡,尤其是滑动面倾角较缓时,其效果更好,因此在边坡治理工程中得到了广泛采用。如:天生桥二级水电站于1986年10月确定厂房下山包坝址后,11月开始在厂房西坡进行大规模的开挖,加上开挖爆破和施工生活用水的影响,诱发了面积约4万m2、厚度约25~40m、总滑动量约140万m3的大型滑坡体。初期滑动速度平均每日2mm,到次年2月底每日位移达9mm。如继续开挖而不采取任何工程处理措施,预计雨季到来时将会发生大规模的滑坡,为此,采取了抗滑桩等一整套治理措施。

抗滑桩分成两排布置在厂房滑坡体上,在584m高程上设置1排,在597m高程平台上设置1排,桩中心距6m,桩深为25~39m,其中心深入基岩的锚固深度为总深度的1/4,断面尺寸为3m×4m,设置15kg/m轻型钢轨作为受力筋,回填200号混凝土,每根抗滑桩的抗剪强度为12840kN,17根全部建成后,可以承受滑坡体总滑动推力218280kN。

第一批抗滑桩从1987年3月上旬开工,5月下旬开始浇筑,6月1日结束。第二批抗滑桩施工是在1987~1988年枯水期内完成的。

抗滑桩开挖深度达3~4m后,在井壁喷30~40cm厚的混凝土。对岩体较好的井壁采用打锚杆、喷锚挂网的方法进行支护,喷混凝土厚度10~15cm。对局部塌方部位增设钢支撑。抗滑桩开挖到设计要求深度后,进行钢筋绑扎和钢轨吊装。

混凝土浇筑采用水下混凝土的配合比,由拌和楼拌和,混凝土罐车运输直接入仓,每小时浇筑厚度控制在1.5m内,特别是在滑动面上下4m部位,还需下井进行机械振捣。在浇到离井口5~7m时,要求分层振捣。每个井口设两个溜斗,溜管长度为10~14m,管径25cm。

抗滑桩的建成,对桩后坡体起到了有效的阻滑作用。

天生桥二级水电站厂房高边坡采用打抗滑桩、减载、预应力锚杆、锚索、排水、护坡等综合治理措施后,坡体的监测成果表明:下山包滑坡体一直处于稳定状态,而且有一定的安全储备。

安康水电站坝址区两岸边坡属于稳定性极差的易滑地层,由于对两岸进行了大规模的开挖施工,所形成的开挖边坡最大高度达200余m,单坡段一般高度在30~40m。大量的开挖造成边坡岩体的应力释放,断面暴露,再加上雨水的侵入,破坏了边坡的稳定,致使边坡开挖过程中发生十几处大小不等的工程滑坡,严重地影响了工程的施工,成为电站建设中的重大技术难题。

采用抗滑桩是稳定安康溢洪道边坡的主要手段,在263m高程平台上共设置了9根直径1m的钢筋混凝土抗滑桩,每根桩都贯穿几个棱体,最深的达35m,桩顶嵌入溢洪道渠底板内。为了不干扰平台外侧基坑的施工,桩身用大孔径钻机钻成,孔壁完整,进度较快,两个月就全部完成。这9根抗滑桩按两种工作状态考虑:在溢洪道未形成时,抗滑桩按弹性基础上的悬臂梁考虑,不考虑桩外侧滑面上部岩体的抗力;在溢洪道建成后抗滑桩桩顶嵌入溢洪道底板,此时按滑坡的下滑力考虑。

抗滑桩混凝土标号为R28250号,钢筋为φ40Ⅱ级钢。抗滑桩于1982年1月施工,3月完成后,基坑继续下挖,边坡上各棱体的基脚相继暴露。同年11月,在Fb75与F22断层构成的棱体下面坡根爆破开挖后,发现在263m高程平台上沿Fb75、F22断层及7号抗滑桩外侧近南北向出现小裂缝,且裂缝不断扩大,21天后7号抗滑桩外侧的Fb75~F22棱体下滑,依靠7号抗滑桩的支挡,桩内侧山体得以保存。

1.2混凝土沉井

沉井是一种混凝土框架结构,施工中一般可分成数节进行。在滑坡工程中既起抗滑桩的作用,有时也具备挡土墙的作用。

天生桥二级水电站首部枢纽左坝肩下游边坡,在二期工程坝基开挖浇筑过程中,曾于1986年6月和1988年2月两次出现沿覆盖层和部分岩基的顺层滑动。滑坡体长80m,宽45m,高差35m,最大深度9m,方量约2万m3。

为了避免1988年汛后左导墙和护坦基础开挖过程中滑体再度复活,确保基坑的安全施工,对左岸边坡的整体进行稳定分析后,决定在坡脚实施沉井抗滑为主和坡面保护、排水为辅的综合治理措施。

沉井结构设计根据沉井的受力状态、基坑的施工条件和沉井的场地布置等因素决定,沉井结构平面呈“田”字形,井壁和横隔墙的厚度主要由满足下沉重量而定。井壁上部厚80cm,下部厚90cm;横隔墙厚度为50cm,隔墙底高于刃脚踏面1.5m,便于操作人员在井底自由通行。沉井深11m,分成4、3、4m高的3节。

沉井施工包括平整场地、沉井制作、沉井下沉、填心4个阶段。

下沉采用人工开挖方式,由人力除渣,简易设备运输,下沉过程中需控制防偏问题,做到及时纠正。合理的开挖顺序是:先开挖中间,后开挖四边;先开挖短边,后开挖长边。沉井就位后清洗基面,设置φ25锚杆(锚杆间距为2m,深3.5m),再浇筑150号混凝土封底,最后用100号毛石混凝土填心。

沉井工程建成至今,已经受了多年的运行考验。目前,首部边坡是稳定的,沉井在边坡稳定中的作用是明显的。

1.3混凝土框架和喷混凝土护坡

混凝土框架对滑坡体表层坡体起保护作用并增强坡体的整体性,防止地表水渗入和坡体的风化。框架护坡具有结构物轻,材料用量省,施工方便,适用面广,便于排水,以及可与其他措施结合使用的特点。

天生桥二级水电站下山包滑坡治理采用混凝土护面框架,框架分两种型式。滑面附近框架,其节点设长锚杆穿过滑面,为一设置在弹性基础上节点受集中力的框架系统;距滑面较远的坡面框架,节点设短锚杆,与强风化坡面在一定范围内形成整体。

下山包滑坡北段强风化坡面框架采用50×50cm、节点中心2m的方形框架,节点处设置两种类型锚杆:在550~560m高程间坡面,滑面以上节点垂直于坡面设置φ36及φ32、长12m砂浆锚杆,在565~580m高程间坡面则设垂直于坡面的φ28、长6m的砂浆锚杆,相应地框架配筋为8φ20和4φ20。框架要求在坡面挖30cm深,50cm宽的槽,部分嵌入坡面内,表层填土并掺入耕植上,形成草本植被的永久护坡。

在岩性较好的部位可采用锚杆和喷混凝土保护坡面。

1.4混凝土挡墙

混凝土挡墙是治坡工程中最常用的一种方法,它能有效地从局部改变滑坡体的受力平衡,阻止滑坡体变形的延展。

在1986年6月,天生桥二级水电站工程下山包厂址未定之前,由于连降大雨(其降雨量达91.2mm),550m高程夹泥层上面的岩体滑动10余cm,584m高程平台上出现3条裂缝,其中最长一条55m长,2.2cm宽,下错2cm。为此采取了在550m高程浇筑50余m长的混凝土挡墙和打锚杆等措施。

天生桥二级水电站厂房高边坡坡顶设置了混凝土挡土墙,以防止古滑坡体的复活,部分坡面采用浆砌块石护面加固,坡脚680m高程设置混凝土防护墙。

在漫湾水电站边坡工程中也采取了浇混凝土挡墙及浆砌石挡墙、混凝土防掏槽等措施,综合治理边坡工程。

1.5锚固洞

在漫湾水电站边坡工程中,采用各种不同断面的锚固洞64个,形成较大的抗剪力。在左岸边坡滑坡以前,已完成2m×2m断面小锚固洞18个,每个洞可承受剪力9000kN。此外,还利用地质探洞回填等增加一部分剪力。由于锚固洞具有一定的倾斜度,防止了混凝土与洞壁结合不实的可能性,同时采取洞桩组合结构的受力条件远较传统悬臂结构合理,可望提供较大的抗力。

二、锚固技术的应用

采用预应力锚索进行边坡加固,具有不破坏岩体,施工灵活,速度快,干扰小,受力可靠,且为主动受力等优点,加上坡面岩体抗压强度高,因此,在天生桥二级、漫湾、铜街子、三峡、李家峡等工程的边坡治理中都得到大量应用。

在漫湾水电站边坡工程中,采用了1000kN级锚索1371根、1600kN级锚索20根、3000kN级锚索859根、6000kN级锚索21根,均为胶结式内锚头的预应力锚索,采取后张法施工。预应力锚索由锚索体、内锚头、外锚头三部分组成。内锚头用纯水泥浆或砂浆作胶结材料,其长度1000kN级为5~6m,3000kN级为8~10m,6000kN级为10~13m;外锚头为钢筋混凝土结构,与基岩接触面的压应力控制在2.0MPa以内。

为提高锚索受力的均匀性,漫湾工程施工单位设计了一种小型千斤顶,采用“分组单根张拉”的方法,如3000kN锚索19根钢绞线,每组拉3根,7次张拉完;6000kN锚索37根,10次张拉完,既简化操作程序,又提高锚索受力均匀性。锚索在补偿张拉时可以用大千斤顶整体张拉(如3000kN锚索),也可继续用分组单根张拉方法(如6000kN锚索),都不会影响锚索受力的均匀性。

在小浪底工程中大规模采用的无粘结锚索具有明显的优点,其大部分钢绞线都得到防腐油剂和护套的双重保护,并且可以重复张拉。由于在施工时内锚头和钢铰线周围的水泥浆材是一次灌入的,浆材凝固后再张拉,因此减少了一道工序,提高了工效,但其价格相对较高。

在高边坡施工过程中为保证开挖与锚固同步施工,必须缩短锚索施工时间,及早对岩体施加预应力,以达到加快工程进度,确保边坡稳定的目的。为此,结合八五科技攻关,在李家峡水电站高边坡开挖过程中,成功将1000kN级预应力锚索快速锚固技术应用于工程中。室内和现场试验表明,采用N-1注浆体和Y-1型混凝土配合比可以满足1000kN级预应力锚索各项设计技术指标,而施加预应力的时间由常规的14~28d缩短到3~5d。该项成果对及时加固高边坡蠕变和松弛的岩体具有重要的现实意义,充分体现了“快速、经济、安全”的原则。

三峡永久船闸主体段高边坡工程规模之大、技术难度之高均为国内外边坡工程所罕见,其加固过程中,采取了喷混凝土、挂网锚杆、系统锚杆、打排水孔、设置排水洞、采用3000kN级预应力锚索等综合治理措施,其中,3000kN对穿锚束1924束,在国内尚属首例。系统设计3000kN级预应力对穿锚束1229束,孔深22.1~56.4m,主要分布在南北坡直立墙和中隔墩闸首及上下相邻段。南北坡直立墙布置两排,水平排距10~20m,孔距3~5m,第一排距墙顶8~10m,第二排距底板高20m左右,均于两侧山体排水洞对穿。中隔墩闸首布置3排,排距10m,孔距3.5~6.4m,第一排距墙顶10m。此外,动态设计3000kN级预应力对穿锚束695束,孔深16~66m,主要布置在中隔墩闸室和竖井部位。对穿锚束分为无粘结和有粘结两种型式,其结构主要由锚束束体和内外锚头组成。由于锚索采取对拉锚索的形式,将内锚头放在山体内的排水廊道中,因此,内锚头不再是灌浆锚固端,而是置于廊道内的墩头锚或双向施加张拉的预应力锚。这类加固方式将排水和锚固结合起来,减少了约占锚索长度1/3~1/4的内锚固段,是一种理想的加固形式。

预应力锚杆也是常见的一种加固形式,如天生桥二级水电站厂房高边坡工程中实施了减载、排水、抗滑桩等技术后,滑坡位移速度虽有明显减小,可未能完全停止。为了确保雨季在滑坡体前方的施工安全,稳定抗滑桩到滑坡体前缘的约20~40m长,10余万m3的滑坡体,决定在565m高程马道上设置300kN预应力锚杆。锚杆分两排,孔距2m、孔径90mm,孔与水平成60°夹角,用36的钢筋,共实施了152根预应力锚杆,保证了工程的安全。

三、减载、排水等措施的应用

3.1减载、压坡

在有条件的情况下,减载压坡应是优先考虑的加固措施。如天生桥二级水电站厂房高边坡稳定分析结果表明,滑坡体后缘受倾向SE的陡倾岩层影响,将向S(24°~71°)E方向滑动。该方向与滑坡前缘滑移方向有近20°~60°的夹角,将部分下滑力传至滑坡体前缘及治坡建筑物上,对滑坡整体的稳定不利,因此能有效控制后坡滑移也就能减缓整体滑坡。

在滑坡体后缘覆盖层最厚的部位,在保证施工道路布置的前提下,尽量在后缘减载。第一次减载14万余m3,至610m高程,第一次减载后,滑动速度明显降低。紧接着再减载12万余m3,至600m高程。两次减载共26万余m3,滑坡抗滑稳定安全系数提高约10%。

乌江渡水电站库区左岸岸坡距大坝约400m,有一石灰岩高悬陡坡构成的小黄崖不稳定岩体。滑坡下部软弱的页岩被库水淹没,地表上部见有多条陡倾角孔缝状张开裂隙,最大的水平延伸长度达200m,纵深切割190m。4年多的变形观测结果表明,裂隙顶部最大累计沉陷量达171.1mm,最大累计水平位移量达56.0mm,估计可能滑动的体积约50~100万m3。为保证大坝的安全,对小黄崖不稳定岩体先后进行了两次有控制的洞室大爆破,共爆破石方20.8万m3。从处理后的变形资料可以看出,已达到了削头、压脚、提高岩体稳定性的目的。

3.2排水、截水

地表水渗入滑坡体内,既增加滑坡体的重量,增加滑动力,又降低了滑动面上岩层的内摩擦力,对滑坡体的稳定是不利的。对于滑坡体以外的山坡上的地表水,采取层层修建拦水沟、排水沟的方法排水。在坡体范围内的地表水,对开裂的地方用黄土封堵,低洼积水地方用废碴填平,顺地表水集中的地方设排水沟排走地表水。如天生桥二级水电站厂房边坡工程治理中总共修建拦水沟、排水沟近10km。地下水的排除采取在滑坡体的后缘开挖总长384m的两条排水洞(距滑动面以下5~10m),并相联通,形成一个∪形环,在排水洞内再设排水孔,把滑动体内地下水引入排水洞。

边坡工程论文篇2

1.1混凝土抗滑结构的应用

1.1.1混凝土抗滑桩

所谓的抗滑桩就是指穿过滑坡体并且深入到稳定土层或者是岩层的一种柱形构件,其作用是支挡滑体的滑动力,其设置的位置一般为滑坡的前端附近,这样可以稳定边坡,将其使用在正在活动的浅层以及中层的滑坡可以发挥出较好的效果。为了使得抗滑桩防止滑坡的效果更加有效,在进行设置时应该把抗滑桩身长的三分之一至四分之一埋在滑坡面下面的完整基岩或者是稳定的土层之中,并且使用灌浆的方法使得桩以及其周围的岩土体成为一个整体,并且将其设置在滑体的前端,使其可以承受较大的压力。

1.1.2混凝土沉井

所谓的沉井就是指混凝土的一种框架结构,在其施工中一般可以分为几节来进行,而其结构的设计是依照沉井的场地布置以及受力的状态还有基坑的施工条件等多种因素共同决定的。在高边坡的工程施工中,沉井不仅具有抗滑桩的作用还具有挡土墙的作用。沉井施工包含有很多方面,如:平整场地、沉井制作以及沉井下沉和封底等,在这之中沉井施工的难点就是沉井下沉以及封底。作为沉井施工中的关键工序的沉井下沉,其质量的好坏将对工程的质量以及进度起着直接的影响,在进行沉井下沉时,应该尽可能的将土体作用在沉井外壁的摩擦阻力减少;并且应该在混凝土的强度达到百分之百是才可以开始进行挖土下沉工作;在进行下沉的过程中还需要对防偏问题进行控制,并且将及时纠偏的措施给做好。

1.1.3混凝土挡墙

混凝土挡墙是一种能够有效地防止滑坡的常用方法,其主要是凭借自身的重量来支撑滑体的下滑力,它可以与排水等一系列措施联合起来使用。它可以有效地将滑体的受力平衡从局部来进行改变,从而在一定程度上阻止滑坡体的变形延展,其具有很多的优点,诸如:结构简单、可以快速的起到稳定滑坡的作用等等。在对混凝土挡墙进行设计时,应该依照最低滑动面的形状以及位置来对挡墙基础的砌置深度进行设计,并且还要在墙后面设置相应的排水孔,使其不仅可以在挡墙上的静水压力上起到消弱的作用,还可以将墙后因积水对基础进行侵泡而导致的挡墙滑移给有效地防止。

1.2锚固技术的应用

所谓的锚固技术就是指把一种受拉杆件的一端在边坡或者地基的岩层或者是土层中固定下来,在这里受拉杆件的固定端就叫做锚固端或者是锚固段,而与工程建筑物相联结的一端,能够承受土压力、水压力以及风力对建筑物所施加的推力,使用地层的锚固里将建筑物的稳定得以维持。按其结构形式可以将锚固分为4类,这4类分别是:抗滑桩、锚洞以及喷锚支护还有预应力锚固。

1.2.1锚固洞

对锚固洞进行加固处理是对边坡的稳定进行治理的一种较为有效地措施。在进行锚固洞加固的过程之中,应该遵循一定的原则,这些原则就是:由内向外、由上到下以及循序渐进和逐层加固等等,在同一高度的结构面的锚固洞应该跳洞来进行相应的开挖施工,从而使得不利结构面上已经有的抗滑力避免得到削弱,进而对边坡的稳定造成影响。

1.2.2喷混凝土护坡

喷混凝土护坡是一种新型的混凝土施工工艺,其具有很多的优点,诸如:生产效率高、施工速度快以及可以把混凝土的运输以及浇注和捣固这三个过程结合到一起等等。因为其形成依靠一定的冲击速度,所以将其作为临时的支撑比木结构具有强度高的优点,比钢结构具有经济的优点。而将其作为永久支护时,它较之于现浇混凝土衬砌的早期其强度更高。将其与锚杆的使用相配合,能够将洞室的开挖量减少,将衬砌的厚度减薄,还可以节约水泥的用量。尤其是在进行喷混凝土施工的时候,可以不使用模板,不设立拱架,这样就可以在一定程度上将洞内的有效空间给加大,对其进行施工的时间可以紧跟开挖面来进行喷射,从而将岩石暴露风化的时间减少,对围岩的变形进行及时的控制。

1.2.3预应力锚固

所谓的预应力锚索加固就是指通过锚固在坡体的深部对岩石上的锚索进行稳定,并且把力传递到混凝土的框架上,再由框架施加一个预应力给不稳定的坡体,挤压不稳定松散的岩体,大大提高岩体将的正压力以及摩擦阻力,从而将抗滑力给加大,使得不稳定的液体发育受到一定的限制,从而达到加固边坡以及稳定坡体的效果。

1.3减载、排水等措施的应用

1.3.1减栽反压

在高边坡的加固与治理中减载反压的应用较为广泛。减载的主要目的就是将坡体的下滑力降低,但又时候仅仅减载并不能够将阻滑的作用充分发挥出来,最好是将其余反压措施结合起来,这样不仅可以将其下滑力降低,还可以将其抗滑力增加,这个措施在上陡下缓的滑坡上其效果更佳。

1.3.2表里排水

这里的水包括地表水以及地下水。排除地表水主要是对流入边坡的地表水流利用拦截以及修沟等方法进行排除,以减少地表水降低滑动力,增强高边坡的抗滑力以及稳定性。而排除地下水的方法依照地下水的深浅分为两种,分别为:浅层以及深层地下水排水工程。将地下水个排除掉,可以最大程度的将边坡岩体的地下水位降低,将深水压力减小,使边坡的稳定条件得到改善,从而将边坡的稳定性不断地提高。

2结束语

边坡工程论文篇3

【关键词】岩土工程;边坡稳定性;理论分析;极限平衡法;处治技术

1 概述

随着我国公路事业的发展,公路边坡出现的越来越多,伴随着的公路边坡稳定问题也越来越严重,尤其是在山区修建公路,山区公路由于受地形条件限制,往往需要开挖山体而形成路堑边坡,由于边坡的切脚效应常常导致边坡失稳定,路堑边坡的稳定性问题已成为当前山区公路建设和运营安全的关键问题,同时也是公路勘察设计中的难点之一。

2 公路边坡稳定性的理论分析

公路边坡稳定性分析的方法大体上可分为定性分析方法和定量分析方法两大类。其中定量分析方法主要有极限平衡法、极限分析法(有限元、边界元、离散元等)及可靠度分析方法。对公路土质边坡稳定性进行分析时,利用极限平衡法对不同的潜在滑动面进行试算,从中寻找出安全系数最小的滑动面,是一种常用的方法。

2.1 极限平衡法

目前工程中用到的极限平衡稳定性分析方法有:Fellenius法、Bishop法、Janbu法、Morgenstern-Price法、Spencer法、Sarma法、楔形体法、平面破坏计算法、传递系数法以及Baker-Graber临界滑面法等。

2.2 有限差分法

目前该方法在国内已被广泛应用于公路边坡、工程地质、岩土力学分析、如矿体滑坡、煤矿开采沉陷预测、水利枢纽岩体稳定性分析、采矿巷道稳定性研究等。

3 公路边坡稳定性影响因素及其处治技术

山区公路边坡的失稳破坏主要分为滑坡、崩塌和剥落三种。主要由雨水、地震、爆破、风化等因素引发,其中地震、爆破等可以直接引发边坡滑坡,而地表水和地下水侵蚀、风化等主要依靠长期的过程导致边坡抗滑力下降引发灾害。

3.1 边坡成分及其强度参数影响

现阶段我国山区公路边坡的强度主要依靠岩石土的强度决定,而土的强度参数主要体现在粘聚力和内摩擦力上,土的颗粒大小不一样,组成边坡的土的种类不一样,边坡所能承受的抗剪强度也不相同。

3.2 边坡坡度和施工因素影响

边坡的坡度用其高度和底部宽度的比来表示,坡度越小越安全,但为了方便施工,往往造就了一个又一个的高边坡。

3.3 人类活动和工程建设影响

随着人类工程活动的频繁,出现很多违规挖填土的行为,随意开挖坡脚填土,或者在坡顶修建建筑物增大坡体下滑力,也有公路附近大工程的建设给公路边坡施加了侧压力,这些都给边坡的稳定性注入了不稳定因素,另一方面在工程施工过程中无防护无定向的爆破,都会改变边坡内部的力学性质和水文地质条件,使抗滑力减小,下滑力增大。

3.4 水文地质条件和自然环境影响

由于不同地区不同季节各地边坡的自然条件不一样,最主要是含水量不一样,地表降雨和降雪融化后都会渗透入边坡内部降低软弱夹层的摩擦力。

4 公路路基边坡稳定性预防和防治措施分析

(1)因地制宜,做好边坡防护工作

工程建设中边坡出现频繁,必须因地制宜,根据当地的气候条件,工程地质条件等,合理选择坡度,选择适合的材料对边坡进行加固,将边坡上部一定范围的覆盖土层削掉,是坡度放缓。

(2)对边坡实行喷锚加固和土石拦截措施

目前边坡支护主要的方法是喷锚支护,是土质边坡颗粒加密或与注浆成高强混合物。其次在坡面需要采取拦截措施,防止石块下落、小型崩塌等影响行车安全的情况发生,在勘察设计时就应根据落石翻滚、弹跳以及落点位置提前来确定其位置、形式和尺寸,而一般的拦截措施包括修建落石槽、拦石墙、金属网等。

(3)做好边坡生物防护和绿化,保持边坡稳定不仅需要技术防护,同时生物防护也可以起到重大作用,在边坡开挖过程中,植被遭到破坏、水土流失严重,给边坡长期稳定带来了很多安全隐患,可以通过对比挑选植物品种,把握种植时机,对沿线边坡实行生态防护,这样既可以保持水土不流失,同时对沿线绿化做出很大贡献,另一方面相对其他防护措施工程造价低,实用性高,而且耐久性强,具有很大的现实意义。

(4)正确计算分析,理论符合实际:在边坡产生之后,必须对公路边坡进行稳定性计算,现阶段的极限平衡分析法、有限元分析、数值软件分析等都可以对边坡进行安全系数的求解,以及解出滑移面和危险滑动面,进而根据危险截面来确定安全加固措施,因此,在工程建设阶段,必须理论和实际两手抓,在理论计算后进行工程加固,确保公路边坡稳定性,保证整个公路工程建设的稳定进行。

(5)做好边坡监测工作,提前预防失稳发生:随着边坡出现的越来越频繁,危害越来越大,工程上对边坡稳定的预测技术也在逐渐加强,如探地雷达、地震勘探、数字摄影和放射测量等方法;现阶段主要依靠采集边坡的变形和位移信息,研究边坡的变形机制和破坏特征,从而提前发现边坡稳定状况,及时采取相关措施对边坡进行加固,将灾害扼杀在开始状态,这样既能降低经济损耗,又能对人们生活不构成影响,是最有现实意义的方法。

5 结语

公路路基边坡的稳定性一直是公路工程人员重点关注并着重解决的问题,公路边坡的稳定与否直接关系到工程的施工进度、施工安全和今后线路的安全运营,另一方面也会给公司利益和人民生活安全带来严重影响。因此,本文对山区公路边坡稳定性理论分析和防治技术进行了分析研究,为公路边坡的施工和治理提供理论基础,希望以后在公路边坡施工中要加强公路边坡稳定性的监测和防治工作。

参考文献

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[2]孙增奎,童海涛.土质边坡稳定性分析中极限平衡法与有限差分法的对比[J].岩土工程技术,2005,19(2):98-100

[3]张明,吴野.岩石边坡稳定性分析方法[J].西部探矿工程,2000(111):414-415

边坡工程论文篇4

关键词:边坡稳定性;可靠度

中图分类号: U213 文献标识码: A

1、边坡稳定性研究现状

边坡的稳定性分析是岩土工程的重要研究课题之一,近一百年来,许多学者致力于这一工作,因此边坡稳定分析的内容十分丰富。

边坡稳定性分析方法很多,如:各种极限平衡条分法,有限元法,极限分析法,边界元法等。但是,各种边坡稳定分析的定值法存在一个共同的缺点,即没有考虑边坡工程中存在的不确定性,这就造成了一些边坡的安全系数大于临界安全系数,可事实上还是发生破坏的现象。那么,要想正确分析边坡的稳定性,必须考虑边坡工程中存在的种种不确定性。对于边坡工程而言,土层剖面与边界条件的不确定性;现场与实验室测定的岩土性质指标的不确定性;土的性质的天然可变性;勘探取样方法与试验方法的误差;试验数量与勘探数量的不足;外加荷载大小与分布的不确定性;计算模式的不确定性等都可造成边坡稳定分析结果的误差。因此,必须进行边坡稳定的可靠度分析。

2、可靠度方法研究现状

可靠度理论萌芽于第二次世界大战期间并在战后得到完善与发展。二战期间由于军事的上的需要,德国在研究飞弹失灵及美国在电子元件失效的问题上,均引用了“概率理论和数理统计”的方法。这些围绕着军事项目的研究工作最终孕育了一门崭新的学科——可靠度理论。

可靠度理论在岩土工程领域的应用始于1950年代。作为岩土工程可靠度研究的基础一一土性指标的概率统计分析是岩土工程可靠度研究中最主要的方面之一。土是自然历史的产物,其不确定性远比人工材料复杂,从20世纪60年代开始到现在,对土性参数的统计性质、概率模型的研究和区域资料的统计分析一直在进行当中。在这方面有许多学者做了大量的工作,对可靠度理论在岩土工程中的应用做出了较大贡献。

Vanmarke建立了土体各向同性随机场模型,提出了“相关距离”的概念及计算方法,在土性参数概率模型研究方面做出了开创性的贡献。

高大钊等人研究了土工指标的变异特性及其分布规律。对土的抗剪强度指标的统计提出了一种全回归的统计方法,并建议用分布来拟合、切的联合概率密度,并经统计给出了上海地区软土的几个主要指标的概率分布特性。

冷伍明等人根据影响土工参数不确定性的主要因素,探讨了土工参数不确定性的一种计算途径。改进了相关距离计算的递推空间法,用双曲线的形式来拟合方差折减系数,消除了作图时人为因素的影响。

陈立宏,陈祖煜,刘金梅,通过收集整理的多个水利工程中丰富的长序列的抗剪强度试验资料,在此基础上利用K-S法对土体抗剪强度指标的概率分布类型进行了统计分析,认为一般情况下抗剪强度指标均可以接受正态分布和对数正态分布,而选择对数正态分布能够避免出现物理量为负的现象,在许多情况下这样处理更为合理、简便。

虽然许多学者在这方面做了大量的研究,但是目前还是呈现百家争鸣的状况,没有较权威的结论,因此还需进行进一步的研究。这也是岩土工程可靠度分析没有被广泛应用的重要原因之一。

3、边坡可靠度分析

传统上,一直以安全系数作为边坡工程稳定性的评价指标,然而,安全系数不是一个常数,而是一个由设计因素的变异性所决定的随机变量。20世纪70年代后期,边坡工程界开始接受不确定性的概念,构造随机模型,采用概率论和数理统计知识,如可靠指标和破坏概率来评价边坡的安全度。即借助于概率论和数理统计方法,便可以求得边坡可靠度,即所设计边坡能在使用期内、在指定的工作条件下,肯定地达到预计状态的程度,或保证边坡稳定的概率。因为可靠概率与破坏概率之和为全概率,所以有:。因此,可靠度分析结果能反映各种类型的不确定性或随机性,包括频率分布上的和结果可信程度上的不确定性,不但给出边坡设计可采用的平均安全系数,还同时给出相应的可能承担的风险,即破坏概率。这样就避免了“绝对化”,只要破坏概率很小,小到公众可以接受的程度,就认为边坡设计是可靠的。可见,用破坏概率比用安全系数作为评价指标更能客观、定量地反映边坡的安全性。在实际应用上,对于鉴别具有相同安全系数、不同破坏概率的两个边坡的安全性,破坏概率比安全系数具有更突出的优点。

所以说,可靠度方法是一个有发展前途的领域,也在世界范围内受到岩土工程界的极大关注,已成为世界各国岩土工程学者的热门话题之一。在我国,虽然边坡可靠度研究工作开展较晚,但许多学者对边坡稳定概率分析和可靠性研究做出了卓有成就的贡献。祝玉学出版了《边坡可靠性分析》一书,系统地阐述了运用可靠度理论解决边坡稳定的各种问题,是国内研究此方面成果的集中体现。包承刚、高大钊、姚耀武等对土质边坡的可靠性进行了研究;张骄培、姚耀武、武清玺等将有限元与可靠度理论结合,计算出单元和整个边坡的失效概率、可靠度指标;在近期,陈祖煜等人在其各自著作中都系统地阐述了边坡稳定风险分析的理论及方法。祝玉学还指出可靠度分析方法只是所有安全度问题的一种方法,是确定性方法的发展与补充,且该方法还刚刚走向实际工程应用阶段,还有许多课题需要进一步研究。可以预计,边坡稳定可靠度分析将更加深入、广泛地应用于工程实际中。

4、结语

边坡稳定的可靠度分析是一个庞大的系统工程,牵涉到勘察、设计、施工等方方面面。如何在实际工程中进行可靠度分析评价,并同确定性分析方法相互印证,还远没有达到实际应用的程度。总之,边坡可靠性理论还在进一步发展当中,有许多问题还待进一步分析研究。

参考文献

[1] 陈祖煜.土坡稳定分析一原理、方法、程序[M].中国水利水电出版社,2003:239-248.

[2] 谭晓慧. 边坡稳定的非线性有限元可靠度分析方法研究[合肥工业大学博士学位论文].合肥工业大学,合肥,2007.04.

[3] 高谦,吴顺川,万林海,等.土木工程可靠性理论及其应用「M].北京:中国建材工业出版社,2007.9.

[4] 姜兆华.三维边坡稳定性数值模拟与可靠度分析[武汉工业学院硕士学位论文].武汉工业学院,武汉,2009.06.

[5] Vanmarke,E.H.. Probabilistic modeling of soil profiles[J].Journal of the Geotechnical Engineering Division,ASCE,1977a,103(11):1227-1246.

[6]高大钊.地基土力学性质指标的可靠性分析与取值[J].同济大学学报,1985,4:59-67.

边坡工程论文篇5

关键词:公路;边坡工程;预应力锚杆;锚固技术

中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:

1 前言

近些年来,我国的经济有的飞速的发展,基础建设也得到了很大的改善,其中最为显著的就是我国的公路建设。而在很多山区地带,公路的规划线路需要开山铺路,这样就形成了很多的边坡。如果这些边坡处理不好,就可能导致公路边坡的剥落、崩塌甚至滑坡等危害。严重的将造成地区甚至更大范围内的公路网瘫痪,影响国家的经济建设。因此,就需要对公路边坡工程进行很好的防护[1-3]。而公路边坡工程的各种防护技术中,锚固技术是目前应用最为广泛的一种公路边坡支护技术。本文结合公路边坡工程中的锚固技术,对其作用机理和预应力锚固技术进行了详细论述,旨在增强对公路边坡工程中的锚固技术理解和认识,为今后公路边坡工程的加固提供一些的理论基础和技术经验。

1锚固技术

锚固技术是先在边坡上通过机械按设计要求进行钻孔,然后将锚杆或锚索杆体材料对中放入钻孔内,再进行注浆,待注浆体达到一定强度后,将锚杆或锚索进行张拉,最后进行锁定。通过锚杆或锚索与岩土体交界面上的摩阻力来维持边坡的稳定。公路边坡工程中,在边坡表面一般施工矩形或菱形钢筋混凝土格梁来进行力传递,并喷射混凝土面层对坡面表层土进行防护。当进行边坡绿化时,可以进行客土喷播。

2锚固机理

锚固技术的机理主要是通过锚杆或锚索把坡面土体或因结构面切割成的岩体进行预压,从而组成一个稳定的结合体。锚固作用的基本原理就是依靠锚杆周围地层的抗剪强度来传递结构物的拉力,从而保持边坡的稳定。

锚固技术主要通过两个方面的机理来维护边坡的稳定。(1)锚杆或预应力锚索与潜在滑裂面呈夹角分布,其沿着滑裂面的切向分力减小了下滑力作用;(2)锚杆或预应力锚索沿着滑裂面的法向分力增加了潜在滑面上的摩擦阻力。另外,由于边坡的岩土体处于受压状态,岩土体的力学性能比不受压状态下的力学性能有所增强,而这部分增强作用不便量化,可以将其作为安全储备。因此,由于在岩土体内部存在着一定长度和密度的锚杆或预应力锚索,当它们与土体共同作用时,岩土体自身强度会得到增强,锚杆或预应力锚索构成的复合体,会主动制约岩土体破坏,改变边坡的变形和破坏性状,提高了边坡岩土体的整体稳定性。

3锚固力

锚固力也就是通常所说的抗拔力,主要由锚固段提供。一般而言,锚固力主要受制于两个方面的影响。一方面是锚杆或锚索杆体材料与钻孔内注浆体的粘结力;另一方面是注浆体与岩土体间的摩阻力。对于压力型锚固技术则主要受制于后者,而对于拉力型锚杆,两者皆有影响。此外,锚固力还与以下因素有关,其一是锚杆或锚索杆体材料的抗拉力,这主要取决于锚杆或锚索杆体材料的抗拉强度和所选用的总截面面积;其二是锚具的强度;其三是锚下公路边坡岩土体的承载力强度。由于潜在滑裂面的岩土体是不稳定土体,所以为了保证有足够的锚固力,必须使锚固段设置在稳定的岩土内,即锚固段必须穿越潜在滑裂面范围到达稳定的岩土体层内。

4锚固作用

锚杆或预应力锚索的锚固作用主要有以下形式。(1)约束骨架作用,即通过压应力对边坡的岩土体进行“围压”约束,使复合岩土体构成一个有机的整体,并提高其物理力学性能。(2)分担作用,锚杆或预应力锚索可在边坡岩土体内部共同抵抗外荷载作用和岩土体自重的应力。当岩土体开裂时,锚杆或预应力锚索会出现弯剪、拉剪等复合应力,从而导致注浆材料碎裂。钢筋或锚索屈服后,使复合岩土体变形延迟,避免边坡岩土体在短时间内发生整体破坏。(3)应力传递与扩散作用,锚固力通过锚头在锚下结构的作用下进行传递和扩散,因此,在相同荷载作用下,锚固边坡岩土体应变水平比不锚固岩土体边坡低,从而推迟了开裂域的形成并延缓了其发展。(4)坡面变形约束作用,公路边坡上布设有钢筋网并喷射混凝土面层,使坡面表层岩土体不易被水流冲刷,或出现局部坍塌,从而对边坡坡面岩土体的变形起到很好的约束作用。另外,锚杆通过锚下的格梁体系将锚固力很好地传递给岩土体,增强了对其的约束能力。

5预应力锚固技术

在公路边坡工程中,为了更有效或更主动地约束边坡的变形,一般都在锚固技术的上施加预应力。预应力锚固技术是通过张拉等技术手段将高强钢材、钢丝或钢绞线进行预张拉后锁定,使其长期处于高应力受拉状态,将滑动岩土层与稳定岩土层紧密连在一起,提高不稳定岩土层的抗滑能力,保持边坡的稳定。预应力锚固技术因其安全可靠、投资节省、缩短工期等诸多优点,在公路边坡工程建设中得到广泛应用。预应力锚索由锚索体、内锚头和外锚头三部分组成。

锚索体一般采用由高强度、低松弛、耐腐蚀的钢绞线。在公路边坡加固工程中多采用4~8束15. 24钢绞线,预应力一般按0.5~0.75倍锚索拉力设计值施加并锁定[4]。

最通用的内锚头有胶结式和机械式两种基本形式。公路边坡中多采用胶结式内锚头,一般采用纯水泥浆和水泥砂浆作为胶结材料,牢固可靠且防腐性能强。

外锚头主要由锚具和夹具组成,是将预应力传递到被加固岩土体上的永久性锚固装置,根据形式可分为螺杆式、夹片式、锥锚式和墩头式四种。在公路边坡工程中,常采用墩头式外锚头。

6结论

公路边坡是我国目前公路建设中经常碰到的一个工程问题。锚固技术是公路边坡工程较为常见的一种加固技术,改技术需要综合考虑公路边坡的地质条件,经济性,施工性、加固年限以及安全性等诸多因素。

本文结合公路边坡工程中的锚固技术,对锚固机理、锚固力、锚固作用以及预应力锚固技术进行了详细论述,旨在增强对公路边坡工程中的锚固技术理解和认识,为今后公路边坡工程的加固提供一定的理论基础和技术经验。

参考文献

[1]施建.高速公路高边坡预应力锚索防护的施工[J].铁道建筑,2003.2:28-30.

[2]韩冬卿.公路路堑边坡防护技术研究[J].公路,2002.9::147 -150.

边坡工程论文篇6

关键字:边坡;稳定性;预测;治理方法

中图分类号:TU74文献标识码: A

边坡稳定性的预测及其治理方法的研究已经有了一段的历史,在其发展的过程中已经形成了多样的理论体系和方法实践,我们要分析清楚影响边坡稳定性的一些要素,掌握边坡稳定性研究的核心,边坡稳定性分析,并以此探寻其治理方法,以减少地质灾害给人们的生命及财产造成威胁。

一.边坡稳定性的研究现状

1.边坡稳定性的评价

边坡稳定性的研究早期从两个方面展开,第一,以边坡所处的地质条件和滑坡现象对滑坡所处的环境的机制分析,多为定性的单因素分析,另一种是土里学里极限平衡的概念引入,依靠三个静力平衡条件来计算边坡极限平衡状态下的总平衡性。由于计算机的发展和计算机科学的进步,将计算机应用到工程地质学和边坡研究领域,促进了工程地质学和边坡研究的长足发展,数值模拟技术广泛地应用到了边坡稳定性评价当中,与此同时,学科之间的界限被打破,学科之间的相互渗透大大促进了边坡稳定性的研究,一大批系统的理论体系被提出,大大存进了边坡研究的理论和实践发展,让边坡研究进入前所未有的高度。

2.边坡研究的历史与现状

20世纪60年代,滑坡预报研究开始起步,如今已经成为滑坡研究的热门领域;由于边坡稳定性是关系到滑坡研究的关键,所以对于边坡稳定性预测的研究工作也是从那时开始,大致经历了凭借现象和经验预测的阶段,根据时间、位移等因素来统计预报的阶段,随着边坡研究的深入,又经历了综合预报及预报判据研究等,还有各个理论体系的不断涌现和探究。

二.探究影响边坡稳定的因素

想要对整体对边坡稳定性做出准确评价其难度很大,边坡的稳定性受到工程地质条件,水文地质条件,地质地貌,岩性等自然条件的影响,又受到人类工程活动等影响,因此边坡的稳定性是一项需要综合考虑的工作,其特点具有复杂性,不确定性,模糊性等,但归结起来还是与以下方面有关:

1.岩性和结构

边坡失稳与岩性有关,也与岩性内部结构有关,岩体结构的连续性常常受到地质结构面的破坏,结构面往往是影响边坡稳定的重要因素,岩体的连续性和强度都受到结构面的影响,

2.水文因素

水是影响边坡稳定性的一个关键因素,滑坡,泥石流,全都与水有关,地表水和地下水会通过岩体裂缝降低边坡的软硬结构,破坏力学中的强度,进而让坡产生滑移变形,影响边坡的稳定性,确定地下水的水位和水压是边坡稳定性分析中的一个重要问题和关键因素,水位因素对于边坡稳定性的预测具有及其重要的参考因素。

3.震动爆破

在施工过程中,常常需要爆破,爆破震动给边坡稳定带来的影响是一个不容忽视的因素,较大的爆破震动及容易带来边坡失稳,特别是在爆破过程中,没有充分考虑到地形结构特征,造成局部边坡失稳,没有按照设计施工,违规操作等,也容易影响边坡稳定。

4.人为因素

在人类的生产活动中,对于边坡处理不善以及生产的随意性都对边坡的稳定性产生了重要影响,轻视帮坡的作用,成产处理不善且随意,没有科学性,导致在重力的作用下,易产生滑体。

三.边坡稳定性的分析

极限平衡法。极限平衡法是目前较为广泛被采用的边坡预测分析的方法,它能直接给出边坡稳定性定量评价值,安全系数等,具有较强的直观性,目前被广泛的应用,常用的有瑞典法,简步法,余推力法,肖普法等等。

数值分析法。数值分析法在边坡问题中发挥了越来越重要的作用,在边坡问题中已经得到了广泛的应用,特别是配合极限平衡法的应用,使数值分析法在解决边坡问题和管理问题中发挥了越来越重要的作用,常见的边界元法,离散员法等等。

在边坡稳定性的研究中,各个研究方法的相互交融,综合考虑已经成为了重要的发展趋势,各种研究方法有各种研究方法的优点,也有各自方法的不足,只有分析各个方法的优点和不足,相互融合,取长补短,才是边坡稳定分析预测的长效之路。

四.边坡防治措施的若干问题

随着边坡稳定性工作不断受到社会的重视,边坡稳定性的治理,一些保障边坡安全的措施也逐渐实践。

1.边坡加固。边坡加固是一种被动采取的措施,主要是针对滑坡和变形体,利用钢轨抗滑桩或挡墙等,加固边坡,以保障边坡稳定性,治理边坡安全等目的。高边坡发生变形破坏的事故频繁发生,高边坡的加固对工程起到至关重要的作用,针对抗滑桩、锚(索)杆、格构加固、喷锚网支护和注浆加固等加固方案。两项技术有望在对滑坡灾害,特别是具有卸荷裂隙的高陡边坡滑坡的防治中取得良好效果。

2.边坡监督。地表位移监测系统,是边坡监测中最常用的一个监测系统,在边坡变形监测方面发挥了重要作用,同时边坡技术研究的管理机构在对边坡进行维护的过程中也发挥了重要的作用,边坡监测对边坡进行监测,主要包括以下方面:围岩;位移、倾斜;应力应变、地形变化;地震、爆破震动;降雨量、气温、地表(下)水(水位、水质、水温、泉流量、孔隙水压力)等监测。

3.边坡治理的方法总的来说常用的边坡治理大致可分为工程护坡和生物护坡两种方法,其治理边坡生物治理是跨越多个学科的边缘领域,它需要土木工程学、工程力学、农学、林学、生态学、恢复生态学等多个学科知识,因此多学科知识应用到边坡防治是一个明显的发展趋势。

总结

边坡稳定性预测及其治理方法是一项复杂的工作,不断涌现出的新理论、新方法丰富了边坡稳定性的分析工作,我们要注意边坡系统内部的各个系统之间的联系和与外部各要素的相互作用,相互制约的关系,特别是对边坡失稳的分析工作当中,绝不能单单考虑一个要素,应该综合全面的多方考虑,在监测资料充分分析的基础上,还要对周围的滑坡地质有所了解。

参考文献:

[1]史秀志,周健,郑纬,胡海燕,王怀勇. 边坡稳定性预测的Bayes判别分析方法及应用[J]. 四川大学学报(工程科学版),2010,03:63-68.

边坡工程论文篇7

关键词:边坡处治技术,抗滑挡土墙,抗滑桩,锚杆,格构,加筋边坡,加筋土挡墙,注浆

 

边坡是人类工程活动中最为常见的一种自然地质环境,边坡处治是一项技术复杂、施工难度大的灾害防治工程。随着大型重点工程项目的日益增多,使得边坡处治在公路、铁路、水利、市政、土建、矿山等工程中占有极其重要的地位,特别是在地质条件复杂,人工边坡和自然边坡环境较为恶劣的西部地区,各类工程建设遇到的边坡问题尤为突出。如何准确分析边坡的稳定性,提出既经济又安全的最优处治方案,是人们长期以来不断探索的关键技术问题。

随着工程建设与科学技术的迅猛发展,各种新技术、新方法、新理论源源不断地用于边坡工程的处治当中。人们对边坡的了解更深入,处治措施更加多样化,更趋于经济、安全。边坡处治过程不但注重边坡本身的安全,更加注重对环境的保护和美化。

边坡是否稳定受多种因素的影响,主要有:岩土性质的影响、岩层的构造与结构的影响、水文地质条件的影响、地貌因数、风化作用的影响、气候作用的影响、地震荷载的影响。一个边坡的失稳往往是多种因素共同作用的结果,其破坏形式主要表现为滑坡、崩塌剥落等,严重危及到国家财产和人民的生命安全,因此,边坡处治工程已经成为一项极其重要和突出的任务。

建国早期,我国处治边坡主要采用地表排水、清方减载、填土反压、抗滑挡墙及浆砌片石防护处治等措施。后来,抗滑桩技术和锚固技术的引进成为处治边坡的主要措施。。近期,压力注浆加固手段越来越多地用于边坡处治,成为一种极具广泛应用前景的边坡处治技术。随着科学技术的发展,边坡处治技术将得到进一步的发展,并逐步走向完善。

边坡工程的地质勘查是边坡处治设计前必须进行的一项重要工作。其主要目的是查明边坡的工程地质条件,确定边坡的类型和破坏模式,为边坡稳定性分析和设计计算提供必要的参数,同时给出不稳定边坡的整治建议性措施,从而“对症下药”。

设计开始前,需掌握整个有关边坡的资料,例如工程地质勘查报告、水文条件、地震资料等,为随后的边坡处治提供理论数据和指导依据,使其安全、适用、耐久。

边坡处治的常用措施有以下几种:

1、放缓边坡通常为首选措施,其优点是施工简便,经济,安全可靠。

2、支挡是基本措施,其优点可以从根本上解决边坡稳定性问题,达到根治的目的。

3、加固为主要措施,可分为注浆加固、锚杆加固、土钉加固、预应力锚索加固等。对于一些较难治理的边坡,采用这些技术无疑是最好的选择。

另外,采用植物防护和工程防护也是边坡处治中常见的措施,以达到美观的效果。

下面例举几种常见的措施来说明边坡工程处治技术在现实中的运用情况。

一、抗滑挡土墙的施工:

抗滑挡土墙是目前整治中小型滑坡中应用最为广泛且较为有效地措施。它的布置应根据滑坡位置、类型、规模、滑坡推力大小、滑动面位置和形状,以及基础地质条件等因素综合分析来进行。合理选择墙后填料和墙身材料,保证抗滑挡土墙既能安全正常工作,又降低工程造价。应尽可能在滑坡变形前设置,或在坡脚土体尚未全面开挖前,以较陡的临时边坡分段开挖设置。事先做好排水系统,并掌握施工季节,对墙后的回填土必须分层夯实,达到设计要求。墙体施工时,砌筑砂浆必须饱满,以保证墙体的整体性和刚度,基础埋深必须达到设计要求。

二、抗滑桩的施工:

抗滑桩是通过桩身将上部承受的坡体推力传给桩下部的侧向土体或岩体,依靠桩下部的侧向阻力来承担边坡的下推力,而使边坡保持平衡或稳定。。木桩是最早采用的桩,其特点是就地取材,易于施工,但桩长有限,强度不高,一般用于浅层滑坡治理,临时工程或抢险工程。钢桩强度高,施打容易、快捷,但受桩身断面尺寸限制,造价偏高。钢筋混凝土桩是广泛采用的桩,施工方法多样,可打入、静压、机械钻孔和人工钻孔就地灌注。灌注桩施工从总体上来看比较简单,但在成孔及钢筋笼吊放和混凝土灌注中也经常出现一些问题,如坍孔、钻孔偏斜、钻孔漏浆等。施工中要熟悉工艺要求,操作要点,严格控制质量,规范现场管理。

三、锚杆的施工:

岩土锚固技术是把一种受拉杆件埋入地层中,以提高岩土自身的强度和自稳能力的一种技术。在边坡工程中,当潜在的滑体沿剪切滑动面的下滑力超过抗滑力时,将会出现沿剪切面的滑移和破坏。在许多情况下单纯采用削坡或挡墙往往是不经济或难以实现的,这时可用锚杆加固边坡,它能够提供足够的抗滑力,并能提高潜在滑移面上的抗剪强度,有效地阻止坡体位移,这是一般支挡结构所不具备的力学作用。锚杆施工包括施工准备、造孔、锚杆制作与安装、注浆、锚杆锁定与张拉等五个环节。第一步就是按照施工图的要求造孔,锚杆钻孔应满足设计要求的孔径,长度和倾角,采用适宜的钻孔方法确保精度,要使后续的杆体插入和注浆作业能顺利进行。在锚杆制作上,棒式锚杆的制作非常简单,一般首先按要求长度切割钢筋,并在外露端加工成螺纹以便安放螺母,然后在杆体上每隔2~3m安放隔离件以使杆体在孔中居中。最后对杆体进行防腐处理。其次,锚孔一般采用水泥浆或砂浆灌注,浆液的拌合成分,质量和灌注方式在很大程度上决定了锚杆的粘结强度和防腐效果,因此要严格把握浆材质量,浆液性能,注浆工艺和质量,最后,在锚杆的张拉过程中应注重张拉设备选择、标定、安装、张拉荷载分级、锁定荷载以及测量精度等方面的质量控制。

四、格构加固边坡的施工:

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。浆砌块石格构应嵌置于边坡中,嵌置身度大于格构截面高度的2/3,护坡坡面应平整、密实,无表层溜滑体和蠕滑体,块石可采用毛石或条石,规格应符合相关设计要求,格构每隔10~15m设置伸缩缝,缝宽2~3cm,填塞麻油沥青。钢筋混凝土格构可嵌置于边坡中或上覆边坡上,护坡坡面应平整、密实,水泥等原材料应符合相关设计要求。

五、加筋边坡和加筋土挡墙的施工:

加筋土技术实际上是一种土工增强技术,通过在土中放入加筋材料以提高土的强度,增强土体的稳定性。它与传统的支挡结构相比,具有结构新颖,造型美观,技术简单,施工方便,节省材料,工期短,造价低,适应性强,应用广泛等特点,在国内尤其是公路、水运、铁路等部门应用较多,取得了巨大的经济效益和显著地社会效益。加筋材料可分为天然植物、金属、合成材料、复合材料,是加筋土结构的关键部分。加筋边坡的施工方法与一般堤筑工程类似,首先需要平整坡底和基础,其次铺放加筋材料,最后再铺土压实。加筋土挡墙施工一般包括基槽开挖、地基处理、基础施工、面板预制和安砌、加筋材料铺设、填料采集、摊铺、压实以及附属工程的施工等,其中加筋材料的质量以及填料压实质量为施工质量控制的关键。

六、注浆加固边坡的施工:

注浆加固技术是用液压或气压把能凝固的浆液注入物体的裂缝或孔隙,以改变注浆对象的物理力学性质,以满足各类土木建筑工程的需要。注浆加固技术在边坡处治中的应用有两个方面,一是对于由崩滑堆积体、岩溶角砾岩堆积体,以及松动岩体构成的极易滑动的边坡或由于开挖形成的多卸荷裂隙边坡,对坡体注入水泥砂浆,以固结坡体并提高坡体强度,避免不均匀沉降,防止出现滑裂面;二是对于正滑动的边坡,存在潜在滑面或不稳定的滑坡,运用注浆技术对滑带压力注浆,从而提高滑面抗剪强度,提高滑体稳定性。由此可见,边坡注浆加固一般适用于以岩石为主的滑坡、崩塌堆积体、岩溶角砾岩堆积体、以及松动岩体边坡。。注浆施工前必须进行原位现场调查及注入实验,制定详细的施工计划和管理方案。其常用方法按照注入方式可以分为钻杆法、花管法、双层管双栓塞法、同步注浆法、压实注浆法、布袋注浆法、高压喷射搅拌法等。

综上所述,边坡处治技术措施已被越来越多地运用到工程实践中,不仅如此,在进行边坡设计,滑坡治理中充分结合生态工程绿化、美化环境、保护和恢复自然,促进人类文明的可持续发展正越来越受到全世界的重视。我们已经不能满足于只是单纯的把某种技术运用在处治边坡的过程中,而要放眼于未来,把边坡 环境紧密地结合起来,这也是边坡处治技术运用的升华,是今后发展的重要方向。

参考文献:赵明阶何光春 王多垠 《边坡工程处治技术》人民交通出版社

边坡工程论文篇8

[关键词]珠海市 花岗岩类土质 人工高边坡 治理设计 基本理论

[中图分类号] P619.22+2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-1-251-2

1引言

珠海市地层中以花岗岩侵入岩为主,而该区域花岗岩风化残积层一般厚度20.0~40.0m,珠海市某建筑小区由于前期的不规范削坡且施工措施不当,形成了众多的高陡边坡,并引发了多处崩塌、滑坡、水土流失等地质灾害,本文主要对某小区长度约968m,高度约15.0m~55.0m的类土质高边坡进行治理设计。

2场地地质条件

(1)砾质粘性土:褐黄色、土黄色为主,局部呈褐红色、灰白色,为花岗岩风化土,主要由粘土、石英砂砾及长石碎屑组成,石英砂砾含量为25~30,岩芯呈土柱状、散土状,稍湿,硬塑,厚度8.0~15.0m。

(2)全风化花岗岩层:褐黄色、土黄色夹灰白色为主,由花岗岩风化而成,原岩结构仍可辨,主要由石英砂砾、粘土和长石碎屑组成,长石多风化成碎屑状、粉末状,岩芯呈土柱状或散土状,风化裂隙发育,稍湿,坚硬,厚度15.0~20.0m。

(3)强风化花岗岩层:褐黄色、土黄色夹灰白色为主,局部褐红色,由花岗岩风化而成,主要由石英砂砾、粘土和长石碎屑组成,长石多风化成碎屑状,岩芯呈半岩半土状,或碎块石夹土状,风化、节理裂隙发育,厚度12.0~16.0m。该土层中分布有中风化-微风化花岗岩孤石。

3水文地质条件

根据含水介质特征和地下水赋存条件,场区地下水主要为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两种类型,松散岩类孔隙水主要赋存于残积土层中,基岩裂隙水主要赋存于花岗岩风化带中,其富水性贫乏,透水性较好。场地内地下水主要接受大气降雨的补给,以潜流方式向场地周边较低地势处排泄和以蒸腾方式排泄。根据调查,场地内及周边无水库、水塘等地表水体分布,范围内没有揭露泉水迹象。

4设计内容

4.1设计标准

(1)边坡安全等级和设计年限:按照《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)第3.2条,综合考虑边坡类型、边坡高度、破坏后果等因素,该边坡安全等级为一级。

(2)因边坡使用年限应不低于受其影响相邻建筑物的使用年限,本边坡为永久性边坡,设计使用年限为50年。

(3)安全系数:目前边坡处于欠稳定状态或不稳定状态,经治理后边坡天然状态下圆弧滑动法计算稳定性时安全系数最小值不小于1.30。

4.2设计方案选择

为了有效治理边坡,保证边坡的稳定,同时兼顾边坡坡面的绿化,以改善环境、恢复植被、营造景观,达到综合整治的目的,本设计支护采用“分级放坡+深层预应力锚索(锚杆)+钢筋混凝土格构支护”方案,绿化采用“土工格室+客土喷播+灌草复合生态型树种”方案。

4.3设计内容

4.3.1边坡坡率设计

设计边坡坡率为1:0.5~1:0.75,单级台阶高度结合现成边坡综合确定,基本为8m,局部约10m,单级边坡间设置平台,平台1.5m~2.0m。

4.3.2边坡加固设计

(1)锚杆(锚索)布置:本边坡采用粘结式锚杆、预应力锚索两种锚固方式,锚杆(锚索)水平为3.1m、竖向间距基本为1.55m,锚杆(锚索)之间交替布置,所有锚杆(锚索)均设置于格构梁节点处,在预应力锚索端部设置锚杆(索)应力分散敦,敦内置一层钢筋网片。

(2)钢筋混凝土格构:坡面设置钢筋混凝土格构梁,格构呈菱形布置,间距2.2×2.2m,各级台阶顶、底部设置连梁。

(3)各平台设置地梁,各级平台设置地梁,地梁与格构梁同时浇注,地梁的顶面低于平台面。

4.3.3边坡监测设计

边坡监测主要由坡顶地面巡查、坡面监测桩监测组成。

(1)坡顶地面巡查:边坡支护过程中应对坡顶3倍边坡高度范围内进行定期调查,主要调查地表土体有无裂缝,裂缝产生时间、深度、连通性、充水状况等的发展变化情况。

(2)监测桩监测:监测桩主要监测内容为边坡水平位移、地面沉降,即利用已有固定点对各段边坡平台、坡顶、坡脚设置的监测桩进行位移、高程的测量,以了解边坡变形的发展,边坡顶部、坡面布置监测桩间距为20~30m,如发现变形连续增加应再加密。

(3)锚(索)杆内力监测:在锚(索)杆施工过程中安装监测仪,以监测锚(索)杆内力变化情况,内力检测仪安装数量为锚杆总数的5%~10%。

(4)监测时间和频率:监测桩和锚(索)杆内力监测时间为30个月,观测密度在施工期间每周三次,当发现边坡出现变化时应加密监测,竣工后观测时间为24个月,竣工后前6个月每半个月监测四次,之后每月监测四次。

(5)监测预警值与控制值:监测桩和锚(索)杆内力监测设置监测预警值与控制值,边坡监测预警值与控制值详见表1。

4.3.4边坡排水设计

边坡治理工程中,地表排水是关键,本设计边坡排水系统主要内容有:坡顶截水沟(急流槽)、平台排水沟、坡脚排水沟和跌水台阶。

(1)坡顶截水沟:沿边坡顶部修建一条沿边坡坡线延伸的截水明沟,用以拦截坡顶的雨水,截水沟位置相距坡顶边缘至少3m,在自然地形坡度大于20°区域设置急流槽,均采用片石浆砌,水泥砂浆抹面。

(2)平台排水沟:采用砂砖浆砌,采用水泥砂浆抹面,平台排水沟沿各级平台延伸,用以汇集坡面的地表水。

(3)坡脚排水沟:采用C30商品混凝土浇筑,坡脚排水沟沿边坡坡脚延伸,用以汇集坡顶截水沟、平台排水沟、跌水台阶的地表水。

(4)跌水台阶:根据山体地形和各级平台标高,于边坡坡面设置跌水台阶,跌水台阶采用C30商品混凝土浇筑。

4.3.5边坡绿化设计

土质边坡格构梁中采用土工格室结合客土喷播方式进行绿化。在边坡格构梁内展开并固定土工格室,土工格室采用柳钉固定,每个格构梁内铆钉数不少于5个,土工格室内回填培植土,厚度10~12cm,并将保水剂、粘合剂、团粒剂、植物纤维、泥炭土、腐殖土、缓释复合肥等一类材料制成客土,经过专用机械搅拌后吹附到坡面上,形成厚度2~3cm的客土层, 然后在土工格室上挂三维植被网,将选好的植物种子(草种、花种或树种)肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀,通过机械加压喷播到坡面客土层中。

本工程采用灌草复合生态型物种,即草本群落中加入灌木,形成灌草结合的稳定立体复合生态体系,灌木草本植物种子配比详见表2。

液压喷播中植物种子用量占总量的20~50%,施工过程应分层喷播,有利于提高出苗率、成苗率,缩短见绿与覆盖时间,降低生产成本和养护成本。

5总结

该设计为多手段多措施的复合型治理法,摆脱了常规单一方法的局限,达到了经济合理的效果;确保了边坡的安全,同时兼顾了边坡的绿化问题,达到综合治理的目的。该边坡施工完成后经受了台风暴雨的洗礼,未出现任何质量与安全的问题且绿化效果良好,具有一定的代表性。

参考文献

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[5]国家标准《室外排水设计规范》(GB50014-2006).

边坡工程论文篇9

【关键词】生态防护 高速公路护坡 生态工程 植被护坡技术 边坡工程

中图分类号:S891+.5 文献标识码:A 文章编号:

一、引言

自从进入21世纪中期以来,环境问题成为阻碍人类生存的一大危机。人类赖以生存的环境受到了不同程度的破坏,同时各类资源日益枯竭,生态也遭受破坏,环境问题成为了当今人类面临的全球性问题。为了保护地球环境,实现资源的可持续发展,要求在各行各业开展节能环保工作。由于公路工程对经济发展有重要作用,但同时又对环境造成不同程度的破坏,因此,在公路工程中,要利用合理的空间,对自然生态环境进行弥补或通过扩建植被的方式来减少对生态环境的破坏力度。高速公路中,公路的护坡能有效降低噪声污染和光污染,能促进有机污染物的降解,能净化大气和起到调节小气候的作用,并能在一定程度上恢复被破坏的生态环境。

二.高速公路护坡中的生态防护的目的和意义。

高速公路边坡护坡方法中,通常可以分为工程防护和生态防护两种。工程防护的施工中取材较为方便,施工技术较为成熟,在处理深层失稳坡是的安全性较高,由于诸多优点被广泛应用到公路护坡施工中。工程防护的缺点是造价较高,同时容易对公路沿线的自然风景、景观等造成生态失衡。这与当今重视环境修复和环境保护的发展原则是相违背的。生态防护中,表现最为明显的是植被防护,是采用鲜活的植物,通过采取植物或植物同土木工程结合、植物同非生命植物材料结合的方式,来减少对坡面的侵蚀,和减轻坡面的不稳定性。生态防护是利用植物体中的蓄水保土作用,来实现边坡的稳定和对环境的保护,其施工技术中涉及工程学、土壤学和植物学等多种科学。在高速公路建设中,由于施工中的开挖,会不同程度的造成边坡或原有生态环境的破坏,同时加上诸多不稳定的边坡存在,容易发生泥石流等次生灾害。为了防止此类灾害对高速公路造成破坏,同时避免影响行车安全,为了提高高速公路沿途的生态机能,出现了生态防护技术,这也包含了植物护坡技术。

生态防护和植物护坡,提高的边坡的稳定性,同时对于恢复破坏的植被,改善原有的生态环境等具有积极作用,有效的解决了边坡工程中公路建设和生态环境破坏之间存在的矛盾。边坡生态防护不仅仅可以对边坡进行加固,能起到保土涵养水源的作用,对减少水土流失有较好效果,同时能净化空气,美化环境,保护生态的作用,能充分保证行车安全,具有较好的社会效益、经济效益和生态效益。

三.生态防护现状。

目前,我国的生态防护技术基本上是依靠从国外引进,各种生态材料也有赖于直接进口,造成生态防护技术成本过高,无法在全国范围内广泛推广。加上生态防护技术受到气候、地形、施工等多方面因素影响,往往造成防护效果并不明显。同时结合我国的实际情况,综合考虑环境美化和生态防护效果,还需要加大对高速公路生态防护技术的系统研究,要提高我国的生态边坡防护工程的设计水平,合理选择生态材料,降低工程的造价,通过广泛推广生态防护技术,来减少和防止对道路造成破坏,来确保高速公路的道路安全和稳定,保障高速公路的边坡综合防护能力,提高生态恢复水平。

四.生态防护技术应用。

(1)铺草皮、撒草籽。

铺草皮,撒草籽是一种较为传统的边坡植物防护措施,通过人工播撒草籽、栽种灌木、铺贴草皮等形式来完成。此种防护方法一般适用于草皮的来源较为容易,公路边坡坡度不高、坡度较缓和的土质路堑、路堤边坡中使用。铺草皮、撒草籽施工的优点是施工工艺简单,造价较低,但由于在施工中草籽的撒播分布无法保证均匀,其种草的成活率较低,同时由于草皮和草籽等容易被雨水冲走等等原因,往往在施工后无法达到预期的防护效果,造成边坡坡面出现冲沟,水土流失等病害,加大了边坡修复和整治工程,加上移植草皮会造成新的环境破坏,导致铺草皮、撒草籽的防护技术应用越来越少。

(2)三维植被网植草护坡。

三维植被网植草护坡技术是近些年新开发出的护坡技术,是一项集植物防护和坡面加固为一体的复合型边坡防护技术。三维植被网的材料是一种边坡防护的新材料,通过特殊工艺生产而成的三维立体网,具有加固边坡的功能,在三维植被网上,利用播种初期的影响,能起到保持土壤、防止冲刷等作用,以保证草籽生长,随着三维植被网山的植物发芽、生长、成熟,高速公路的坡面也逐渐被植物所覆盖,通过三维植被网和边坡的共同作用,能对边坡起到长期防护和绿化的作用。

(3)植生带护坡。

植生带护坡技术是采用专用的施工机械设备,依据特定的施工工艺,将草种、保水剂和肥料等材料,按照一定的密度,使用降解无纺布,经过机器的滚压和针刺等操作进行复合定位,生产成为具有一定规格的护坡产品。通过利用植生带来增植草坡,技术较为新颖,目前已被广泛应用到各类边坡绿化中。

(4)客土喷播。

客土喷播是一种用于改善边坡的植物生长环境,创造有利于植物生长的环境,将普通条件下无法达到的绿化效果,或者是在绿化效果较差的情况下,通过客土喷播,实现立体绿化、草灌结合,以此来恢复自然植被的技术。客土喷播在理论指导下,通过精心配置用于特殊条件下的客土(植物生长基质)和种子,利用相关原理和对应的操作方法,通过应用机械动力,利用液压进行传送,将含有能促进种子生长的附着剂、复合肥、草种子、纸纤维、清水、保湿剂等,混合在喷播机内部,经过机械的充分搅拌,形成了配置均匀的混合液,经过机械的高压泵作用,将混合液喷播到坡面上,实现对边坡的绿化和防护。

(5)灌木防护。

灌木防护是通过在边坡中栽种一种或多种灌木,通过灌木群落的共同作用,来提高边坡的稳固性能,以此来防止水土流失。高速公路中,在边坡干旱和瘠薄的特殊环境中,和草本植物相比,灌木对水和肥料的需求更少,灌木具有较强的适应能力,其生命长久,有利于特殊环境下的边坡防护。在绿荫遮盖的坡面上,能抵御暴风雨的溅蚀。高速公路的路基边坡平台中比较适合种植灌木,来增强对边坡的立体绿化防护。公路工程中,常使用的灌木有:夹竹桃、野蔷薇、紫穗槐、山植等。

五.结束语

高速公路的边坡防护,对保证行车安全具有决定性作用,同时对边坡环境和减少水土流失,恢复高速公路建设带来的生态环境破坏具有弥补作用。通过更多生态防护技术的应用,增强高速公路的生态能力,(语句不通)减少对环境的破坏。

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[4]王晓梅 岩质边坡植物防护理论与应用研究——以荆宜高速公路红色粉砂岩边坡为例 [学位论文]2009中国地质大学(武汉):岩土工程

[5]谭少华 汪益敏 高速公路边坡生态防护技术研究进展与思考 [期刊论文] 《水土保持研究》 ISTIC PKU2004年3期

边坡工程论文篇10

关键词:强度折减法;三维有限元;边坡稳定性;贴坡加固;抗滑桩加固

中图分类号:TU457 文献标识码:A 文章编号:1672-1683(2014)01-0097-04

目前在工程实践中进行边坡稳定性分析时,应用较广的主要是极限平衡法和有限元法,极限平衡法假定若干个滑动面,通过比较各个滑动面的安全系数来确定最危险滑动面和边坡整体稳定安全系数。由于滑动面的确定具有很大的人为性和随机性,因此在分析较为复杂地质条件下的边坡稳定时(如地震、抗滑桩加固等)具有一定的局限性,需要作进一步的假设[1-2]。随着计算机技术和有限元理论的发展,有限元法开始在边坡分析中得到应用[3-6],特别是假定边坡岩土体处于平面应变状态的二维计算实例较多。但是,边坡发生滑坡时有明显的三维空间效应,二维平面分析并不能反映边坡真实受力状态和失稳破坏模式,因而三维分析在边坡问题的稳定性评价及加固工程设计中更具有实际意义。利用三维有限元强度折减法求解安全系数时,不需要假定滑动面的形状和位置,也无需进行条分,而是由程序自动求出滑动面,滑动破坏自然地发生在岩土体剪切带上或塑性应变和位移突变的地方。此外,利用有限元法对边坡稳定性进行计算不受边坡几何形状、边界条件及材料不均匀性的限制,不但能够对具有复杂地质地貌的边坡进行计算,而且能够模拟边坡的渐进破坏过程,同时提供应力、应变和位移等力和变形的全部信息[7-12]。本文采用三维有限元强度折减法模拟某三维特征明显的河岸边坡,找出岸坡危险区域,并依据天然状态稳定计算结果提出贴坡加固和抗滑桩加固两种方案,对两种加固方案下边坡危险区域的稳定性进行计算,得出较优方案,为类似边坡加固工程的设计提供参考。

1 计算方法

1.2 有限元中边坡失稳判据

有限元强度折减法计算原理较简单,关键问题是边坡失稳临界状态的判定。现有的边坡失稳判别标准主要有收敛性判据、塑性区判据、突变性判据和能量法判据,国际上习惯以计算机不收敛作为破坏判据,即取边坡上一点作为特征点,考察其位移随强度折减系数的变化,将位移变化速率突然增大的点所处状态对应为边坡的临界失稳状态。特征点的选取位置直接影响收敛性判据的合理性,因而采用收敛性判据时需选择边坡关键部位的点作为特征点[12-13]。

2 工程应用

某河岸边坡因工程地质条件差又缺少防洪工程设施,在强降雨和水电站回水淹没等多种因素影响下,出现多处滑坡、塌岸等地质灾害,严重危及两岸公路和建筑物安全。为治理洪涝灾害,改善边坡的不利受力状态,拟对该边坡采取工程加固措施。计算范围取桩号K0+000~K0+380,平面布置图如图2所示,边坡岩土体参数由钻孔取样及现场原位试验获得,断面2工程地质横剖面图见图2,基本物理力学参数如表1所示。本文利用三维有限元强度折减法分析该岸坡在天然状态下的稳定性,找出边坡危险区域并提出加固措施。

3 结论与建议

本文利用三维有限元强度折减法,对某河岸边坡加固工程天然状态及不同加固方案下的稳定性进行分析,得出如下结论。

(1)对于滑动面未知的三维边坡,三维有限元强度折减法可以通过计算自动搜索滑动面位置。计算结果证明,计算确定的边坡最危险位置与实际边坡中出现不良地质的位置一致,计算确定的稳定安全系数与实际情况相符,因此三维有限元强度折减法在边坡三维稳定分析中应用是可靠的。

(2)某河岸边坡天然状态下最危险的K0+85断面出现的贯通塑性区中,较晚出现的塑性区滑动带正是该断面地层中的软弱夹层部位。可见,利用三维有限元强度折减法对存在软弱夹层、地质条件复杂的三维边坡进行稳定分析,效果良好。

(3)对贴坡加固、单排抗滑桩加固两种方案计算发现,贴坡加固方案对最危险断面安全系数的提升远大于单排抗滑桩加固方案,分析其原因,主要是单排抗滑桩的影响范围有限,不足以从整体上提高边坡的稳定安全度。

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