边坡工程第9章 工程实例
山体土石方边坡分级开挖分段合拢施工工法(2)
山体土石方边坡分级开挖分段合拢施工工法山体土石方边坡分级开挖分段合拢施工工法一、前言山体土石方边坡分级开挖分段合拢施工工法是一种在山体工程中常用的施工方法。
通过此工法，能够保证施工的质量和安全，提高项目的经济效益。
二、工法特点该工法的特点如下：1. 采用分段合拢的施工方式，大大减少了边坡施工过程中的不稳定因素，提高了施工的可靠性。
2. 通过分级开挖的方式，能够有效地减少边坡的坡度和坡高，降低了边坡的压力，增强了整个边坡的稳定性。
3. 采用合理的施工工艺和技术措施，能够保证开挖的质量和尺寸的准确性。
4. 通过科学的劳动组织和合理的机具设备的运用，提高了施工效率，降低了施工成本。
三、适应范围该工法适用于土石方边坡工程，包括公路、铁路、水利、矿山等工程，尤其是具有较大坡度和高度的边坡工程。
四、工艺原理该工法的施工原理是在保证边坡稳定性的前提下，通过分级开挖和分段合拢的方式进行施工。
具体原理如下：1. 分级开挖：根据边坡的高度和坡度，将边坡分为若干个工作面。
先从上部进行开挖，逐渐向下进行，直至开挖底部。
在每个工作面上，采取适当的台阶开挖方式，减少边坡的坡度和坡高，提高边坡的稳定性。
2. 分段合拢：在每个工作面开挖完成后，立即进行封边处理，采用适当的支护方式和施工材料，将边坡封闭，并在封边处理后将不同工作面进行连接，形成一体化的边坡结构。
五、施工工艺1. 施工准备：确定边坡的设计参数和施工方案，制定施工计划。
准备所需的材料、机具设备和劳动力。
2. 分级开挖：根据设计要求和施工方案，先从上部开始逐级开挖，逐渐向下进行，直至开挖底部。
3. 封边处理：在每个工作面开挖完成后，立即进行封边处理。
根据具体情况，选择合适的支护方式和施工材料，如钢筋混凝土喷射支护、锚杆支护等。
4. 分段合拢：在封边处理后，将不同工作面进行连接，形成一体化的边坡结构。
根据设计要求，采取适当的方法，如用钢筋将工作面连接在一起。
六、劳动组织在施工过程中，需要合理组织施工人员的工作，分配任务，确保施工进度和质量。
有限元法分析边坡稳定及工程实例
第!!卷第"期!##$年%月西北水力发电&’()*+,’-*’)./012./34)’1,15.)657’01)89:;!!<9;"================================================================>?@;!##$文章编号A B$C B D E C$F G!##$H#"D##F C D#E有限元法分析边坡稳定及工程实例李志宏I党发宁G西安理工大学I西安C B##E F H摘要A用有限元法分析边坡稳定性I能够对坡体内的应力分布J应变及变形分布J塑性区分布等规律较为准确的量化表征I还可以得出滑动面的大致位置和安全系数K本文对强度折减法的失稳判据进行评价I得出以弹塑性解是否收敛为标准更有说服力K对某水库近坝库岸边坡进行分析I并将其与传统方法所得的边坡安全系数相比I证实其工程应用的可靠性I能够在实际工程中加以应用K关键词A边坡稳定L弹塑性有限元L安全系数L强度折减中图分类号A M N E"!文献标识码A OP引言研究边坡稳定性的传统方法主要有A极限平衡法J极限分析法和滑移线场法等K这些边坡稳定分析方法都需要假定滑裂面的形状和位置I并且无法考虑坡体内部的应力应变关系I无法得到坡体的变形I也就无法分析真实的边坡失稳全过程I 使得其与真实的滑裂面存在一定的差异K用有限元法分析边坡稳定可以模拟岩土体的弹塑性变形I能够对坡体内的应力分布J应变及变形分布J塑性区分布等规律较为准确的量化表征I 还可以得出滑动面的大致位置和安全系数K用强度折减法分析边坡稳定I不必对滑裂面的形状和位置做出假定I破坏会自然地发生在土的抗剪强度不能抵抗剪应力的地带I使分析研究成果的理论基础更加严密Q B R K利用强度折减法分析边坡稳定性I能够揭示出边坡可能受损或破坏的部位J应力及应变的分布和大小I具有极限平衡法不可达到的优点K S有限元强度折减法基本原理及失稳判据B%C T年I U V?W X V?Y V Z[等在土工弹塑性有限元数值分析中首次提出了抗剪强度折减系数的概念I抗剪强度折减定义为A在外荷载保持不变的情况下I边坡内土体所发挥的最大抗剪强度与外荷载在边坡内所产生的实际剪应力之比K当假定边坡内所有土体抗剪强度的发挥程度相同时I这种抗剪强度折减系数定义为边坡的整体稳定安全系数K强度折减法分析边坡稳定其失稳判据通常采用某个部位的位移Q!R J有限元迭代求解过程的不收敛Q"R J广义剪应变Q E R J等效塑性应变Q T R等作为评判指标K文献Q E R将超过某一幅值的广义剪应变区从坡脚到坡顶贯通作为失稳准则I忽略了广义剪应变中的弹性分量I因而是不够合理和准确的K塑性区贯通若边坡没有发生很大的且无限发展的塑性变形和位移I边坡仍然处于稳定状态K文献Q$R收稿日期A!##T D B!D!%作者简介A李志宏G B%F#D H I男I山西阳高人I西安理工大学在读硕士研究生L党发宁G B%$!D H I男I陕西富平人I教授I 博士生导师I主要从事岩土工程值仿真分析面的研究K用超过某一幅值的等效塑性应变区从坡脚到坡顶是否贯通来判断边坡是否稳定!其中界限值的确定也具有一定的人为因素"事实上!有限元收敛性判断标准虽有一定的人为任意性!但只要模型建立正确!网格划分形状规则!收敛准则对安全系数的影响很小!是可以忽略不计的"在塑性区贯通的前提下!若有限元迭代求解不收敛!则说明滑裂面上土体产生无限大位移!边坡失稳破坏"从计算结果来看!对于选定的屈服条件!几种判据所得的结果差异并不很大#$%!但以有限元迭代求解过程的不收敛性为判据!标准更明确!因而更有说服力" &’(破坏条件对于理想弹塑性的岩土体来说!屈服条件与破坏条件是一致的"岩土体力学中!破坏条件有多种!这里采用广义米赛斯条件!形式如下)*+,-./0123,4式中+,55应力张量的第一不变量和6.055应力偏张量的第二不变量"6*7255与土性参数879相关的常数"在平面应变状态下!:;<=>?;@A;B C?;导出*1D E F9/G G-D E F0/921/G=H D9G-D E F0/9304即为:;<=>?;@A;B C?;条件"它在平面中是通过莫尔@库仑不等角度六边形的外接圆"郑颖人7徐干成等提出了一种与莫尔@库仑条件等面积圆的屈服条件!依据偏平面上等效圆的面积与莫尔@库仑条件的面积相等!得到*1/0G D E F9/0GI3J K D E F0/943G421/L G8=H D9/0G I3J K D E F0/943M4文献#$%还提出了与莫尔库仑准则精确匹配的:@A准则!其中*1D E F9 G218=H D93N4&’&强度折减基本原理与分析法假设边坡内滑裂面上某一点的应力状态为已知!根OH P;@Q H<R H S T准则!若此时土体没有发生剪切破坏!土体中的实际剪应力与实际中得以发挥的抗剪强度相同!即)U1U VW18X-Y X Z[B F9W18\-Y X Z[B F9\3L4由此可知实际中得以发挥的抗剪强度相当于折减后抗剪强度的指标"折减后的抗剪强度指标分别为)8\18W9\1B;=[B F3[B F9]W43$4计算方法为)首先取折减系数W!计算出折减强度值8\和9\!采用岩土体的:;<=>?;@A;B C?;屈服准则进行弹塑性有限元计算!根据计算是否收敛判断边坡是否稳定"若处于稳定状态!则继续增大折减系数W!反复计算!直至满足以上条件边坡处于临界破坏状态为止!认为此临界状态的W 值即为边坡稳定安全系数"^算例分析某均质土坡!坡高_10‘S!坡角分别为G‘a!G N a!M‘a!M N a!N‘a均质土坡"变性模量b10‘OA B!泊松比c1‘’G!土体天然容重d1,J’N >e]S G!粘聚力810N’‘>A B!内摩擦角910‘a"计算模型如图,所示"图,边坡有限元计算模型边界条件为左右两侧为水平约束!下部f7g 方向约束!上部为自由边界"按平面应变问题计算"计算中!力和位移的收敛标准系数均取为‘’‘‘‘‘,!最大迭代系数取为,‘‘‘次"求解器选用稀疏矩阵求解器3h i B;D?OB[;E j:E;?=[ h H R k?;4!选用全牛顿@拉普森迭代法3l<R R e?m@ [H F@n B i P D H F4#o%"用有限元强度折减法得出各坡度下!边坡的安全系如表,所示"表中l p O 3:A,4为莫尔@库仑外接圆屈服准则!l p O3:A04为莫尔@库仑等面积圆屈服准则!l p O3:A G4为oo西北水力发电第00卷表!用不同方法求得的边坡稳定安全系数方法坡角"#$%#&%’$%’&%&$% ()*+,-!.!/01!/&2!/’1!/#!!/!2()*+,-3.!/’’!/32!/3$!/$4$/20()*+,-#.!/#0!/3#!/!’!/$$$/23567897:法!/#42!/33’!/!3’!/$!’$/2##;<=>?6法!/#0#!/330!/!30!/$!0$/2#’@:A<8B:C!/32&!/!44!/$4#$/21#$/2$0图3临界状态下水平方向位移云图+"D#$%.图#临界状态下网格变形图+"D#$%.图’临界状态下的等效塑性应变云图+"D#$%.匹配,E-准则F图3G图’分别为时"D#$%时H 临界状态下水平方向位移图I变形图及等效塑性应变云图F根表!所得结果H567897:法I;<=>?6法与()*+,-#.所得的安全系较接近H()*+,-!.与()*+,-3.法和极限平衡法所得的安全系相差较大F所以本文建议采用有限元强度折减法中匹配,E-准则求取安全系F J工程应用金汤河金平坝址区近坝库岸H坡高约!’$K H 坡角约3$%F边坡普遍见坡积物覆盖H厚3$G#$KH最厚达&&K H下层为完整度较好的块状玄武岩F由于存在水的作用H建模时水位以下岩体及松散体均采用浮容重和有效强度参数+有效粘聚力I有效内摩擦角.H水位以上岩体及松散体均采用天然容重和天然状况下的强度参数F计算中忽略了水的渗透作用F按平面应变问题进行计算H边界条件为左右两侧水平约束H底部LH M方向约束H上部边界为自由边界F材料参数为N玄武岩N变形模量O D!$P-B H泊松比QD$/3’H粘聚力RD3/! *-B H内摩擦角S D&$%H天然容重TD32U V WK#H浮容重T X D!2/!U V W K#Y第四系松散体N变形模量OD34*-B H泊松比QD$/3#H粘聚力RD#$U-B H内摩擦角S D#$%H有效粘聚力RX D3$U-B H有效内摩擦角S D31%H天然容重TD!2/&U V W K#H浮容重T X D!$/$U V W K#Y采用非关联流动法则H取剪胀角Z D$F计算模型如图&所示H图4为临界破坏状态下H水平方向位移等值线图H可见H边坡已经产生很大的变形H经过计算H安全系数分别为N采用外接圆,-屈服准则H[$D!/0#Y采用莫尔库仑等面积,-圆屈服准则H[!D!/##Y采用匹配,-圆屈服准则H[3D!/3’F同时H采用传统的极限平衡法求取该坡体的安全系数H如图0所示F求得安全系数为!/3!3F可以看出有限元强度折减法中匹配,-准则与极限平衡法得出的安全系数十分接近H可以用于工程计算F图&边坡的有限元计算模型21第#期李志宏H等有限元法分析边坡稳定及工程实例图!临界状态下水平方向位移变等值线图"#$图%用极限平衡法求边坡安全系数&结论用弹塑性有限元方法分析边坡稳定’不必对滑裂面的形状和位置做出假定’破坏会自然地发生在土的抗剪强度不能抵抗剪应力的地带’并且可用于复杂的边界条件’使分析研究成果的理论基础更加严密(不仅可以考虑了岩土体的静力平衡条件’而且考虑了岩土体的应力应变关系(经过分析认为’用有限元迭代解的收敛性作为边坡稳定的判据更具有说服力’判断准则更加明确(通过对金平近坝库岸边坡的稳定性分析’证明用有限元强度折减法分析边坡稳定’使用有限元解的收敛性作为评判边坡是否稳定的标准是可行的’能够用于工程应用(参考文献)*+,陈祖煜-土质边坡稳定分析..原理-方法-程序*/,-中国水利水电出版社’0112-*0,宋二祥-土工结构安全系数的有限元计算*3,-岩土工程学报’+44%’+4"0$)+5%-*2,赵尚毅’郑颖人’等-用有限元强度折减法求边坡稳定安全系数*3,-岩土工程学报’0110’06"2$)262526!-*6,连镇营’韩国城’等-强度折减有限元法研究开挖边坡的稳定性*3,-岩土工程学报’011+’02"6$)61%5614-*7,栾茂田’武亚军’等-强度折减有限元法中边坡失稳的塑性区判据及其应用*3,-防灾减灾工程学报’0112’02"2$)+58-*!,刘祚秋’周翠英’等-边坡稳定及加固分析的有限元强度折减法*3,-岩土力学’0117’0!"6$)77857!+-*%,张鲁渝’时卫民’等-平面应变条件下土坡稳定有限元分析*3,-岩土工程学报’0110’06"6$)68%5641-*8,赵尚颖’郑颖人’等-极限分析有限元法讲座..9有限元强度折减法中边坡失稳的判据探讨*3,-岩土力学’0117’0!"0$)220522!-:;<=>?@A B C B D E F @D G <F H ?I C @C H A JC H ;H ;<K<H ;D L D E M N K ?>LN >O C ><<P C >O N Q ?R G @<S T U V W 5V X Y Z ’[\]^_‘5Y W Y Z"a W b ‘YcY W d e f g W h iX j k e l V Y X m X Z i ’n V ‘‘o W a W b ‘Y %+1168’p V W Y ‘$=I B H P ?q H )k V f X r Z V h V ef e g r m h gj f X #h V e_s /j X fg m X t eg h ‘u W m W h i‘Y ‘m i g W g ’h V ev W g h f W u r h W Y Zf r m eX jg h f e g g ’g h f ‘W Y‘Y vv e j X f #‘h W X Y ’t m ‘g h W l w X Y e W Yh V e g m X t e l ‘Yu e x r ‘Y h W j W e v ’‘m g X h V e ‘t t f X o W #‘h e t X g W 5h W X YX j Z m W v W Y Z g r f j ‘l e ‘Y v g ‘j e h ij ‘l h X f l ‘Y u e Z ‘W Y e v -T Yh V W g t ‘t e f h V e l f W h e f W ‘X j e d ‘m r ‘h W Y Zg m X t e g h ‘5u W m W h iu ‘g e vX Yg h f e Y Z h Vf e v r l h W X Y_s /‘f ee d ‘m r ‘h e v -k V el X Y l m r g W X YW g h V ‘h h V el f W h e f W X Yu ‘g e vX Yh V e l X Y d e f Z e Y l e X j g X m r h W X YW g #X f e f e ‘g X Y ‘u m e -k V eu ‘Y yg m X t e g h ‘u W m W h i X j X Y e f e g e f d X W f W g ‘Y ‘m i w e v -p X #t ‘f e vz W h Vh V eg ‘j e h ij ‘l h X f X Yh f ‘v W h W X Y ‘m #e h V X v ’h V ef e m W ‘u W m W h iX j g h f e Y Z h Vf e v r l h W X Y_s /W gl X Y j X f #e v‘Y vl ‘Yu e ‘t t m W e vh Xt f ‘l h W l e e Y Z W Y e e f W Y Z-{<A |D P L B )g m X t e g h ‘u W m W h i }e m ‘g h W l W h i‘Y vt m ‘g h W l W h i_s /}g ‘j e h ij ‘l h X f }g h f e Y Z h Vf e v r l h W X Y14西北水力发电第00卷。
结合工程实例探讨边坡锚索设计参数取值
性 锚 杆 取 １０ ．０
数Ｋ １ ６ ＝． ，处于不稳定状态 ，应采取支护措施 。 ０
（ 岩土参数分析 二） 采取支护措施时，主要对土体与锚固体粘结强度和
锚 杆 （ ）锚 固长度 的计 算进 行 分析 ： 索 １ ．土 体 与 锚 固体 粘 结 强度 。 按 边 坡 （ Ｂ ０ ３ — Ｇ ５ ３ ０
Ｙ＝ ９ ５ Ｎ ｍ 、 ｃ ２ ｋ ａ ＝ ５ 、 ｆ ｂ ４ ｋ ａ １． ｋ／ 。 ＝ ０ Ｐ 、 ２。 ｒ ＝ ０Ｐ 。
（ ） 文 地质 条件 三 水 根 据 钻 探 资 料 ，场 地 地 下 水 主 要 为 第 四系 孔 隙水
和 下 伏 基 岩 裂 隙 水 ，其 埋 藏 较 深 ，地 下水 位 在 坡 脚 下
结 合 工 程 实 例 探 讨 边 坡 锚 索 设 计 参 数 取 值
郑 庆 乐
（ 建 省龙 岩 工程勘 察 院 ， 建 龙 岩 ３ ４ ０ 福 福 ６ ０ ０）
摘 要 ： 坡 岩 土 体 与 锚 固体 粘 结 强 度 是 影 响 锚 杆（ ） 算 长 度 的 因 素 之 一 ， 文 中 通 过 某 项 工 程 实 例 对 锚 杆 设 边 索 计 计 参 数 取 值 进 行 了探 讨 ， 以获 取 合 理 可 行 的 结 果 。
某 边坡 位 于某 工业 区 内，原 始地 貌 为低 丘 台地 ，地 势稍 有起 伏 ，倾 向南西 ，现 有 坡面 自然 坡 角３ 。～６ 。 ５ ５ 不等 ，西１ ｉｅ 度缓 ，南 西侧 坡 度 陡 ， 中间 部分 已经 出 Ｌ］ ｆ坡
地 分 布 ；层 厚６ １～ １． ０ 、局 部位 置未揭 穿；④ 全 、 ． Ｏ ３８ ｍ
根据 设计施工 图，岩土层参数 的选取 主要 根据土工试 验成 果、工程类 比和经验等 方法 获取 ；按岩土工程 勘察报 告提 供的各地层在含水状态 下岩土参数 ，边坡采用 １０７ ：．５
边坡工程
1.4 边（滑）坡治理技术的发展
支挡工程的发展大体可分为三个阶段： 1）20世纪50年代以前，治理滑坡以地表和地 下排水工程为主，抗滑支挡工程主要是挡土墙。 2）20世纪60～70年代，在以应用排水工程和 抗滑挡土墙为主的同时，大力开发应用抗滑桩工程 以解决抗滑挡土墙施工中的困难。 3）20世纪80年代以来，在小直径抗滑桩应用 的同时，为治理大型滑坡，大直径挖孔抗滑桩开始 使用。
边坡工程
课程教学内容
第1章 第2 章 第3 章 第4 章 第5 章 第6章 第7 章 第8 章 第9章 边坡与边坡工程 边坡的类型及其破坏特征 边坡工程地质勘察 边坡稳定性评价 边坡稳定分析数值方法 边坡工程设计 边坡绿化 边坡工程施工与监测 工程实例
第1章 边坡与边坡工程
图1.9 三峡库区巴东县新城区某边坡治理前后对比图
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。 露天矿开挖形成的斜坡构成了采矿区的边界， 因此称为边坡；在铁路、公路建筑施工中，所形成 的路基斜坡称为路基边坡；开挖路堑所形成的斜坡 称为路堑边坡；在水利建设中开挖形成的斜坡也称 为边坡。 建筑边坡、水利水电工程边坡、基坑侧壁、自 然边坡、临时边坡、永久边坡、稳定边坡、失稳边 坡。
1.2 边坡工程
为满足工程需要而对自然边坡进行改造，称为 边坡工程。 边坡按成因可分为自然边坡与人工边坡。 人工边坡的几何参数根据工程建设的需要可以 人为控制。
边坡稳定问题是工程建设中经常遇到的问题。 边坡的失稳，轻则影响工程质量与施工进度，重则 造成人员伤亡与国民经济的重大损失。因此，不论 是土木工程还是水利水电工程，边坡的稳定问题经 常成为需要重点考虑的问题。 边坡的稳定分析是边坡设计的基础，稳定性分 析的前提是认识边坡，包括地质条件；岩土体室内 及室外试验；边坡的受力；力学分析。在稳定分析 的基础上，设计合适的的支护措施，进行边坡支护。
人工挖孔桩处理市区深基坑边坡工程实例
案 比较 后决 定采 用 了人工 挖孔桩 辅 以挂 网喷 锚 的支 护方 案 。用人 工挖孔 桩来 支挡 路基 边坡 的坍 塌 ，桩
作 者简 介 ：曹 勇 （ ６ １ ７年 ） ９ ，男 ，高 级 工 程 师
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６ ・ ９
维普资讯
设 计与 施工
言
北京市 北环 水 系北护 城河 段 、亮 马河 段综 合 治
理工 程北 护城河 段 与北 二环路 平行 ，沿 线依 次坐 落
Ｏ
膊
髓
ｍ ￣ １ｏ ＂ ￣ １
此外 ，松 林 间区各 土体性 质 分为 ：素 填土 、粉
质 粘 土 、 粘 质 粉 土 、 粉 砂 、 圆 砾 、粉 质 粘 土 、 粉 砂 ，土 层 厚 度 在 ０ ６ｍ ～ ６ ０ｍ 之 间 。 ． ．
【 摘
要 】 北 京 北 环 水 系北 护 城 河 段 、亮 马河 段 综 合 治理 工 程北 护 城 河 段 新 建 的 闸 室 ．设 计 采 用 人 【 孔 桩 辅 挖
以件 网喷 锚 的 支 护 方 案 。用 人 工 挖 孔 桩 来 支 挡 路 基 边 坡 的 坍 塌 ，桩 问 土 则 用 挂 网 喷 锚 予 以 固定 。 该 法 在 城 区 深
４ １ 挖 孔桩结构 设 计 ． 基坑 开挖 深 度 ９１ｍ，坑 边 荷 载 ｑ ０ Ｎ ｍ２ ．０ 一１ｋ ／ 。 排桩 ：桩径 １ １ ． ｍ，桩距 １ ７ ．ｍ，桩长 １． ０ ５ ４ ｍ，桩 顶 标高 ４ ． ０ ７ ８ ｍ，嵌 固长度 ６ ５ ｍ，配筋 主筋 １ ￣ ２钢 ．０ ５２ 筋 ，箍筋 ＠２ ０ ０ ，加强筋 中 ４ ０ ０ １ ＠２ ０ ，桩身 Ｃ ５混 ２ 凝 土 ； 锚 杆 ：标 高 ２ ． ０ ３ ８ ｍ， 孔 径 １ｃ ５ｍ，孔 距 １７ ． ｍ，长度 １． ｍ， 自 由端 长 ４０ ６０ ． ｍ，２根 中 ２钢 ２
边坡工程监测PPT课件
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7
边坡工程施工监测的内容
序号 监测内容
第 21 节
地表位移、裂 缝
监2 测 内3 容4 与 方5 法
地下位移、裂 缝
地声 应变 地下水位 孔隙水压力 河、库水位 泉流量 降雨量
6
地温
地震
2020/12/29
监测方法 前方交会法、视准线法、水准法、
测距三角高程法等 近景摄影测量法 测缝法 GPS法 测斜法 沉降法 重锤法 测缝法 量测法 应变计量测法 水位自记仪法 压力计量测法 量测法 量测法 雨量计法 记录仪法 地震仪法
监 优点，适用于边坡变形的中、长期监测。 测 •电测法一般采用二次仪表监测，将电子元件制作的传感 内 器埋设于边坡变形部位，通过电子仪表测读，并将电信 容 号转换成测读数据。 与 •电测法技术先进，仪表灵敏度高，监测内容广，但受环 方 境的影响较大，因此，在选用电测仪表时要结合具体的 法 监测环境，保证监测仪表的长期稳定性和监测成果的可
.
监测仪器和仪表 经纬仪、水准仪、全站仪、自动全站仪等
陆摄经纬仪等 游标卡尺、测缝仪、伸缩自记仪等
GPS接收机等 测斜仪、多点倒锤仪、倾斜计等
下沉仪、收敛仪、水准仪等 重锤、坐标仪、水平位错计等 三向测缝仪、位移计、伸长仪等
声发射仪、地震仪等 管式应变计、位移计、滑动测微计等
地下水位自记仪等 孔隙水压力计等 水位标尺等 三角堰、量杯等
•GPS已经在许多重要工程的变形监测中得到应用
2020/12/29
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12
仪表监测法（1）
•采用精密仪表监测边坡地表及深层的位移、沉降及倾斜、
第 裂缝相对变化、地声、应力应变和环境因素等。 2 •按采用的仪表可分为机械式仪表监测法（简称机测法） 节 和电子仪表监测法（简称电测法），两种方法都具有仪
边坡工程第9章-边坡防护与加固(冶金出版社)
9.1
边坡灾害防治原则及措施
9.1.1 防治原则 9.1.2 防治措施
9.1.1工程重要性
1 防治方案确定原则 边坡防治的实质是边坡变形破坏的防治，防治 原则应以防为主、及时治理，并应根据工程措施的 技术可行性和必要性、经济合理性、工程重要性及 社会效应等诸多方面制定具体的处治方案。
边坡，喷浆防护可在坡面形成保护层以防止进一步风化。但此法不 宜用于成岩作用差的黏土岩边坡，也不可直接用于涌水地段，在泄 水后保证坡面无水回流方可使用。
9.2.3 坡面防护设计-喷浆及喷射混凝土
2 材料及配比
水泥：采用不低于32.5级的普通硅酸盐水泥。 石灰：采用新出窑烧透的块灰，欠火或过火者不宜采用，其质量指标 应符合有关规范的规定。
9.2.3 坡面防护设计-浆砌片石
1 适用条件
适用于坡度缓于1：1的各种岩质和土质边坡，坡面因风化剥落、地表水冲刷、易发生流泥冲沟及表层溜坍等灾害时可采用浆砌片石护 坡，石材丰富地区最为合适。
2 材料选择
浆砌片石护坡所用的水泥砂浆强度一般为M5，受流水冲刷或位于寒冷地区应提高为M7.5或M10。石料应采用不易风化的坚硬岩石或
特别感谢本教材及PPT中引用文献及图片的作者！
边坡工程
Slope Engineering
吴顺川 北京科技大学 2017.10
第九章
边坡防护与加固
本章主要内容
本章主要介绍边坡工程防护与加固措施，详细介绍防
治原则、坡面防护、边坡支挡、边坡锚固、抗滑桩及边坡
第六至十章锚杆式挡土墙
图9-1 抗滑桩工作原理示意图
抗滑桩是边坡处治工程中常见常用的处治方案之一，从早期的木桩， 到近代的钢桩和目前在边坡工程中常用的钢筋混凝土桩，断面型式有圆形 和矩形，施工方法有打人、机械成孔和人工成孔等方法，结构型式有单桩、 排桩、群桩，有锚桩和预应力锚索桩等。 抗滑桩埋入地层以下深度，按一般经验，软质岩层中锚固深度为设计 桩长的三分之一；硬质岩中为设计桩长的四分之一；土质滑床中为设计桩 长的二分之一。当土层沿基岩面滑动时，锚固深度也有采用桩径的2～5倍。 抗滑桩桩长宜小于35m。对于滑带埋深大于25m的滑坡，采用抗滑桩阻 滑时，应充分论证其可行性。 抗滑桩的布置形式有相互连接的桩排，互相间隔的桩排，下部间隔、顶部 连接的桩排，互相间隔的锚固桩等。桩柱间距一般取桩径的3~5倍，以保证 滑动土体不在桩间滑出为原则。 抗滑桩一般布置于滑坡体厚度较薄、推力较小，且嵌岩段地基强度较 高地段。采用抗滑桩对滑坡进行分段阻滑时，每段宜以单排布置为主，若 弯矩过大，应采用预应力锚拉桩 。
图8-1 土钉墙
一、 土钉的分类
土钉按照施工方法的不同，可分为钻孔注浆型土钉、打人型土钉和射入型土钉二 类，其施工方法及原理、应用状况见表8-1。 表8-1
以上三种类型的土钉以钻孔注浆型上钉应用最多，这一支护结构由喷射混凝十、 注浆锚杆和钢筋网联合作用，对边坡提供柔性支挡。其技术实质是隧道施丁技术中 喷锚支护技术在边坡工程中的延伸，在实际工程中也称为喷射网支护技术，或者称 为土钉墙。
第六章
6.1 概述
锚杆式挡土墙
锚杆挡土墙是利用锚杆技术形成的一种挡土结构物。锚杆是一种新型的受 拉杆件，它的一端与工程结构物联结，另一端通过钻孔、插人锚杆、灌浆、 养护等工序锚固在稳定的地层中，以承受土压力对结构物所施加的推力，从 而利用锚杆与地层间的锚固力来维持结构物的稳定。 目前我国常见的锚杆式挡土墙有两种形式：柱板式和板壁式如图6-1所示。 柱板式挡土墙是锚杆连接在肋柱上，肋柱间加挡土板；而板壁式是由钢筋混 凝土面板和锚杆组成。
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图例
D
D'
Ⅳ 281.49 286.63 262.44
Qel+dl
4
第四系残 坡积土
边坡范围
287.30 k1+77
262.96ⅤE
F1 283.56
281.09
E'
T2b3 290.60
k1+86 263.13
286.21
282.74 291.01
263.67264.04 279.34 k10 264.44
该 段 边 坡 自 桩 号 0+00~0+79m 岩 层 倾 向 为 168~190，自1+03~2+13m段岩层倾向为330~335， 从产状及野外观察综合分析，此段边坡为一向斜， 其轴面向南东方向倾斜，两翼倾角变化较大，属斜 歪褶皱，其核部位于桩号0+79~0+103m之间，该地 段岩层裂隙较发育，岩体类型为Ⅲ类
巴东县属亚热带气候区，具有空气湿润、雨量充沛、 少冰雪、严寒等特点，多年平均气温17.5℃，7月 份平均气温28.3℃，最高气温达41.4℃，1月平均气 温5.9℃，最低气温－9.1℃。相对湿度66－81%， 常年主导风向为东南。多年平均降雨量
边坡区地层结构简单，由上而下可分为以下两 层：
①坡积土（Q4el+dl） ②泥质灰岩（T2b3）
(2)地质构造与地震 巴东县在大地构造上属扬子准地台次级构造单 元―上扬子台褶带八面山弧形褶皱地带的东北端 ，其北部为大巴山台褶带，西部为四川坳陷，东部 为江汉坳陷。八面山弧形褶皱带，其构造线在南部 为北东走向至北部逐渐转为东西走向。
C'
273.56
273.90
259.50259.51274.88 C' k11 Ⅲ 277.57
277.88 278.70
278.85 278.59
259.85 260.85276.51
281.12 砖281.00
280.54
284.37
k1+53
287.04
278.79 261.29 261.43
绝大部分节理为剪性，裂隙面平整或略有起伏，多呈 闭合状，部分微张裂隙间
由岩石碎屑和粘性土充填。三组裂隙倾向与坡向相 反或大角度相交，对边坡稳定性有利。 3） 水文地质条件 该边坡西侧与黄家沟相邻，黄家沟为一季节性冲沟， 沟谷下切较深，边坡区地表迳流条件好，排水条件 通畅，雨季时地表水流由南向北排入长江，边坡区 地势较高，地下水埋深较大，故未见有地下水出露， 边坡坡面处于相对干燥状态，边坡体水文地质条件 简单。地下水对该边坡基本无影响。
282.39
290.66
263.88Ⅵ264.16 272.78 278.68
264.13
T2b3
三叠系中统巴AA' 剖面线及编号 东组第三段
18°岩层产状 Ⅵ边坡工程地质分区
F1 断层及编号
2003年7月电子平板测图 1954北京地方坐标系
k2+16 269.58 x边 y==坡 3366终 1810点 99..89：2122265.02262砖 96.83.491272.87277.35282.4329208.93.722 264.64
0036.30 0036.80
0036.30 0036.95
砖5257.04 1:500
255.60
砖
255.08
A
砖6砖24砖595砖 .255378.2k0521685Ⅱ +.700.32B455482.2565796.石 .034k312+727169碎 .77.33526B232'5k.65117.20.7砖 322292675206...672969砖水 266泥 .26521地 75砖 .726.6206Ⅰ 273W72.06622.472266.5795砖 883.8..252295506720850.砖 水 ..9452800722076.362..3822泥 2857555699T...2788b2332362k770.0+0.00000x边 y2==6坡 133砖 .66起 9296152点 11.2.79： 693234.67
边坡工程第9章 工程实例
9.1工程概况
巴东县新县城到云沱段区间的云沱段连接线边 坡，位于在建公路旁，如图9.1所示为边坡平面图 ，该边坡东起该侧一栋六层民房处，西止于黄家沟 大 桥 桥 头 ， 总 长 216 ｍ ， 高 度 2~17 ｍ ， 坡 度 在 50~90°之间，边坡走向180~270°，边坡类型为 岩质边坡。由于组成边坡的岩体节理、裂隙极其发 育，岩石风化程度较强，以及边坡开挖产生卸荷拉 张裂隙，边坡大部地段处于极限稳定状态，使得坡 面岩块及碎块石土常发生崩塌、坠落现象，严重影 响了该路段的正常通行。因此治理工作迫在眉睫。
264.73 271.79 266.02268.98 276.42
黄海高程系等高距为1.0m 1996年版
0036.05
274.86
0036.80
0036.05 0036.95
图9.1巴东县云沱段 连接 勘察边坡位于黄家沟东侧，黄家沟位于长江南 岸，沟谷处坡角约为50，自南向北流入长江。该 段边坡为近期修建连接线公路时凿山形成，高度0 ～17m，边坡走向180~270，坡角50~90，边坡处 于极限稳定状态，坡面岩块及碎石土常有零星崩塌 、坠落现象发生。 2） 地层及岩土工程特征 (1)边坡岩性 根据边坡现场断面地质素描（如图9.2所示）和 实测剖面图，自东向西对边坡进行简要描述如下：
除向斜构造外，该段边坡桩号1+77~1+86段发育 一小规模断层F1，断层面产状16075，属逆断层， 上下盘地层断距1.5m，挤压破碎带宽11m，破碎带 裂隙密度大且不规则，岩体不完整，呈镶嵌、碎裂 结构，碎块间结合较差，岩体类型为Ⅲ类（地质剖 面见图8.3）。
据《中国地震烈度区划图（50a超越概率10%）》（ 1990年版），巴东县城区及邻近地区地震基本烈度为 Ⅵ度区，边坡治理设计抗震设防按6度考虑，设计地震 分组为第一组，特征周期T=0.25s，设计基本地震加速 值为0.05g。
(3)节理裂隙
据现场调查统计资料，该段边坡发育的节理、裂隙 主要有三组：第1组倾向为160~195，倾角70~75，平 均间距：0.7~1.0m；第2组倾向为0~15，倾角60~75， 平均间距：1.5~1.8m；第3组倾向为70~80，平均间距： 1.6m，倾角51~55。从裂隙方向的光滑程度等判断，