最新版西安科技大学研究生考试试卷完美版

研究生考试试卷

学号 201111540 姓名梁路路

所在学院地质与环境学院学科、专业地质工程

考试科目边坡加固技术

考试日期 2012年1月

课程学时 54 开（闭）卷开卷题号分数阅卷人1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

总分

注意事项

1、考生必须遵守考场纪律。

2、答题必须写清楚题号。

3、字迹要清楚，保持卷面整洁。

4、试题随试卷一起交回（试题写在黑板上时，答题时应抄写题目）。

边坡格构加固的研究现状及其发展

摘要格构的主要作用是将边坡坡体的剩余下滑力或土压力、岩石压力分配给格构结点处的锚杆或锚索，然后通过锚索传递给稳定地层，从而使边坡坡体在由锚杆或锚索提供的锚固力的作用下处于稳定状态。本文就边坡格构的加固研究现状及发展进行了详细的阐述。

关键词边坡格构加固研究现状发展

Abstrat: The main role of the lattice is the slope of the remaining decline in force or pressure of soil, the rock pressure distribution to the lattice node point at the anchor or anchor cable,and then through the cable passed to ground stabilization，So that the slope is in a stable state because of the role of the anchoring force provided by the anchor or anchor cable.Slope lattice reinforcement of Research and Development is in detail of article.

Key words: Slope Lattice Reinforcement Research Development

1 引言

格构]1[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]32[ 加以固定的一种边坡加固技术。格构技术一般与公路环境美化相结合，利用框格护坡，同时在框格之内种植花草可以达到极其美观的效果。这种技术山区高速公路中高陡边坡加固中被广泛采用，其护坡达到既美观又安全的良好效果。

近年来，随着国民经济的发展及交通、水利以及采矿等基础设施的建设，遇到的滑坡灾害问题日趋严重。因而，滑坡治理方法的研究也备受关注。预应力锚索格构梁结构作为一种新型的边坡抗滑支挡加固措施，近年来广泛应用于边坡工程的加固。预应力锚索]4[格构梁结构能将锚索的锚固作用与混凝土格构梁的支挡作用有效地结合起来，既能加固深层岩土体，又能够结合坡面防护，防止浅层岩土体的风化和水土流失。然而，目前对预应力锚索格构梁优化设计、边坡体内附加应力的分布规律以及加固后边坡安全分析方法研究甚少。因此，加强预应力锚

索格构梁结构加固边坡方面的研究具有对工程实践重要的指导意义。

2 边坡加固研究背景

在高速公路、铁路以及水利、采矿等工程中，边坡是常见的构筑物形式。边坡可分为天然边坡及人工边坡。人工边坡又可分为填方边坡及挖方边坡。填方边坡包括公路铁路工程的路基边坡以及水利工程中的堤坝等，而挖方边坡包括基础放坡开挖形成的边坡以及交通工程中的路堑边坡等。由于边坡表面倾斜，在重力以及其他外力的作用下，较高的边坡岩土体具有较大的重力势能，具有从高处向低处滑动的趋势。当岩土体内某一个面上的滑动力超过岩土体的抗滑力时，便会发生滑坡。

滑坡是一种危害极大的地质灾害，可导致交通中断，埋没城镇村庄，河道堵塞，对人类的生命财产安全以及生态环境带来严重的威胁。中国是滑坡灾害十分严重的国家，特别是20世纪80年代以来，随着全球气候的变化(如厄尔尼诺现象)以及人类活动范围空间的扩展等原因，滑坡灾害呈逐年加重的趋势。

据统计，全国范围内绝大部分省份都出现过严重的滑坡灾署，至少400多个市、区、县、镇，1000多个村庄受到滑坡的危害。近十多年来，滑坡造成的年均死亡人数已连续超过千人，造成的经济损失超过200多亿元。2010年8月8日，陕西舟曲县发生特大泥石流灾害，造成1467人遇难，298人失踪。因此，关于滑坡灾害防治问题的研究具有十分重大的意义。

3 边坡格构加固研究现状

3.1 边坡稳定分析

工程建设过程中，遇到边坡问题时，首先须分析判断边坡的稳定性。目前，边坡的稳定分析主要包括定性分析和定量分析。定性分析主要是通过工程地质勘查，对影响边坡稳定的因素、边坡的变形破坏方式及其力学机制的分析研究，并结合已有的边坡及工程经验进行综合对比分析，从而给出边坡的稳定性状态以及可能发展趋势的定性判断。常用的方法有历史分析法、泰勒稳定系数法、工程类

比法以及图解法等。

定量分析方法包括极限平衡法、数值分析法等。其中极限平衡法是工程中运用最早也是最普遍的一种方法。提出了边坡稳定分析塑性力学的上下限解法。Sarma采用假想的临界水平地震加速度作为衡量边坡安全程度的标准，可使计算工作大为简化。国内提出的分析固定滑裂面的传递系数法也得到了广泛的应用。对于岩质边坡，除了破碎的岩体边坡稳定分析方法与土质边坡相同外，岩质边坡一般可分为平面滑坡和空间滑坡，分析方法有传递系数法、极限平衡法、分块叠加法、水平投影法等。

数值分析法是目前岩土力学计算中使用比较普遍的分析方法。主要有有限单元法、有限差分法、边界元法、离散元法、块体理论与不连续变形分析等。其中基于有限单元程序的强度折减法在边坡工程中运用最为广泛。

国内外许多学者就最优化方法搜索边坡的最危险滑裂面开展了广泛的研究。最优化方法是近代数学规划中一个十分活跃的领域，主要包括下列三类:枚举法、数值分析方法以及非数值分析方法。其中数值分析方法包括了模式搜索法和牛顿法;非数值方法包括了模拟退火法、遗传算法、神经网络算法以及蚂蚁算法等。对于圆弧形滑裂面的边坡，可确定滑裂面圆心及半径的范围，通过枚举法利用计算机搜索边坡最危险的滑裂面。对于自由度较多的任意形状的滑裂面，周文通(1984)利用“鲍威尔法”[9]、闫中华(1983)利用“黄金分割法”探讨了圆弧一直线形最危险滑裂面搜索方法和牛顿法。孙君实(1983)和Nguyen(1985)分别提出了用复形法和单形法搜索任意形状滑裂面和圆弧滑裂面的最小安全系数的方法。Chen&Shao(1988)采用单形法和牛顿法搜索安全系数最小的任意形状滑裂面。朱大勇(1997)根据最优控制理论提出了边坡临界滑动场的概念和模拟临界滑动场的数值方法。陈庆中、高正中(2000)结合极限平衡理论、常微分方程的数值解法以及最优控制方法，提出了适用于边坡稳定的最优控制分析法。

随着对边坡变形、滑坡机理以及稳定分析等方面认识的加深，边坡稳定分析过程中所包含的不确定因素对分析结果的影响也越发突出。因此，边坡的可靠度和风险分析已经成为工程师日益关注的课题。Casagrande在1965年的太沙基讲座上做了题为“土工与地基工程中计算风险的作用”演讲。Morgenstem将岩土工程中的不确定因素概括为三类:管理因素、模型因素及参数因素。目前边坡的

可靠度和风险分析主要有蒙特卡洛法、一次二阶矩法和Rosenbleuth法等。3.2 边坡加固技术

当边坡的安全系数达不到要求时，就需要通过工程措施提高边坡安全系数，以满足边坡安全运行的要求。边坡的加固措施有放缓边坡、边坡排水工程、边坡岩土体加固、边坡坡面防护以及设置支挡结构等[16]。

放缓边坡是防止滑坡最常用措施之一，它的优点是施工简便、经济、安全可靠且效果明显。边坡失稳破坏通常是由于边坡过高、坡度太陡导致的，因而可通过削掉边坡上部不稳定岩土体或在坡趾处堆载，使边坡坡度变缓，以提高边坡的稳定性。

由于降雨是引起滑坡的一个重要因素，雨水渗入边坡不仅会增加边坡岩土体重度，冲刷坡面，而且可能导致岩土体的力学性质降低，因而边坡的排水是一项重要且有效的措施。边坡排水措施包括截水沟及坡内排水沟(洞)等。截水沟能够有效防止边坡以外的水流进入坡体，冲刷坡面，影响边坡稳定性。坡内排水沟(洞)能够将流入的降水排出坡体。

边坡岩土体]8[加固可分为压力注浆、锚杆、土钉以及预应力锚索等，对于填方边坡，还可通过加筋材或加筋挡土墙来提高边坡稳定性。压力注浆可使灌浆液通过钻孔壁周围结构面向四周渗透，对破碎边坡岩土体起到胶结作用，形成整体。此外，砂浆柱对破碎边坡岩土体起到销钉的作用，达到提高坡体整体性及稳定性的目的。锚杆适合加固中浅层的破碎或地层软弱的边坡，锚杆的加固边坡的机理相当螺栓作用。土钉是一种浅层边坡加固技术，通过向坡体内打入足够数量的土钉以加固边坡，提高其稳定性。预应力锚索利用自身的锚固力，可用于加固高度较高或者潜在滑裂面位置较深的边坡。

边坡防护包括植物防护和工程防护。植物防护是在边坡表面上栽种植被，通过植物的根系，起到固土、防止水土流失的一种防护措施。工程防护包括砌体封闭防护、喷射素混凝土防护及挂网锚喷防护。砌体防护适用于坡度较陡、坡面土体松散、自稳胜差的边坡，砌体可选用浆砌片石、浆砌块石、浆砌条石、浆砌预制块、浆砌混凝土空心砖等。对于稳定性较好但易被风化的岩质边坡，可在边坡