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边坡工程论文范文

边坡工程论文

边坡工程论文范文第1篇

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。

边坡工程论文范文第2篇

1.1工程概况

该项目为城市市政道路,位于东南沿海城市。道路全长18公里,起止桩号设定为K1+600至K38+800,道路宽度约26米,双向四车道,设计车速为60-80公里/小时。项目所处区域为亚热带季风气候,总体气候特征四季分明,春季温度较低,夏季易出现暴雨天气,梅雨期较长,通常约40天,平均降水量约1400mm,但降水分布不均匀,春季降水量较大,集中了全年60%以上的降水。该项目所处的为山地丘陵地形,相对高差在10-20米,市政道路需穿越平原和山地,平原地区多水塘和农田,山体较为缓和;山地则可能出现相对高差在20米以上的区域。从土层地质结构看,边坡土层由沉积岩形成,主要为填筑土、种植土和淤泥质土。

1.2边坡结构

该项目位于山地丘陵区域,边坡坡比控制在1∶1.05左右。不同边坡的土层情况如表1。土层的PH值均在5.0至6.0之间,呈弱酸性。土层主要营养成分中,有机质含量低于1%,严重缺乏。氮含量平均值为0.57,含量偏少。主要微量元素中,钾、锰、锌含量差异较大。市政工程边坡绿化施工难点该项目市政道路边坡绿化中存在若干施工难点。首先,项目位于山地丘陵区域,根据现状分析开挖深度在10米以上的边坡约20个,边坡绿化面积约670平方米。道路边坡坡度偏大,不利于绿化植物附着在土壤中,同时也限制了施工作业面。其次,石质边坡生态修复技术尚不成熟。道路沿途有部分石质边坡,土质结构为的岩石,不适于植物生长,坡面上缺乏足够的土壤和水分,尤其在雨季,雨水对植物冲刷的力度较大,植物较难快速成长。目前,对石质边坡采用喷混植生技术,但该技术耗时较长,维护保养周期较长。第三,市政道路边坡灌木生长速度较慢。为获得较好的边坡景观效果,宜种植部分灌木。但是,边坡土壤的营养成分有限,大量草本生长在边坡后,较难为灌木提供足够的养料。第四,基材脱落情况较为严重,在部分边坡试喷后,客土的剥落情况较为严重,加之该区域常有暴雨、雷雨等天气,对坡面的冲刷较为严重。以上施工技术难题是该项目实施中需要着重考虑和解决的问题。

2生态护坡植物材料选择

植物是生态护坡的基本材料,包括草本植物、灌木、藤蔓植物、野生地被植物等。草本植物适于作为生态护坡的基质,即“见缝插绿”,实现绿化面积对了土壤的全覆盖。草本植物虽然根系相对较浅,但形成规模效应后,易于通灌木、藤蔓等植物形成稳定的生态系统。灌木是边坡种植的点缀,可形成主景。由乔木的生长需要较深的土壤和平坦的地面,而边坡种植土壤深度较浅并处于倾斜面,所以乔木不适于边坡种植。三五成群的灌木是边坡种植的主景,其长势和高度又不会影响司机的行驶视线。藤蔓类植物较适宜作为边坡种植材料。首先,藤蔓类植物生长迅速,能够在短期内覆盖整个边坡,达到较好的生态效益;其次,藤蔓类植物具有发达的吸附系统,如根系、茎秆、枝叶等,这些吸附系统与土壤中的锚固体系结合,能够形成较完整的围护;第三,藤蔓类植物景观效果突出,成片种植易于产生规模效应,凌霄、爬山虎等的花期较长,景观效果较好。野生地被是指在边坡设计中,尽可能保持原有植被,尤其是部分具有地方特色的野生花卉,在景观方面,野生花卉能够增强滨水景观的野趣,在生态方面,野生花卉能够吸引蝴蝶、蟋蟀等昆虫,丰富边坡生态系统。

3市政工程边坡绿化施工工艺

3.1植生袋法

植生袋法,即是将装有营养物质的生长袋填塞到岩石的缝隙中,再将植物种植在植生袋上。这种方法适用于土层较薄或岩石面较大的边坡,植生袋内的营养物质和岩石缝隙的深度是该方法施工的关键。根据土壤成分,植生袋中装有耕植土、有机营养基质、保水剂、肥料等。为了增强植生袋对边坡的附着能力,可在边坡上设置若干框架结构,将植生袋填塞到框架结构中。运用植生袋法,进行边坡绿化,能够在较短的时间内取得最佳效果。

3.2等离子喷播技术

等离子喷播技术,即是将植物种子、有机材质、水分、辅料等物质,以高压输送的方式喷播到边坡上,水分与岩石表面发生化学反应,形成附着于岩石的晶状物质,增强了绿化和边坡的紧密度。等离子喷播技术融合了生物学、土壤学、肥料学、环境科学等多门学科,是一种新型的边坡绿化技术,具有鲜明的特点:首先,能够加固边坡,形成绿化装饰效果;其次,养护管理相对便捷,能够为植物生长提供多元基质,保障边坡植物在生长中所需的养料;第三,适应性较强。等离子喷播技术能够适应不同的气候和土质环境,尤其是风化的岩石环境,抗雨水冲刷能力较强;第四,施工机械化程度高,施工作业面相对便捷简单,无需大量人工作业。

3.3挂网客土喷播技术

在市政道路施工中,边坡原有的耕作层已破坏或仅留下很薄的一层土壤,较难为植物生长提供足够的养料。挂网客土喷播技术,即是在边坡上设置钢丝网或塑料碗,作为土壤的附着基质,再将混合物喷涂到钢丝网上。混合物中包含花草灌木的种子、种植土、肥料、水分等。挂网客土喷播技术的工艺步骤是:首先,坡面清理,将边坡中的石块、杂物清除,尤其是施工中产生的坡面凸起,不得出现明显的棱角,若存在内凹部分,则采用回填土填平。为了增强坡面的附着力,可设置横向和纵向的槽口,以增强粗糙度。其次,铺网、钉网。本项目采用4×4cm网孔的钢丝网,铺设钢丝网时坡顶不低于50cm,横向搭接宽度不小于10cm,采用200mm钢钉固定。第三,客土混合料配置,主要成分为基础材料、植物种子、专用复合肥料。第四,客土喷播。将客土装入喷播机后,喷射到预先辐射的钢丝网上,喷射厚度约5-10cm。第五,养护管理。养护时间不少于2-3月,并保持边坡坡面湿润养护中间位植物生长状况和病虫害防治。

4结语

边坡工程论文范文第3篇

1.1边坡稳定性的影响因素①地质构造。地质构造因素主要是指边坡地段的褶皱形态、岩层产状、断层和节理裂隙的发育程度以及新构造运动的特点等。通常在区域构造复杂、褶皱强烈、断层众多、岩体裂隙发育、新构造运动比较活跃的地区,往往岩体破碎、沟谷深切,较大规模的崩塌、滑坡极易发生。②岩体结构。不同结构的岩体,物理力学性质差别很大,边坡变形破坏的性质也不同。③风化作用。边坡岩体,长期暴露在地表,受到水文、气象变化的影响,逐渐产生物理和化学风化作用,出现各种不良现象。当边坡岩体遭受风化作用后,边坡的稳定性大大降低。④地下水。处于水下的透水边坡将承受水的浮托力的作用,使坡体的有效重力减轻;水流冲刷岩坡,可使坡脚出现临空面,上部岩体失去支撑,导致边坡失稳。⑤边坡形态。边坡形态通常指边坡的高度、坡度、平面形状及周边的临空条件等。一般来说,坡高越大,坡度越陡,对稳定性越不利。⑥其他作用。此外,人类的工程作用、气象条件、植被生长状况等因素也会影响边坡的稳定性。

1.2边坡工程稳定性分析方法

1.2.1边坡极限平衡法。极限平衡法是根据边坡上的滑体或滑体分块的力学平衡原理(即静力平衡原理)分析边坡各种破坏模式下的受力状态,以及利用边坡滑体上的抗滑力和下滑力之间的关系来评价边坡的稳定性。极限平衡法是边坡稳定分析计算的主要方法,也是工程实践中应用最多的一种方法。

1.2.2边坡可靠性分析法。边坡工程是以岩土体为工程材料,以岩土体天然结构为工程结构,或以堆置物为工程材料,以人工控制结构为工程结构的特殊构筑物。这些构筑物都程度不同地存在组成和结构上的不均匀性,天然边坡尤为突出,因为构成边坡的地质体经受长期的多循环的地质作用,而且作用强度不一,且又错综复杂,致使它们的工程地质性质差异很大。现阶段边坡可靠度分析的常用方法有蒙特卡洛模拟法,可靠指标法,统计矩法以及随机有限元法。

2边坡工程处治技术

2.1抗滑桩技术边坡处置工程中的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,从而使得边坡保持平衡或稳定。抗滑桩与一般桩基类似,但主要承受的是水平荷载。钢筋混凝土桩是目前边坡处治工程广泛采用的桩材,桩断面刚度大,抗弯能力高,施工方式多样,其缺点是混凝土抗拉能力有限。抗滑桩施工最常用的方法是就地灌注桩,机械钻孔速度快,桩径可大可小,适用于各种地质条件;但对地形较陡的边坡工程,机械进入和架设困难较大。钻孔时的水对边坡的稳定也有影响。人工成孔的特点是方便、简单、经济,但速度慢,劳动强度高,遇不良地层(如流沙)时处理相当困难。另外,桩径较小时人工作业面困难。

2.2注浆加固技术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,从而满足各类土木建筑工程的需要;注浆加固技术的成败与工程问题、地质问题、注浆材料和压浆技术等直接相关,如果忽略其中的任何一个环节,都可能造成注浆工程的失败。工程问题、地质特征是灌浆取得成功的前提,注浆材料和压浆技术是注浆加固技术的关键。

2.3加筋边坡和加筋挡土墙技术加筋土是一种在土中加入加筋材料而形成的复合土。在土中加入加筋材料可以提高土的强度,增强土体的稳定性。因此,凡在土中加入加筋材料而使整个土工系统的力学性能得到改善和提高的土工加固方法均称为土工加筋技术,形成的结构亦称为加筋土结构。和传统支挡结构相比,加筋边坡和加筋挡土墙的特点有:结构新颖、造型美观、技术简单、施工方便、要求较低、节省材料、施工速度快、工期短、造价低廉、效益明显、适应性强、应用广泛等。由于加筋边坡和加筋挡土墙的这些优点,目前其已从公路路堤、路肩发展到应用于其他各种支挡结构和边坡防护。目前已用于处理公路边坡、市政建设、护岸工程、铁道工程路基边坡、工民建配套的支挡及边坡工程、防洪堤、林区工程、工业尾矿坝、渣场、料场、货场等;甚至还用于危险品或危险建筑的围堰设施等。

2.4锚固技术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门工程技术。由于这种技术大大减轻结构物的自重,节约了工程材料并确保工程的安全和稳定,具有显著的社会效益和经济效益,因而目前在工程中得到极其广泛的应用。锚杆在边坡加固中通常与其他只当结构联合使用,例如以下几种情况:①锚杆与钢筋混凝土桩联合使用,构成钢筋混凝土排桩式锚杆挡墙。排桩可以是钻孔桩、挖孔桩或预置桩;锚杆可以是预应力或非预应力锚杆,预应力锚杆材料多采用钢绞线(预应力锚索)、四级精轧螺纹钢(预应力锚杆)。锚杆的数量根据边坡的高度及推力荷载可采用桩顶单锚点作法和桩身多锚点作法。②锚杆与钢筋混凝土格架联合使用形成钢筋混凝土格架式锚杆挡墙。锚杆锚点设在格架节点上,锚杆可以是预应力锚杆(索)或非预应力锚杆(索)。这种支挡结构主要用于高陡岩石边坡或直立岩石切坡,以阻止岩石边坡因卸荷而失稳。③锚杆与钢筋混凝土板肋联合使用形成钢筋混凝土板肋式锚杆挡墙,这种结构主要用于直立开挖的Ⅲ,Ⅳ类岩石边坡或土质边坡支护,一般采用自上而下的逆作法施工。④锚杆与钢筋混凝土板肋、锚定板联合使用形成锚定板挡墙。这种结构主要用于填方形成的直立土质边坡。

2.5预应力锚索加固技术用高强度、低松驰型钢绞线预应力锚索对滑坡体或崩落体施加一定的预应力,提高它们的刚度,使预应力锚索作用范围的岩石相应挤压,滑动面或岩石裂隙面上摩擦力增大,加强它们的自承能力,可有效地限制岩体的部份变形和位移。

2.6排水工程的设计地表排水工程的设计要求:①填平坑洼、夯实裂缝。坡面产生坑洼和裂缝,往往是滑坡的先兆,也是导致严重滑坡的主要原因。大气降雨、地表水就会汇集在坑洼处或沿着裂缝渗入土层,使土的抗剪强度降低,造成坡体滑动。因此,对坑洼和裂缝应仔细查找,认真夯填。②合理确定截水沟的平面位置。截水沟的平面布置,应尽量顺直,并垂直于径流方向。如遇到山坡有凹地或小沟时,应将凹地填平或与外侧挡土墙相连,内侧与水沟联结,避免水沟内的水流越出或渗入截水沟沟底,导致水沟破坏。应该结合边坡的区域地貌、地形特点,充分利用自然沟谷,在边坡体内外修筑截水沟、平台截水沟、集水沟、排水沟、边沟、急流槽等,形成树杈状、网状排水系统,以迅速引走坡面雨水。

3结语

论文对常用边坡工程的处治措施进行了初步探讨,指出了常用边坡工程处治措施的适用性,然而随着工程建设规模的不断增大,边坡高度增高,复杂性增大,对边坡处治技术的要求也越来越高。可以预见,随着科学技术的发展,边坡处治技术将得到进一步的发展,并逐步趋于完善。

参考文献:

[1]彭小云,张婷,秦龙.高陡边坡稳定性的影响因素分析[J].高陡边坡稳定性的影响因素分析.2002.

[2]赵明阶,何光春等.边坡工程处治技术[M].北京:人民交通出版社.2003.

[3]郭长庆,梁勇旗等.公路边坡处治技术.北京:中国建筑出版社.2007.5.

边坡工程论文范文第4篇

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

边坡工程论文范文第5篇

1.1挡土墙材料使用浆砌块石,块石强度的等级一般应不低于MU30,而且块石表面应清洗干净,在施工中采用座浆法,严禁干砌,施工过程中要确保砂浆填塞饱满,并且砂浆等级不能小于M7.5。在设计及施工中要确保挡土墙地基承载力特征值不能小于200kPa。施工中要切实实行分层错缝砌筑技术,挡土墙的基底和墙趾台阶转折处不能有垂直通缝现象。

1.2墙后填土宜优先采用透水性好的碎石土,砌体强度达到设计强度的70%时,分层夯实。当采用粘性土作填料时,宜掺入适量的碎石夯实,密实度不小于85%。不应采用淤泥、耕植土、膨胀性粘土等软弱有害岩土体作为填料。墙背填料综合内摩擦角不小于35°,压实系数不应小于0.94。

1.3为排出墙后积水,应设置泄水孔。泄水孔采用φ80PVC管,水平间距2m,倾角不小于5%,进入填土侧管壁带孔,外包滤网。上下左右交错设置,最下一排泄水孔的出水口应高出地面≥200mm。

1.4墙顶用水泥砂浆抹成5%外斜护顶,厚度不小于30mm;挡土墙背侧应设置200mm~400mm的反滤层,泄水孔附近1m范围内应加厚至400mm~600mm。回填土为碎石土或砂性土时,应在最低排泄水孔下部,夯填至少300mm厚的粘土隔水层。1.5挡土墙沉降缝每15m~20m设置一道,缝宽20~30mm,缝中填沥青麻筋、沥青木板或其他有弹性的防水材料,沿内、外、顶三方填塞,深度不小于150mm。在挡土墙拐角处,应适当加强构造措施。基底力求粗糙,对粘性土地基和基底潮湿时,应夯填50mm厚砂石垫层。在施工前要做好地面排水工作,保持边坡坡面干燥。

2锚杆施工技术的应用

2.1边坡加固成孔采用干钻成孔,锚杆成孔直径为φ130mm。钻孔要求孔壁平直,终孔后要求清净孔内残渣。钻孔倾角偏差不超过±2°。钻进过程中应对每孔地层变化、进尺速度、地下水情况以及一些特殊情况做现场记录。若遇塌孔,应立即停钻,进行固壁灌浆处理,注浆36h后重新钻进。

2.2锚杆制作及安装锚杆杆体采用φ25钢筋。为确保钢筋在孔洞中定位准确,每隔2m设置一个定位支架,锚孔定位力求准确,偏差不超过±10mm。锚杆制作好后,应尽快使用,不宜长期存放。安装采用人工推入法进行,安装时,应尽量保持平顺,下到孔底时应适当上提,以避免压弯,对于边坡下部锚杆因靠近房屋难以入孔,可分段下放在孔口处焊接。

2.3注浆要求在施工中注浆材料应选用水泥标号PC32.5R的合格材料,施工中注浆压力一般应为0.5~1.5MPa,在配置时水泥砂浆水灰比为0.4~0.5,灰砂比为3:1,特别要注意的是浆体强度不能低于M30。而且在施工注浆时要把注浆管置入离孔底,且不大于300mm。

2.4格构梁施工一般采用现浇施工,在施工前应该先进行锚杆、锚索施工,施工操作时钢筋混凝土格构梁应整体嵌于边坡中,施工的护坡坡面应保护平整、夯实,无溜滑体、蠕滑体和松动岩块。

3边坡的截排水施工

3.1填土基础必须按规定尺寸分层夯实,每层20cm,压实系数大于0.90。开挖出的沟基,应进行地基处理加固,以确保地基承载力达到要求。按照设计及规范要求绑扎钢筋和安装、固定模版。

3.2排水沟底板和边墙砌筑要求砌筑层面大体平整,块石大面向下,石块间必须靠紧,石缝要以砂浆填满捣实。砌石时,基础铺设50~80mm砂浆垫层,第一层宜选用较大片石,分层砌筑,每层厚约250~300mm,每层由外向里,先砌面石,再灌浆塞实,铺灰座浆要牢实。

3.3沟渠开挖与边坡处理:排水沟采用人工开挖,开挖深度必须大于沟底厚度与侧边墙高度之和,开挖边坡比1:0.15~1.:02。浆砌后两侧超挖部分用粘土进行回填夯实,确保水渠稳定安全。

3.4截水沟应能保证迅速排出地面水流,沟底纵坡不应小于0.3%,以免水流停滞;截水沟弯曲段的弯曲半径,应保证圆滑顺畅,不应小于沟底宽度的5倍;陡坡和缓坡段沟底应设伸缩缝,沟间距为10~15m。消能池根据边坡地形条件设置在跌水槽落差较大区域或跌水槽汇入市政排水系统位置处,为防止泥沙堵塞截水沟,沉砂池应根据边坡地形条件设置在截水沟出水位置处。

3.5格构内喷混植草。喷混植草即采用混凝土喷射机把基材与植被种子的混合物按照设计厚度均匀喷射到边坡表面,喷混植草的基本构造为:钢丝网(或者土工格栅网)和基材混合物两个部分。

4结语

边坡工程论文范文第6篇

某土木工程项目基坑平面尺寸116.47m×117.3m,基坑施工整平地面标高为19.0m,地下室底板垫层底绝对标高5.95m,基坑开挖深度约13.05m,核心筒范围局部加深7.05m,加深段平面尺寸26.5m×23.184m。该土木工程基坑支护原设计为“预应力锚索+排桩抗侧向土压力支护结构体系”+“高压旋喷桩止水帷幕”。然而综合考虑现场实际情况、试桩取芯效果、施工工期安排、对周边地块影响等方面的因素,将“预应力锚索+排桩抗侧向土压力支护结构体系”优化为“钢筋混凝土内支撑+排桩抗侧向土压力支护结构体系”,将“高压旋喷桩止水帷幕”优化为“三轴水泥土搅拌桩止水帷幕+支护桩间高压旋喷桩”。

2边坡内支撑支护类型比选

目前现场排桩已基本施工完成。由于基坑四周均为待开发地块,尤其是东侧为地铁已确定开发用地,南侧为工商银行用地,使用锚索将对周边地块的开发造成严重障碍,所以建议本基坑支护结构下部采用排桩+内支撑体系。根据基坑的平面形状和目前施工现状,对以下3种内支撑体系的布置进行了比选。

2.1对撑+角撑布置体系

(1)优点:在环境保护要求较高的情况下,利于控制墙移。(2)缺点:①支撑混凝土用量较多。②核心筒范围内的立柱桩与工程桩冲突严重,影响核心筒施工效率和施工质量。③由于十字交叉桁架与核心筒平面位置重合,核心筒地下三层以上部分的结构必须等到整个地下室地下三层施工完成,混凝土支撑拆除后方可施工,对整个工期有制约作用。

2.2圆形环梁布置体系

(1)优点:①方便挖土和主体结构施工。②支撑混凝土用量较小。(2)缺点:①由于基坑南侧和东侧地势较高,北侧和西侧地势较低,虽采取了基坑上部放坡的措施,但仍存在一定的坑周荷载不均匀的情况,对支撑体系整体稳定不利。②须等到基坑的整个环梁体系施工完成后,方可进行大面积土方开挖。③对中间环梁的施工要求较高。(3)角撑布置体系:①优点:方便挖土和主体结构施工、施工方便。②缺点:与圆形环梁布置体系相比,混凝土用量较多。由于本项目工程进度和基坑安全都必须确保,而对撑+角撑布置体系对塔楼施工进度制约太大,因此不采用;圆形环梁布置体系不仅对土方开挖进度有一定制约,而且现场地势情况不利于该体系的整体稳定,因此亦不采用。综上分析,最终选择采取角撑布置体系。

3边坡支护技术优化

3.1支撑竖向布置

原设计排桩标高为13.0m,改为内支撑后,为避免混凝土支撑与主体结构下二层板冲突,将原设计排桩标高调高0.3m,即13.3m,经初步计算分析,基坑上部采用放坡,下部排桩+一道混凝土支撑。

3.2基坑止水帷幕

根据高压旋喷桩试桩取芯效果显示,砂砾层与岩层交界面芯样不是很理想,为了保证深基坑的止水效果,确保深基坑开挖的安全性,将外排高压旋喷桩改为三轴深层水泥搅拌桩,内排高压旋喷桩保留。

3.3坑中坑支护结构

坑中坑局部加深7.05m,加深段平面尺寸26.5mx23.184m。根据地层条件,并结合核心筒桩基承台的施工统一考虑,采用放坡开挖的方式。施工顺序要求:(1)放坡后,先施工深坑结构底板及侧墙。(2)然后在深坑侧墙外侧回填土,至桩基承台底。(3)最后施工桩基承台和大基坑底板。

4结语

边坡工程论文范文第7篇

【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

[1]张占锋,王勇智,王代.边坡稳定分析法综述[J].西部探矿工程,2005(11):225-227

[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

边坡工程论文范文第8篇

关键词:建筑边坡;质量事故;工程技术

中图分类号:TU472 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)17-0147-02

随着经济的发展,越来越多的建筑边坡支护工程投入实际项目中。边坡工程所保护的对象,比如建筑物、隧道、道路、桥梁,对社会以及人民的利益关系密切。所以保护作为构筑物的建筑边坡,有着重要的意义。建筑边坡在使用期间出现很多质量安全问题,甚至在施工期间就有坍塌事故发生。尤其是在山地比较多的区域,建筑边坡应用十分广泛,所以对这些地区边坡工程的支护技术和质量控制的研究有着重要意义。

面临日益紧张的土地资源,在一些复杂场地建造相应的建筑满足人们生活的迫切需求。边坡支护不断发展,出现一些结构复杂的支护方式以及新颖的护坡类型。现有的一些规范已经不能满足复杂边坡的支护要求,社会的发展需要我们进一步的加快边坡理论的研究和完善建筑边坡工程相关的规范。

1 建筑边坡工程质量事故的原因

经过分析一些出现问题的边坡工程,发现建筑边坡工程在勘察设计、工程施工、使用过程都存在一些相应的问题。鉴于这些不合格的边坡工程,要求我们充分重视边坡工程的各个环节,避免再次出现质量安全不能保证的工程。

1.1 勘察设计方面的问题

①在边破工程地质勘查的过程中,选择的勘查点之间距离过大,未能准确的反应场地条件。勘察的不够深入,软弱夹层或者不利组合结构面都不能查清。防护边坡有几种破坏模式:平面滑动、圆弧滑动、折线滑动,勘查过程中未确定具体的破坏模式,对边坡的设计会造成相应影响。

②勘查人员在工作过程中,没有认真地对待,造成很多数据的模糊性。甚至会给出与现场相差很大的一些数据,计算的结果和实际状态不吻合。另外勘查报告粗糙,不能准确详细的表达现场条件,导致设计上的错误。

③边坡设计过程中,结构的受力分析与实际情况不符合,比如圆弧滑动法适用于规模比较大且有可能破碎的边坡、平面滑动法适用于平面可能会发生滑动的边坡。还有数值分析法和有限元分析法,这些方法分别适用于不同的工程情况中,做出正确的选择很重要,但往往设计过程中不能很好的完成这项重要工作。边坡的支护方案也不能合理选择,设计人员不能根据填方图的规模与高低程度应合理选择相应的挡土方式。

④设计人员不尊重实际情况,只是凭借自己的经验来进行设计,不能根据工程的实际情况作出相应的改进。往往忽视一些构造措施,不能满足工程的一些细部要求。边坡的稳定性也没有按照要来验算。

1.2 施工方面的问题

①边坡施工的过程中,一些工艺不合适。比如混凝土的浇筑不合理、挡土墙的砌筑不合理,造成混凝土表面出现蜂窝面状、墙体出现缝隙。施工的先后顺序不同,也会影响工程的质量。模板的拆除时间、锚杆的施工工艺、抗滑桩的设计与施工,基本上在实际施工中都存在或多或少的问题,这些都是影响工程质量的关键因素。

②施工的质量不能保证,首先施工材料的选择,比如石块的强度不能满足要求、水泥的强度等级不合格、钢筋的质量不能保证、砂浆的强度不能满足。另外护坡需要的锚杆、灌注桩以及锚喷技术,都不能达到设计需要的指标。

③施工组织存在问题,现场的技术人员不能很好地在施工过程中进行管理工作,由于自身理论知识的局限性,不能合理的指导工程中出现的各种问题。比如岩土地质有关的理论知识、挡土墙的稳定理论,不能很好地掌握。只能按照设计的样式照着做,不能根据实际情况作出相应的调整。

1.3 使用方面的问题

①建筑边坡的使用过程中,未能按照设计时的要求使用。比如设计时的边坡强度是承受100 MPa,而在实际中却承受150 MPa的强度,边坡支护失效就变得很正常。有时,一些防护措施的失效,比如说防水层失效会导致地表水的渗入,进一步造成边坡的毁坏。

②由于之前的设计没有考虑到后期的发展,随着时展,发现目前已支护的土地不能满足实际要求,于是便直接在挡土墙的基础上再次开挖,是的边坡的高度增加,土层的侧向力会急剧增大,造成边坡的失效和破坏。

在已有挡墙的墙脚开挖施工,会增加边坡的高

2 建筑边坡工程设计理论分析

建筑工程的快速发展,又由于人们对建筑的需求增加,在特殊场地修建的建筑物使得边坡工程也趋向多样化和复杂化。现有的许多有关边坡的一些基础理论不能满足现有的护坡工程需求,所以需要进行更深入的研究。接下来从一些理论上进行分析,希望对规范的修编有参考意义。

2.1 耐久性理论分析

建筑结构的功能要求包括安全、适用、耐久三个方面,耐久性是保证结构的一个重要方面。虽然有关建筑工程的耐久性有了很长时间的研究,但边坡工程的耐久性进来才开始有所发展。关于建筑边坡工程耐久性的研究发展不快,是因为它存在很多不确定的条件,边坡的周围环境条件、埋置深度、地下水位情况等很多方面都比较复杂。

对于处在表面的护坡结构,可以参考建筑结构的耐久性结论来满足设计需求。但对于没有与外界接触的护坡,因为地下复杂的地质条件,使得耐久性理论的发展有很大难度。结合实际的质量事故案例,可以发现很多都是由于护坡的耐久性不足亲戚的破坏。所以在以后的边坡工程研究中,关于耐久性的研究会是一个重要的方向。

2.2 稳定性理论分析

关于土体稳定性的理论,很多学者进行了大量研究,但由于其复杂性和不确定性使得研究一直不能有很大的突破。部分学者也提出很多分析方法来研究稳定性,但都是在一些特定的假设条件下,所以有其局限性。我国相关规范也没有明确指出边坡稳定理论相应的适用条件,所以选择合理的理论分析比较困难。这样就有可能选择一个不恰当的理论进行分析,结果达到一个误差较大的结果。

汶川地震以及雅安地震,都在启示我们地震作用的破坏程度不容忽视。由于地震作用的复杂性和不确定性更加强烈,对地震动的研究一直是大家关注的重要课题。边坡在地震动作用下的稳定性,是困扰很多学者的难题,但又不可拒绝研究这个问题。稳定性的理论分析需要引起更多人的关注,一起来克服稳定性理论中存在的诸项问题。

2.3 变形理论分析

建筑工程中关于变形理论的研究,非线性的分析过程存在很大的困难。边坡工程的变形分析需要考虑到很多因素,比如边坡的支护类型、护坡所承受的荷载情况、护坡的类型、护坡的高度等。目前变形理论的不成熟,所以实际工程中都是借助经验来实现设计。经验有时会存在很多的问题,因为不同的地质条件下的情况有很大差异。所以关于变形理论的研究和稳定性的研究一样,都是重要但存在很大困难的课题。

2.4 边坡与建筑物的相互作用

建筑边坡工程主要作用是保证相邻建筑物的安全,这与社会人民有着密切的关系,一旦边坡遭遇破坏,相应的建筑物就会面临重大的损失。尤其是一些重要建筑物的支护工作,边坡与建筑的修建顺序、位置关系以及所承受的荷载问题,都需要去研究和解决。虽然在目前的一些规范中,有一些原则性的设定,更多的还是需要设计者和施工者结合实际工程做出合理的解决方案。

3 建筑边坡工程应用措施

3.1 加强边坡工程监测

建筑边坡在运营期间会发生质量问题,甚至施工期间就会发生坍塌事故,所以对建筑边坡进行检测十分必要。进行检测可以很好的观察工程的动态,根据观察的结果,及时作出相应的调整,以此确保工程的安全。根据边坡出现的质量事故时间不同,应该分阶段进行监测。首先是边坡施工过程中的监测,然后是边坡运营过程中的监测。在检测过程中应根据不同的阶段作出不同的处理,对应的技术也不尽相同。

对建筑边坡的检测,可以起到很好的效果。可以根据检测得到的数据为边坡工程的研究和设计提供帮助,可以优化边坡设计,可以及时发现隐患避免人员伤亡和经济损失。

3.2 预防灾害和健康评估

建筑边坡的预防灾害和健康评估是保证边坡耐久性和稳定性的两个重要方面,虽然存在一定的差别,但是相辅相成的。灾害的预防是在边坡的整个周期内存在,贯穿始终。健康评价则是在工程投入使用之后进行的,使用过程中灾害问题不一定存在,但工程健康指标的评价存在。

边坡灾害有自然因素和人为因素引起,比如地震作用、暴风雨、新边坡建设、爆破施工等。根据不同的灾害因素影响,可以建立相应的预防体系。很多边坡破坏的原因是因为边坡运营的时间过长,而在此期间又没有加固修补。所以对边坡进行健康评估,对减少工程质量事故有着重要意义。

4 结 语

近年来,建筑边坡得到了快速的发展,运用了大量的新技术,也促进一些理论的发展。但是边坡内在因素的未知性和复杂性的限制,使得现有技术和理论不能满足要求。建筑边坡工程的发展,需要专家学者的不懈努力,去研究和创新。

参考文献:

[1] GB 50007-2011,建筑地基基础设计规范[S].

[2] GB 50330-2002,建筑边坡工程技术规范[S].

[3] 方玉树.边坡稳定性分析的一种新条分法[J].工程勘察,2007,(6).

[4] 刘兴远.边坡工程设计、监测、鉴定与加固[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.

边坡工程论文范文第9篇

[关键词] 边坡工程,影响因素,分析方法,加固边坡

[中图分类号] U418.5 [文献标识码] A

我国的高速公路发展迅速,交通、水利、矿山等相关部门都会涉及很多边坡问题,特别是山区的边坡,由于各种地质环境的影响,处于山区地段的边坡稳定性直接影响着山区老百姓的人身安全,滑坡灾害严重危及到国家基础建设,所以对边坡的稳定性研究十分必要。

在各种外在环境作用下,不同岩质边坡在发生变形破坏时其变形破坏机理和破坏模式各异,当进行工程建设时,如果对于填料的工程特性、工程边坡的变形规律及施工工艺、现场堆载等认识不足,极易导致发生滑坡等事故。

1 边坡的破坏类型及影响因素

边坡分为人工边坡和自然边坡。由于受设计和施工以及其他因素的影响,边坡土体会出现失稳破坏现象,具体可分为:

1.1 边坡崩塌。崩塌往往发生在地形陡峭的山坡或高陡的路堑边坡上。

1.2 边坡滑坡。滑坡一般是缓慢地、长期地往下滑动,位移速度在突变阶段显著增大,滑动过程可以是几年、几十年甚至更长。

1.3 边坡流动。流动往往缓慢地沿坡面或地面沟谷方向呈流体移动。

边坡的稳定性受很多因素的影响,根据各种因素影响的大小和特点,可分为内部因素和外部因素两类:内部因素――边坡土体的材料构成和物理力学指标,以及边坡的地形地貌和岩石的矿物组成,边坡岩土体中的地质结构面和边坡的形状等。外部因素――边坡外在所受的雨水、地震、构造应力、植被和风化作用的影响和人为因素等。

2 边坡的稳定性分析方法

2.1 极限平衡分析法。极限平衡分析法主要是对边坡稳定性进行定量评价,不考虑土体自身的变形,只对滑动面上的受力情况进行研究分析,对于滑坡体内部的应力状态不进行研究。目前常用的极限平衡分析法有:瑞典法、毕肖普法和简布法等。

2.2 数值分析法。数值模拟方法在稳定性评价得到了广泛应用,这种方法可以求解黏弹性、黏塑性等问题,且计算较快速,准确性较高。

随着数值分析方法的不断发展,采用离散单元法就能反映接触面的滑移、倾翻等大位移,且能计算土体的内部变形与应力分布情况,而且这种方法应该范围很广,任何岩体都适合。

2.3 极限分析法。该法建立在土体材料为理想刚塑性体、微小变形及材料遵守相关联流动法则的3个基本假定上,利用连续介质中的虚功原理可证明两个极限分析定理即下限定理和上限定理。

3 有限元强度折减法边坡稳定性分析

用有限元强度折减法进行稳定性分析是指将材料的强度参数除以一个折减系数,然后将新的参数作为材料参数进行计算,通过不断增大或减小折减系数来反复计算其稳定性,当计算收敛时则坡体发生失稳破坏,与此同时此折减系数就是稳定性安全系数,分析方程为:

c =c/F(1)

tanφ =tanφ/F (2)

式中:c,φ为材料的强度参数;c ,φ 为新的强度参数;F为折减系数。

在本质上强度折减法与传统的计算方法是一致的,坡体进入塑性临界状态。如下图,在参数折减前土体的实际强度包线与摩尔应力圆相离,坡体不会发生剪切破坏。当调大折减系数后,强度包线逐渐向摩尔应力圆靠拢,增大系数到强度包线将与摩尔应力圆相切,此时相应的折减系数为边坡的安全系数。因此,通过不断的折减强度参数,分析边坡从稳定到破坏的演变过程,这样便可找出边坡的薄弱部位,为边坡加固提供了依据。

4 边坡的监测防护问题

4.1 边坡受雨水入浸后,安全系数小于1,已处于不稳定状态,为确保边坡的安全稳定,必须采取有效的治理措施;受雨水浸泡的边坡坡脚,土体黏聚力急剧下降,土体失稳,易形成崩塌体;边坡坡角失稳后,引起其上部土体的沉降。边坡受影响程度不同沉降量也不同,受浸泡边坡上部的沉降量最大,向另一侧逐渐减小;边坡最大不均匀沉降发生在受雨水浸泡的中间区域,此处将受拉伸而产生裂缝。

4.2 边坡的稳定性与变形问题是一个复杂的工程问题,单纯的理论不能满足计算分析与评价的要求,应该采用计算理论结合现场观测数据的综合评价方法,清楚认识边坡填筑体的变形破坏过程、稳定程度和破坏发展情况。

5 总结

本文在对边坡进行稳定性分析和讨论的基础上,介绍了边坡的破坏形式和影响因素,概述了边坡的稳定性分析方法、分析了降雨对边坡稳定性的影响,最后对边坡的防护加固问题进行了探讨。

参考文献

[1]谢磊.边坡稳定性分析若干问题的研究[D].合肥工业大学硕士学位论文,2009.

[2]李广信.高等土力学[M].清华大学出版社,2004.

边坡工程论文范文第10篇

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.

边坡工程论文范文第11篇

关键词:岩质边坡 边坡稳定性分析 边坡加固

1、引言

通过阅读各种相关文献,系统总结了岩质边坡稳定性分析近几年来所取得的成就,并对岩质边坡稳定性各种分析方法及边坡加固技术进行了简要评述,还对岩体结构面网络模拟研究现状进行了研究阐述。

2、岩质边坡概念

2.1岩石边坡特性

岩坡中岩体结构复杂。断层、节理、裂隙互相切割,块体极不规则。岩坡稳定性的影响因素众多。同岩体的结构、重度和强度、边坡坡度、高度、岩坡表面和顶部所受荷载、边坡的渗水性能、地下水位的高低等有关。结构面对岩坡的稳定性具有控制性作用。

3、岩质边坡稳定性分析方法

3.1 50年代以前的古典土力学方法

二次世界大战前后,边坡问题的研究尚属土力学的研究范畴,边坡稳定性分析方法主要借鉴土力学的研究成果:

1916年由Prantle提出,Taylor(1922)发展的园弧滑动法。1955年的Bishop条分法。1954年的Janbu条分法。70年代的王复来分析方法等形成极限平衡理论。以刚塑性体模型基础上的破坏理论,是古典土力学解决土质边坡稳定性的核心。

3.2 50年代后期的地质历史分析法

简单均质弹性、弹塑性理论为基础的半经验半理论边坡分析方法用于岩质边坡的稳定性,计算结果与工程实际有较大差异。

(1)地质分析与力学机制分析结合

刚体极限平衡法。结构面的力学特性对岩体滑动的影响。岩体结构理论。岩体工程力学方法。

(2)考虑时效过程的稳定性分析

边坡破坏的时间历程。边坡变形破坏预测。

3.3 数值模拟分析方法

有限元分析法,离散元分析法,Flac分析法。

3.4 90年代以后的现代边坡工程学

将传统的边坡工程地质学、现代岩土力学和现代数学力学相结合,形成现代边坡工程学。

3.5 圆弧法岩坡稳定性分析

对于均质的以及没有断裂面的岩坡,在一定的条件下可看作平面问题,用圆弧法进行稳定分析。圆弧法是最简单的分析方法之一。

4、边坡加固技术

在50年代,我国治理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(块)石防护处治等措施。70年代开始逐步形成以抗滑桩支挡为主、结合清方减载、地表排水的边坡综合治理技术。在80年代末期,我国开始采用锚喷防护技术处治边坡。

在90年代,压力注浆加固手段及框架锚固结构越来越多地用于边坡。目前主要技术有削坡减载技术、排水与截水措施、锚固措施、混凝土抗剪结构措施、支挡措施、压坡措施以及植物框格护坡、护面等。

在边坡治理工程中强调多措施综合治理的原则,以加强边坡的稳定性。随着工程建设规模的不断增大,边坡高度增高,复杂性增大,对边坡的处治技术要求也越来越高。

5、结论

边坡是自然或人工形成的斜坡,是人类工程活动中最基本的地质环境之一,也是工程建设中最常见的工程形式,作为全球性三大地质灾害(地震、洪水、崩塌滑坡泥石流)之一的边坡失稳塌滑严重危及到国家财产和人们的生命安全。

通过研究岩质边坡稳定性以科学的方法与技术来防止边坡失稳灾害,从而有效地保护国家人民的生命财产安全。

参考文献:

[1]中国科学院武汉岩体土力学研究所编著.岩质边坡稳定性的试验研究与计算方法[M].北京:科学出版社,1981.

边坡工程论文范文第12篇

【关键词】边坡;稳定性;分析方法

Slope Stability Analysis Methods Research Status Analyses

Wang Jin-tao1, Yang Deng-feng1,2

(1.School of Civil Engineering,Qingdao Technological University Qingdao Shandong 266033;

2.China University of Mining &Technology Beijing 100083)

【Abstract】In view of all kinds of serious landslide disaster in our country,the history and the present situation of research on the slope. Described the major domestic value of theoretical research and its application, slope stability analysis method and its development were analyzed and summarized in this paper. Application should be based on the characteristics of slope engineering, taking rational analysis methods to obtain a more objective, reliable and reasonable evaluation results.

【Key words】Slop;Stability;Analysis method

1. 引言

随着我国经济的蓬勃发展,大量高层建筑、水利水电设施、矿山、港口、高速公路、铁路等工程项目开工建设。在这些工程建设过程中或建成运营期间,不可避免地形成了各种边坡工程。边坡失稳产生的滑坡灾害已经与地震、火山并列成为全球三大地质灾害之一 [1],在我国每年各类滑坡造成的经济损失高达200亿元,死亡数百人。因此,深入开展边坡失稳机制及监测预警研究,对于减少滑坡地质灾害、推动边坡治理技术发展、保障国家财产和人民安全有十分重要的意义。论文重点对国内外近年来边坡稳定性分析方法及其进展做简要介绍。

2. 边坡稳定性分析方法研究现状

人们对边坡稳定性分析的研究已逾百年,它涉及包含工程数学、力学、工程地质学、工程结构、现代计算技术等多个学科。随着科学的发展,人们对边坡稳定性的研究经历了从经验方法到理论研究、从定性研究到定量研究、从单一评价到综合评价、从传统理论方法到新理论新方法的过程 [2]。

2.1 工程地质分析法。

工程地质分析法是一种以工程地质类比方法、地质成因演化理论和岩体结构控制理论为理论基础的定性分析方法。通过工程地质勘察,首先对工程地质条件进行综合调查,分析已有的边坡破坏现象的成因、影响因素、发展规律等,然后分析所研究边坡与已发生破坏边坡在地质条件上的相似性和差异性,对比得出该边坡的稳定性分析与其发展趋势。该方法综合考虑了各种影响边坡稳定的因素,可对边坡稳定性及发展趋势迅速地做出预测,在确定复杂地质条件下岩质边坡的失稳模式和破坏机制方面独具价值 [3]。但地质条件因地而异,使用此方法主观性较强,对研究者的实践经验要求较高。

2.2 极限平衡分析法。

极限平衡分析法又称条分法,是出现较早并已纳入行业规范的定量分析方法。该方法通过假设潜在的滑动面,将滑坡体人为划分为若干刚性条块,然后建立条块间的静力平衡方程,求解边坡的安全系数,锁定最危险滑动面。研究者们对极限平衡分析法的改进主要着重两方面:一是研究最危险滑动面位置的规律,减少滑动面假设次数,以期减少计算量;二是对极限平衡分析法中的假定进行改进或补充,使之更符合实际。随着研究的不断深入,人们对极限平衡方法的研究逐渐由二维转向三维,并取得了一些列成果。

2.3 数值分析法。

随着计算机技术的飞速发展,高精度、多因素耦合作用下的边坡稳定性数值模拟得以实现。常见的数值计算方法有:有限单元法、有限差分法、边界元法、离散元法、快速拉格朗日分析法等。适于边坡稳定性分析的数值分析方法很多,基于各种数值分析方法的程序也层出不穷,以下主要介绍了应用比较广泛的三种数值分析方法。

2.3.1 有限元法。

(1)有限元法是一种比较成熟的数值分析方法,它将无限自由度的结构体系转化为有限自由度的等价体系,可以给出岩土体中应力、应变的大小和分布,避免了极限平衡法中过于简化滑体的缺陷。还可以进一步研究边坡体的流变效应、渗流问题、塑性区的形成过程等复杂问题。

(2)有限元强度折减法是在边坡稳定性分析中常用的一种有限元方法。它的原理是在有限元计算中,将边坡岩土体强度参数逐渐降低直至达到其破坏状态为止,程序可以自动根据计算结果得到破坏滑动面,同时求得强度储备安全系数。唐春安 [4,5]将强度折减法引入到岩石破裂过程分析RFPA方法中,形成了针对岩土结构稳定性分析的RFPA-SRM强度折减法,该方法可充分考虑材料细观、宏观非均匀性、地下水渗流对边坡的稳定性影响,为边坡稳定分析提供了一种新方法,李连崇 [6]等人采用RFPA-SRM强度折减法对边坡安全系数、含节理岩坡稳定性进行了深入的研究和探讨。

2.3.2 离散元法。

离散单元法的基本原理是:将所研究的区域划分为一个个任意形状的块体单元,这些单元可以是刚性的也可以是非刚性的,单元之间通过接触关系,建立位移和力的相互作用规律。计算时按照时步迭代并遍历整个块体组合,直到每个块体达到平衡状态,不再出现不平衡力和不平衡力矩为止。这种方法适用于解决非连续介质大变形问题,尤其是在分析被结构面分割的岩质边坡的变形破坏过程时是非常实用的。近年来我国学者胥良 [7]、朱永生 [8]、曹琰波 [9]等人在离散单元法方法的实际应用方面做了大量的工作。在数值分析和理论研究方面都取得了显著的成果。

2.3.3 快速拉格朗日法。

(1)快速拉格朗日法考虑到材料的非线性和几何学的非线性,采用了离散模型方法、动态松弛方法和有限差分方法三种技术,将连续介质的动态演化过程转化为离散节点的运动过程,可以准确地模拟材料的屈服、塑性流动、软化直至大变形。同时,该方法还可以考虑锚杆、挡土墙等支护结构与围岩的相互作用,被广泛地应用于边坡、土石坝、隧道围岩等的稳定性评价与支护设计中。基于快速拉格朗日法开发的FLAC [10]程序在国际上得到了广泛的应用。虽然快速拉格朗日法处理岩土工程问题具有极大的优越性,但也有不足之处。例如,对线性问题快速拉格朗日法要比相应的有限元法耗时更多,它只是在模拟非线性、大变形或动态问题时更具适用性。

(2)数值分析理论和相应的程序种类繁多且各具特色,因此在边坡稳定性研究中应针对实际情况合理选取相应的数值分析理论和程序。由于岩土体性质并非均质,地质构造错综复杂,加之各种外界因素(渗流、温度、地震力等)的影响,边坡实际破坏过程与数值模拟是存在一定差距的。

2.4 非确定性分析方法。

边坡稳定性分析过程中存在着大量不确定的因素,随着学科的发展,这些因素逐渐为人们所重视。在多学科交叉的学术背景下,边坡稳定性非确定分析方法逐渐发展起来并应用到实际工程中。

2.4.1 可靠性分析法。

边坡工程的可靠性分析方法借鉴了结构工程可靠性分析理论的方法,结合边坡工程自身特点,将边坡岩土体性质、外部荷载、地下水、计算模型等视作随机变量,采用概率分析方法和可靠度尺度描述边坡工程系统的质量。我国《岩土工程勘察规范》(GB50021-2009) [11]指出,大型边坡涉及除按边坡稳定系数值计算边坡稳定性外,尚宜进行边坡稳定的可靠性分析,并对影响边坡稳定性的因素进行敏感性分析。该方法计算所需的大量统计资料不易获取、各因素的概率模型及其数字特征的合理选取还存在问题,并且计算比通常的方法复杂,目前在边坡稳定性分析中还处于探索阶段,一般在实际工程中只作为一种辅助手段。

2.4.2 模糊数学分析法。

模糊数学分析法是把模糊理论应用到边坡稳定性分析中。应用该法时先分析影响边坡稳定的各种因素,赋予它们不同的权限,然后建立模糊关系矩阵并求出各个因素对稳定性的影响,最后用模糊评价方法的最大隶属原则进行选择,把边坡分为稳定、较稳定、较不稳定及不稳定等几个等级,为研究多因素、多变量对边坡稳定性的综合影响提供了行之有效的手段。李彰明 [12]对某一大型露天矿边坡工程地质条件进行调查并进行了物理力学性质测试,对模糊数学分析法在边坡稳定性分析中的应用做了研究。洪海春等 [13]将模糊数学应用于边坡问题,提出了确定模糊安全系数的方法。应用此法的困难之处在于相关因素及各因素边界值的确定,各种影响因素的权重多由经验确定,主观性稍强。

2.4.3 灰色系统预测法。

灰色系统理论认为,在决定事物的诸因素中,若既有已知的,又有未知的或不确定的,它们所在的系统则成为灰色系统。该法将边坡视为一个灰色系统,通过数据处理找出不完全信息的关联性,确定它们对边坡稳定性影响的主次关系,进而利用多因素叠加分析评估边坡的稳定性。此方法适合对含有不确定因素(如复杂的地质环境、节理裂隙发育情况不明)较多的边坡进行评价。

2.4.4 神经网络分析法。

神经网络法将神经网络理论引入到边坡稳定分析中来,把影响边坡稳定的因素视为变量,建立这些因素与边坡安全系数之间的非线性映射模型,利用神经网络的高度非线性映射能力预报边坡的稳定性。该法适于对知识背景不清楚、推理规则不明确、难以建模的边坡工程进行分析。赵胜利 [14]等采用SOM和BP复合神经网络模型,描述边坡稳定性程度及影响因素之间的复杂非线性映射,具有较高的分析准确率,有较强的工程应用价值。

3 结论

边坡稳定性分析与监测多年来取得了很多有价值的成果,传统方法不断得到完善,新理论新方法层出不穷,推进了我国滑坡灾害防治工作的发展。

(1)现行边坡稳定性分析方法种类繁多,极限平衡法因其方法简便可行,因而工程中比较常用。但其只考虑了条块间和滑面上下两部分之间的相互作用力,未考虑岩土体内部的应力作用,边界条件也过于简化,其结果往往误差较大。

(2)数值模拟在解决边坡工程问题时精度高,灵活性和适应性强,成为了边坡稳定性研究的有效手段,并将越来越多的运动到边坡工程问题中。但由于岩土工程问题的复杂性,边坡工程的数值分析还有很多工作要做。

(3)当前很多非确定性分析方法被引入到边坡稳定性分析中,极大地促进了边坡研究的发展。但是有些新理论处于研究的初期阶段,尚未普遍应用在边坡工程领域,还有待进一步研究、推广。

(4) 由于边坡工程的复杂性和影响因素的多样性,任何一种单一的理论和方法都不能较全面的解决具体工程问题,在实际应用中应根据边坡工程的具体特点,选用合理的理论分析方法,并与监测结果比对,得到更加客观、可靠、合理的评价结果。

参考文献

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[基金项目]住房和城乡建设部科技项目(2012-K3-21)资助。

边坡工程论文范文第13篇

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.

边坡工程论文范文第14篇

关键词:边坡,破坏形式影响因素,稳定性评价植物护坡

 

引言:

我国山地、高原、丘陵的面积总和占国土面积的70%,而此类地形最易形成边坡,加之我国经济的发展过程中公路、铁路、以及一些建构筑物的修建,边坡问题在我国越来越突出。边坡病害事故如滑坡、崩塌[1]等的频发给我国的经济发展以及广大人民的生命与财产安全带来了巨大的损害。。故对边坡问题的研究有着重要的意义。

一、边坡的分类

在边坡的分类中,根据分类标准以及研究重点的不同对边坡可有不同的分类。在我国主要的边坡分类有多种形式,以下仅列举文章用到的两种分类:

按是否人为因素形成可将边坡分为:自然(天然)边坡以及人为边坡。自然边坡是由一定的环境因素与地质因素形成的外在表现具有一定角度的斜坡。而人为边坡往往是由于人类的工程活动造成的。

按形成边坡的物质类型可将边坡分为:岩质边坡与土质边坡。岩质边坡又可分为:沉积岩性边坡、变质岩性边坡与岩浆岩性边坡。

二、边坡的主要破坏类型与破坏机理

1、平面破坏:边坡沿某软弱结构面滑动或倾倒。根据岩体的破环形式与机理之间的关系可知:滑动主要是由于滑动体的下滑力超过了软弱结构面的抗剪强度发生剪切破坏所致,倾倒则是垂直与滑面的下滑力分量超过了软弱面的抗拉强度发生拉张破坏所致。

2、楔体破坏:楔体破坏是滑体是由两个具有一定角度结构面切割而成,此时话题似楔状,破坏时滑体沿结构面的交线滑动。当结构面的交线的倾向指向破面临空方向时易发生破坏。此时的破坏机理为下滑力大于滑面的摩擦力所致。

3、曲面破坏:此时的滑面为曲面状,此类破坏形式主要见于碎裂状或散体状的岩体边坡以及均质土坡,坡残积土坡,砂土状强风化,不良地质堆积体等类型土质边坡。此时的破坏机理多是剪切破坏所致。。

三、边坡的稳定性的影响因素

1、水对边坡稳定的影响

我国著名的岩土工程大家黄文熙先生曾经说过:失事的基坑事故几乎都与土中的水有关。基坑的破坏有多为边坡的失稳,可见水对边坡的影响至关重要。对于土质边坡,如果边坡中水的平衡状态受到破坏,则根据太沙基的有效应力原理,土中的有效应力将会发生变化,从而导致边坡的稳定受到扰动,甚至破坏。对于岩质边坡,水的影响主要为软化岩体结构面、提供上浮力减小抗滑力等严重影响。同时,水在边坡稳定性的作用还体现在动水压力、渗透破坏、软化岩石等。

2、人类工程对于边坡稳定的影响

随着我国经济的大力发展,对于土地的利用程度逐渐加剧。一些大型的水库如小浪底水库、三峡大坝等的建设形成的数量居多的人工边坡以及受到扰动的自然边坡成为了我国边坡事故频发的原因;同时由于人口问题等,人类的工程见构筑物如高层建筑物、地下隧道工程、输水管线、输油气管线等工程的建设,形成的人工边坡或对自然边坡的扰动造成边坡的失稳,引起滑坡等灾害给人民的生命与财产安全造成了巨大的伤害。

3、爆破力对边坡稳定性的影响

由于煤炭等能源物质、建筑石材的开采以及隧道工程的施工多使用爆破法,强大的爆破能量使得边坡岩体产生急剧变形,形成一些应力扰动边坡,极易发生破坏事故。

4、地震等地质作用影响

地震以及地质构造作用是形成边坡破坏事故的一个重要的方面。地震往往会对人们的生命与财产安全造成严重的损害,然而真正给人们造成巨大伤害的往往不是地震本身,而是地震后的次生灾害,此类灾害一以滑坡为最巨。例如汶川地震由于地震引起的巨大滑坡,造成石块砸伤村名,堵塞交通,造成堰塞湖等灾难,造成了严重的伤亡事故。

四、边坡的稳定性评价的方法

目前土力学以及岩体力学中关于边坡稳定性的评价方法主要是安全系数法。。安全系数法是指最不利荷载组合下滑动面上的抗滑力分量与下滑力分量的比值大于一个比1大的数,这个比1大的数称为安全系数,在边坡稳定性计算中,安全系数的大小一般由工程的性质、重要程度、经济效益等因素综合确定。边坡的计算荷载一般指:边坡岩土体自重,边坡上的各种建构筑物产生的附加荷载,地下水产生的诸如静水压力、渗透压力等荷载,以及地震荷载等[3]。

虽然边坡稳定性评价的标准一般都为安全系数法,但对于边坡稳定性的计算理论与方法却有很多。这些不同的方法的区别在于对于边坡的破坏形式、破坏机理的假设以及对于下滑力与抗滑力的计算方法的不同。

目前对于边坡稳定性分析与计算的理论方法总体来说有四类:以极限平衡理论为基础的条分法、以弹塑性理论为基础的数值计算方法[3]、以以往工程施工经验为依据的工程地质类比法[4]以及其他的一些计算机的模拟方法。这些方法的主要区别在于所建的计算模型的不同,且建模所针对的对象有所区别。

五、植被护坡技术的原理与特点

不合理的发展或由于自然因素造成的众多的危险边坡,只有通过合理的加固措施对边坡进行加固才能保证长久的安全。现在的工程上的边坡治理技术主要有:挡墙、抗滑桩、锚杆(索)、土钉、挂网注浆等方法。此类工程方法的具有显著的优点,例如加固强度大,对深部的滑动面可以有效加固,加固的安全程度可进行计算分析等。也存在明显的缺点,例如时间长久后,施工难度大,耗费材料、施工安全度小以及维持的安全期有限等。

植被护坡技术是一种既保护环境又实现加固边坡的边坡治理技术。植被护坡技术是利用植被自身的特点来治理处于危险状态的边坡或将来有可能处于危险状态的边坡。其原理与优势主要表现在:第一,植物根系的强大的韧性与对岩土的锚固能力可以对软弱结构面进行加固错误!未定义书签。;第二,植被的强大的吸水能力与对于水的缓冲能力可以有效减少雨水对岩土体边坡的渗透破坏;第三,植被的蒸腾作用可以适当的减少地下水对边坡稳定性的影响,防止边坡在水的长期作用下发生破坏;第四,植被护坡可以有效的保护坏境、净化空气、防止水土流失,提高生态平衡;第五,植被护坡是利在当代、功在千秋的事情,植物根系的作用可以改善边坡状态,建立新的平衡,达到一劳永逸的治理边坡的作用。

然而,植被护坡仍有其不足之处,例如发挥作用所需时间漫长,植被在岩质边坡与某些土质边坡不易存活,植被的强度达不到治理边坡的要求,植被占据地面空间等。

因此,在边坡治理过程中,因该根据实际情况采取合理的边坡治理方法与技术。可采取工程方法治理边坡与植被治理边坡相结合的方法。

六、对我国边坡问题的几点看法

1、危险边坡的治理具有重大意义,可以有效的保证人民生命与财产的安全。植被护坡技术具有治理工程病害与保护生态的双重效益。

2、在发展中,我们要对各种工程进行环境影响评估,尽量减少对怀镜的扰动与破坏,以减少工程事故与后期维护与治理费用。

3、应对我国现有大型边坡尤其是人群居住密集区的边坡进行勘测与评估,以预防边坡灾害的发生。

4、对现有边坡进行加固时应结合一些先进的理论与技术,并针对工程地质情况,作出合理的工程方案,已达到经济合理。

参考文献:

[1] 张玉芳,王春生,张从明等边坡病害及治理工程效果评价。北京:科学出版社。2009。

[3] 赵明阶。边坡工程处治技术。北京: 人民交通出版社。2003。

[4] 张永兴。边坡工程学。北京:中国建筑工业出版社。2008。

边坡工程论文范文第15篇

关键词:山区公路、高边坡、病害防治

中图分类号:X734文献标识码:A 文章编号:

一、高边坡病害防治技术

一般将人工开挖形成的、高度大于30m的岩质边坡和高度大于20m的土质边坡称为高边坡。高边坡是将地质体的一部分改造成为人为工程,其稳定性受控于地质条件和人为改造的程度。高边坡病害防治设计具有预测性、风险性、动态性并对施工具有严格要求等特点。

高边坡病害的防治技术一般包括工程地质勘察的方法与内容、稳定性分析与评价的方法和理论、监测技术和治理工程设计原则和加固(支挡)工程结构设计。由于高边坡是对自然稳定的或者是不稳定山坡的人工改造,这种改造远远大于自然的改造速度,那么对于了解和确定拟开挖边坡的地质条件(地层岩性、地质构造和水文地质条件)、坡体结构和可能的变形规模与类型的工程地质勘察手段和内容尤为重要,此为高边坡稳定性分析和加固工程设计的基础。

1.1高边坡病害的空间预测理论与方法

1.1.1高边坡病害空间预测的基本途径

1)高边坡病害空间预测的涵义

高边坡病害的空间预测是指依据坡体结构,结合地下水分布规律和影响因素,确定其变形破坏的空间形态、规模和类型。高边坡稳定性是指不同坡体结构、岩体结构条件控制下高边坡的稳定性。坡体结构指山坡(斜坡)不同时期构造作用所形成的结构面的空间组合,主要由以下几个方面组成:

①不同成因、不同工程性质岩组的分布; ②结构面的空间组合,主要是软弱破碎带的分布;从边坡变形破坏来研究岩性、构造和坡体(岩体)结构。对于岩性主要是注意岩石的软硬,因为软的岩石,强度低,易变形,而硬的岩石,强度高,变形小。构造主要研究结构面的发育程度、相互切割关系、贯通程度,以及与临空面的关系。对于坡体(岩体)结构,主要注意那种结构易变形破坏,一般来说,前述的几种坡体结构组成的边坡易于变形失稳。

2)影响岩石高边坡稳定的因素

影响高边坡稳定的工程地质条件有岩性分布、构造格局、地下水补给条件和坡体(岩体)结构等。影响高边坡稳定的作用因素有: ①重力; ②地应力; ③由于岩体外形改变而造成作用力的改变; ④地震作用; ⑤水文地质条件的变化; ⑥洪水的冲刷; ⑦人为因素:切坡、堆填,人为爆破; ⑧软弱破碎带的风化。岩石高边坡的稳定性是研究在坡体(岩体)结构控制下受环境因素的影响,在一定年代内的变形和破坏。首先是调查了解山体和坡体的坡体(岩体)结构,其次是研究影响边坡变形的环境因素,需从观测、分析、对比等方法来掌握;最后利用岩石力学、土力学、以及数值分析、模型实验等来找出这些条件因素对各个高边坡变形的定量问题。此为高边坡病害空间预测和稳定性分析的基本途径。高边坡空间预测和稳定性的分析以岩石滑坡工程地质力学理论为指导,结合高边坡工程的特点,以宏观地质分析为主,首先确定高边坡变形破坏的空间形态和规模,在此基础上,应用岩体(石)力学理论和合理的数值分析方法确定不同坡体(岩体)结构控制下、各种工况下高边坡的松弛范围,两者相互验证,相互补充,以达到确定高边坡病害的类型和规模的目的。

1.1.2高边坡结构面地质力学调查分析方法

针对区域构造难以准确反映具体高边坡所处山体在地质历史时期所受到的局部构造应力场的期次、作用力的大小、方向和从节理统计有时定性不准这两个问题,选择从拟开挖山坡的地貌和结构面进行调查、配套分析研究,确定高边坡的坡体(岩体)结构,可能的变形规模、性质,使岩石高边坡稳定性研究建立在可靠的基础上。山坡中存在的构造面(结构面),是由于构造作用形成,它们符合构造应力作用下形成结构面体系,即通过对这些结构面的通查分析可确定斜坡所在山体受到构造作用力的次数和顺序,反过来指导研究岩石高边坡的坡体(岩体)结构,将两者结合并应用到高边坡病害的空间预测和稳定性分析称为“高边坡结构面地质力学调查分析方法”。

1.1.3坡体结构与高边坡病害的变形带之间的成生关系

高边坡病害的变形带是指病害体产生错、滑变形的底界,该底界是依附于坡体中发育贯通的、倾向临空的缓倾角结构面。无论高边坡是由较完整岩体,或是破碎岩体组成,其产生的边界中总是以变形破坏的底界(即变形带)的形成为控制核心。而后界及两侧界易于从高边坡中较陡的结构面组直接调查找出,而且它常随变形带范围的扩大而向后向两侧发展。为此,研究不同类型变形体的底界与倾向临空、缓倾结构面的成生关系是高边坡结构面地质力学调查分析方法的核心。

1.2高边坡病害防治的工作方法

高边坡是一种特殊的岩土工程,设计高边坡的坡高,坡形和坡率以及相应的加固和防护措施只有符合岩土体的性状才能保持稳定。总结近年来山区高速公路高边坡失稳破坏的大量事例,作者认为必须结合高边坡工程和高速公路建设特点进行地质勘察工作,总结如下:

1)在工程可行性研究阶段的高速公路选线时,由于地质条件复杂,应贯彻“地质选线”的原则,尽量避开不良地质地段。如大型老滑坡、崩塌、坍塌连续分布地段,以及岩层顺倾(顺层)地段,避免开挖后老滑坡复活和产生大量新滑坡。

2)应重视高边坡的工程地质勘察,尽量减少高边坡数量,降低高边坡高度,改变路线勘察中重桥隧轻路基的状况。据统计,施工后发生问题的大多是路基病害,特别是高边坡失稳破坏,其主要原因是前期地质勘察资料不足,设计的坡形、坡高和坡率不符合坡体岩土的实际情况。若能在勘察期间查清高边坡的地质情况及可能的变形类型,就可以与隧道和桥梁方案或移线方案作比较,减少高边坡的数量,降低高边坡的高度,设计符合实际的坡形,减少高边坡发生变形的可能。

3)高边坡设计是一种特殊设计,必须在尽可能详细了解边坡地段的地形地貌、地层岩性、风化破碎程度、构造、坡体结构和地下水分布以及自然斜坡的稳定状况等基础上,预测边坡失稳破坏类型和规模,从而设计出不出现大规模的坡体变形的坡形、坡率和坡高及相应的加固、排水和防护措施,并对施工方法提出严格而详细的要求。

4)高边坡的勘察设计必须贯彻“动态设计、信息化施工”原则,由于种种原因不可能全面掌握高边坡的全部地质资料,根据边坡开挖揭露的地质情况,修改和完善已有的边坡设计,特别是一些局部、小规模的边坡塌滑加固措施。

5)高边坡的开挖施工阶段,一方面应讲究科学的施工方法,适应于不同的地质条件,对可能发生变形的边坡,必须严格施工季节、工序和方法(防止雨水渗入、逐级开挖逐级加固、控制爆破等);另一方面加强监测手段,根据监测资料调整施工工序、进度和方法。

1.3高边坡病害预加固技术与方法

高边坡的开挖是对坡体应力状态的巨大改变,必然造成坡体应力的调整和坡体的松弛,“预加固”即控制变形在一定范围内,不使其发生破坏。加固(支挡)工程结构的设计,除了要保证结构的稳定外,还要考虑该结构如何施工,也就是如何把设计在图纸上的结构放到现实中去。在地质研究的基础上,基于新的理论、计算方法和大型模型试验,人们对高边坡变形失稳机理的认识不断深入,对坡体开挖与松弛变形关系的研究逐渐趋于量化,提出了高边坡病害防治工程的“变形控制”设计理念。即工程设计时充分考虑坡体在开挖以后可能出现的变形形式,针对可能的变形形式采取支护工程措施,并结合一定的施工方法预先对坡体的变形松弛进行控制,达到以最低的造价、最优的设计、最佳的施工方法治理边坡的目的。预加固技术是高边坡病害治理工程的一种全新的、合理的设计思路,其具体的形式与具体病害工点的具体情况有关,所做的预加固设计应建立在对具体病害工点病害成因的分析上针对边坡工程特点,加固(支挡)工程结构的设计,除了要保证结构的稳定外,还要考虑该结构如何施工。加固(支挡)工程结构设计要根据工程地质特性、施工条件来选择加固(支挡)工程结构的形式。根据不同的地质条件和边坡高度,目前经常采用的较有效预加固施工方法及工艺有以下几种:

1)分级稳定、坡脚锚固桩预加固如图1(a)所示;

2)分级开挖、分级锚固如图1(b)所示;

3)分级开挖、分级稳定、坡脚预加固如图1(c)所示。

(a)分级稳定坡脚抗滑桩预加固 (b)分级开挖分级锚索预加固 (c)边开挖边加固坡脚抗滑桩预加固

图1 预加固施工方法示意图

边坡采用上述施工工艺和施工方法后,适应了目前机械化大拉槽的施工要求,提高了施工工效;减小了开挖影响区范围,控制了边坡的开挖大变形,确保了路堑边坡在施工过程中的安全和边坡的长期稳定。

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