边坡支挡与防护
抗滑桩在边坡支挡和加固中的应用及基于
强度折减法有限元模拟
20世纪80年代中期以前，我国公路建设主要以低等级为主，深挖高填施工较少，公路建设投资不大，因而公路边坡稳定问题较少，边坡支挡工程不作为道路建设的主体工程，在公路工程建设中对边坡的防护常常被忽视。进入90年代以后，我国大量修筑高等级公路，遇到大量的高填深挖路基，边坡稳定问题日渐突出。90年代初期，边坡防护与加固仍主要沿用低等级公路的边坡工程技术会借鉴铁道部门的经验来实施局部处理，由于在边坡处治时缺乏综合考虑，为工程埋下隐患。90年代后期，我国公路建设进入了前所未有的高速发展阶段，吸取前期公路建设的经验教训，高等级公路边坡的综合治理受到重视。各地结合当地工程实践开展了一系列公路路基边坡防护和加固技术研究，公路边坡工程理论与实践取得了很大的进展。
1．边坡稳定性研究的发展方向
边坡稳定性研究由来已久，早期的边坡研究是仅以土体为研究对象的，该方法的显著特点是采用材料力学和简单的均质弹性、弹塑性理论为基础的半经验半理论性质的研究方法，并把此方法用于岩质边坡的稳定性研究，但由于其力学机理的粗浅或假设的不合理，其计算结果与实际情况差别较大。1959年法国Malpasset坝左岸坝肩岩体的崩溃及1963年意大利Vajont坝上游左岸的库岸边坡滑坡等，使人们清醒地认识到了边坡破坏的力学机理研究的不足，从而促进了边坡稳定性研究向前迈进了一大步。以弹塑性理论为基础和改进的极限平衡法应用为主的多种方法应运而生，特别是1967年人们第一次尝试用有限元研究边坡的稳定性问题，给定量评价边坡的稳定性创造了条件，并使其过渡到数值方法，从而使边坡稳定性研究进入模式机制和作用过程研究成为可能。
然而建立在极限平衡理论基础之上的各种稳定性方法没有考虑土体内部的应力应变关系，无法分析边坡破坏的发生和发展过程，没有考虑土体与支挡结构
的共同作用及其变形协调，在求解安全系数时通常需要假定滑移面为折线、圆弧、对数螺旋线等。而有限单元法克服了传统分析法的不足，不仅满足力的平衡条件，而且考虑了土体应力、变形关系和支挡结构的作用，能够得到边坡在荷载作用下的应力、变形分布，模拟出边坡的实际滑动面。另外强度折减法的提出使得人们可以通过有限元分析直接获得一个安全系数，不仅保持了有限元在模拟复杂问题上的优点，而且概念明确，结果直观，在工程中得到了越来越多的应用。
2.抗滑桩在边坡加固和支挡中的应用
抗滑桩是埋设于滑面上、下岩体中阻止滑体移动的桩形结构物。抗滑桩埋入滑面以下的部分称为锚固段，埋置于滑面以上的部分称为受力段。抗滑桩的受力段承受滑坡推力作用，传递到锚固段，在滑床的桩周地层反力嵌住桩身。如过桩的强度能够承受这些推力和反力，也就可以阻止桩背滑体的滑动。抗滑桩按制作材料分，有混凝土桩、钢筋混凝土桩和钢桩；按断面形式分，有圆桩、管桩、方桩和“H”形桩；按布置方式分，有密排式、间隔式、单排式和多排式；按施工方法分，有打入式、钻孔式、挖孔式等。
2.1 作用原理
作用于桩体上的滑坡推力，一部分由桩体传至桩前滑体，由桩前滑动面向上的抗滑力平衡；另一部分由桩体传至滑动面以下岩体中，因而桩前滑坡推力减小，滑体稳定性提高。即利用埋于滑床中的桩将滑体中未平衡的滑坡推力借桩传递而下作用于桩周的岩土上。抗滑桩能迅速、安全、经济地解决一些比较困难的工程，因此发展较快。
2.2 优缺点
抗滑桩的优点主要表现在以下几个方面：
1.抗滑能力大，污工数量小，在滑坡推力大。
2.桩位灵活，可以在滑坡中最有利于抗滑的部位，单独使用。分排设置时，可将巨大的滑体切割成若干分散的单元体，对滑坡起到分而治之的功效。
3.抗滑桩可以根据弯距沿桩长变化合理布设钢筋，因此较打入的管桩经济。
4.施工方便，设备简单，具有工程速度快，施工质量好，比较安全等优点。施工时可以间隔开挖，不至于引起滑坡条件的恶化，因此对整治通车路线上的滑坡和处在缓慢滑动阶段特别有效。
5.开挖桩孔能校对地质情况，检验和修改原有的设计，使其符合实际。
缺点则表现为，抗滑桩是大悬臂受力，主要靠滑动面以下的的桩身所受的地基反力来平衡滑坡推力，受力机制不合理，需要的桩长截面大，材料消耗多，工程造价高。
2.3 抗滑桩的适用性
抗滑桩适用于裂隙不太发育、完整性较好的缓倾斜中厚岩体、滑动面较单一倾角较小的滑坡，同时要求有一个明显的滑动面，滑面以下为完整的基岩（或密实的基础）能提供足够的抗力，不适用于软塑体滑坡。抗滑桩已是一种很成熟的滑坡加固方法。它成排布置，借助桩的受力段及桩背土体与桩两侧的摩阻力而形成的土拱效应以稳定滑体，不使其从桩间滑出，它的作用机理是利用埋于滑床中的桩将滑体中未平衡的滑坡推力借桩传递而下作用于桩周的岩土上。如果在桩的上部加上锚索，将一部分下滑力转移到锚索上，由锚索承担，这样就可以减少埋于滑床中桩的传递作用于桩周岩体的滑坡推力，桩埋入滑床中的深度相对减小，并使原来的悬臂抗滑桩，变成了一端近似铰接另一端近似弹性固端的一种梁式结构。预应力锚索抗滑桩结构主要由抗滑桩、预应力锚索、锚具等组成。位于滑面以下稳定基岩内的锚索称锚固段，其余为张拉段。对锚索施加预应力后，通过锚具将其与抗滑桩相连接，它的另一端穿过滑坡体后锚固于滑床内，从而使抗滑桩和预应力锚索组成一个联合受力的体系。用锚索拉力和桩体共同平衡滑坡推力，彻底改变了一般抗滑桩大悬臂受力的受力机理，改变了抗滑桩单一靠嵌固段地基抗力，平衡滑坡推力。这样的作用结果使得内弯矩大大尖小，桩径变细，桩的埋置深度变浅，达到了结构受力合理、节省投资、节约材料、缩短工期的目的。
从桩的受力机制看，普通悬臂抗滑桩是“被动”的受力状态，施工后在滑坡推力的继续作用下发生位移，桩才能逐渐具备抗滑能力，这对保护滑体上的已有建筑物非常不利，而预应力锚索抗滑桩是“主动”型。施加预应力后，滑体受到
反推力，这样就可以立即起到止滑的作用。滑体上已有建筑物不在继续变形，个别情况下原有变形裂缝还会逐渐弥合。
2.4抗滑桩的桩体构造
1、抗滑桩截面形状宜采用矩形，桩的截面尺寸应根据滑坡推力大小、桩间距、锚固段地基横向容许强度等因素确定，桩最小边宽度不应小于 1.25ｍ。在主滑方向不确定的情况下，可采用圆形截面。
2、桩身混凝土的强度等级不应低于C20。当地下水有侵蚀性时，水泥应按有关规定选用。
3、抗滑桩井口应设置锁口，桩井位于土和风化破碎的岩层时宜设置护壁，锁口和护壁混凝土强度等级不应低于C15。
4、抗滑桩纵向受力钢筋直径不应小于16mm。净距不宜小于120mm，困难情况下可适当减少，但不得小于80mm。当用束筋时，每束不宜多于3根。当配置单排钢筋有困难时，可设置2排或3排。受力钢筋混凝土保护层厚度不应小于60mm。
5、纵向受力钢筋的截断点应按国家标准《混凝土结构设计规范》（GB50010）计算。
6、抗滑桩内不宜设置斜筋，可采用调整箍筋的直径、间距和桩身截面尺寸等措施，满足斜截面的抗剪强度。
7、箍筋宜采用封闭式，直径不宜小于14mm，间距不应大于500mm。
8、抗滑桩的两侧和受压边，应适当配置纵向构造钢筋，其间距宜为400mm~500mm，直径不宜小于12mm。桩的受压边两侧，应配置架立钢筋，其直径不宜小于16mm。当桩身较长时，纵向构造钢筋和架立筋的直径应加粗。
3. 基于强度折减法抗滑桩有限元分析
3.1边坡稳定性有限元分析的强度折减法
强度折减法最早由ZienKiewicz等提出，后被许多学者广泛采用。强度折减法提出了一个强度折减系数，其定义为：在外载荷保持不变的情况下，边坡内土
体所能够提供的最大抗剪强度与外载荷在边坡内所产生的世界剪应力之比。在极限情况下，外载荷所产生的实际剪应力和抵御外荷载所发挥的最低抗剪强度即按照实际强度指标折减后所确定的、实际中得以发挥的抗剪强度相等。当假定边坡内所有土体抗剪强度的发挥程度相同时，这种抗剪强度折减系数相当于传统意义上的边坡整体稳定安全系数F s，又称为强度储备安全系数，与极限平衡法中所给出的稳定安全系数在概念上是一致的。
本文采用理想弹塑性模型和Mohr-Coulomb屈服准则。折减后的抗剪强度参数可分别表达为：
c m=c F r
φm=arctan?tanφF r
试中，c和φ是土体所能够提供的抗剪强度；c m和φm是维持平衡所需要的或土体实际发挥的抗剪强度；F r是强度折减系数。
用强度折减法有限元分析边坡的稳定性，采用解的不收敛作为破坏准则。在指定的收敛准则下算法不能收敛，即表示应力分布不能满足土体的破坏准则和总体平衡要求，意味着出现破坏。
在Abaqus中实现强度折减法的具体步骤为：
1）定义一个场变量，通常取为强度折减系数F r。
2）定义随场变量变化的材料参数模型。
3）在分析开始指定场变量的大小，并对模型施加重力荷载，建立平衡应力状态。
4）在后续的分析步中线性增加场变量F r，计算终止（数值不收敛）后对结果进行处理，按照失稳评价标准确定安全系数。
3.2抗滑桩强度折减法实例分析
有如图1所示均质边坡，土体容重为γ=20kN m3，粘聚力c=12.38kPa，摩擦角φ=20。，不考虑土的剪胀效应，弹性模量为100MPa，泊松比为0.3。
图1 模型示意图
土体采用四节点平面应变单元模拟，模型见图2。约束条件：限定模型两侧的水平位移和模型底部两个方向的位移。
图2 边坡平面模型
在自身重力作用下边坡的位移矢量图、塑性区和位移等值线云图分别如图3、图4和图5所示。
图3 极限平衡状态下位移矢量图
图4 极限平衡状态下塑性区
图5 极限平衡状态下位移等值线云图
以数值计算不收敛作为土坡稳定的评价标准，由场变量随x方向位移变化曲线（如图6所示）可以得到该边坡的安全系数，为0.99。
图6 场变量随x方向位移变化曲线
3.3抗滑桩对边坡稳定性的影响
针对滑坡灾害的防治人们提出不同的理论和方法，其中抗滑桩由于成本低，并且能有效阻止土体的滑动变形，被人们广泛的采用。基于极限平衡法的边坡稳定性分析法无法给出桩土相互作用的应力分布和变形特点。采用数值方法对抗滑桩-边坡系统的稳定性分析，可对边坡土体和抗滑桩分别进行单元离散，用弹塑性对其进行应力和应变分析，反映桩土之间相互作用的真实机理，是一个耦合的计算方法。
为了研究抗滑桩的打入角度对边坡稳定的影响，在Abaqus中对其进行模拟，为了简便，假定抗滑桩为钢材，弹性模量为2.09E5MPa，泊松比为0.3，桩土见竖向摩擦系数为0.51。桩径为0.8m，长度为8m。对桩竖向垂直打入和沿边坡面垂直打入两种方式进行数值计算，分别得到边坡的稳定系数，并结合塑性变形区进行对比。
边坡平面模型
极限平衡状态下位移矢量图
极限平衡状态下塑性区
极限平衡状态下位移等值线云图
场变量随x方向位移变化曲线
通过对比可以看到虽然沿着斜坡面垂直打入的桩对于土体塑性区的产生有良好的抑制作用，但是土体整体的变形与竖直打入的抗滑桩效果相比明显加大，而且对于坡脚的土体不能起到良好的控制变形的效果，因此认为竖直打入抗滑桩
效果要好。
4.结论
本文对边坡的稳定性分析进行了简单的回顾，并且重点介绍了抗滑桩这种常见的支护手段。同时利用Abaqus内置的场变量实现了强度折减法，并且成功的对简单的边坡进行稳定分析，得到其安全系数。同时充分利用了有限元方法在分析桩土共同作用的应力应变分布特点的优势，对抗滑桩打入角度进行了数值分析，得到相应的结果，对于实际工程应用具有一定的指导价值。
（1）对边坡进行稳定性分析时，有限元法克服了传统极限平衡法的许多不足之处，不仅能得到比较符合实际情况的边坡应力、变形分布及发展趋势，而且还能确定实际滑移面。
（2）边坡稳定性分析的强度折减有限元法是将岩体实际的强度参数除以折减系数，再代入有限元程序中进行分析，当达到极限平衡时，此时的折减系数即为边坡的稳定性安全系数。这种方法物理概念清晰、物理意义明确，经工程应用验证，可用于边坡稳定性分析。
（3）通过对抗滑桩两种不同角度打入土体数值计算结果对比，发现数值打入的抗滑桩效果要明显好于沿着边坡面垂直打入的抗滑桩，对于工程实践有一定的指导价值。
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深基坑与边坡工程考试题目(北矿)资料讲解
《深基坑与边坡工程》2016年试题及答案 1. 简论北京地区土钉墙的变形破坏特征。（20分） 答：土钉墙支护技术是一种原位土加筋技术，是通过钻孔、插筋、注浆来设置的，加设钢筋网片并喷射混凝土，使钢筋与土体共同作用，也可以直接打入粗钢筋或角钢形成土钉。土钉墙可以增强土体的抗拉强度和抗剪强度，提高土体的稳定性，确保土体开挖时边坡稳定安全。 由于土钉自身的强度和刚度，以及其土钉在土体内高密度的空间分布形成复合土体的骨架，使复合土体形成一个整体，骨架有约束土体变形的作用。在复合土体内，土钉与土体共同承担外荷载和自重应力，土钉起分担作用。由于土钉有很高抗拉、抗剪强度和土体无法相比的抗弯刚度，所以在土体在进入塑性状态后，应力逐渐向土钉转移。当土体开裂时，土钉分担作用更突出，这时土钉内出现了弯剪、拉剪等复合应力，从而导致土钉体中浆结体碎裂、钢筋屈服。复合土体之所以在超载作用下表现出塑性变形延迟、渐进式开裂的特征，与土钉的分担作用是分不开的。研究表明，土钉分担荷载的比例与土钉与土体相对刚度比、土钉所处的空间位置及复合土体的应力水平因素有关。土钉体可以把滑裂域内部分应力传递到后边稳定土体中，并分散到较大范围的土体内，降低复合土体中的应力集中程度。从而推迟了滑裂域的形成与发展。土钉支护技术坡面上设置的与土钉相连在一起的钢筋混凝土面板是发挥土钉有效作用的重要组成部分。喷射混凝土面板起到约束变形作用，面板约束力取决于土钉体表面与土的摩阻力以及与土钉的连接程度，当复合土体开裂区域扩大并连成片时，摩阻力由开裂区域后的稳定复合土体提供。 工程实录分析及研究表明，北京地区土钉墙的破坏形式可分为以下三类： （1）搅拌桩弯折断裂，周围土体倾覆。基坑开挖后，土钉墙的挡水结构——搅拌桩直接经受来自非开挖侧土体的侧向水土压力的作用，因而地层开挖后如不及时施工土钉，搅拌桩将发生弯曲变形，并将有可能因材料抗拉强度不足而弯折断裂，从而导致周围土体倾覆倒塌。 （2）渗流破坏，坑底隆起等。渗流破坏主要表现为管涌、流土和突涌。坑底隆起主要变现为坑底发生过大的隆起，墙后地面下沉，影响环境安全。 （3）搅拌桩断裂，周围土体整体滑移。基坑开挖后，复合土钉墙在受力变形过程中，有可能因抗剪承载力不足而沿边坡滑动面发生整体滑移破坏。边坡抗滑承载力由搅拌桩——土钉材料和土体抗剪强度共同提供，发生整体滑移破坏时搅拌桩被剪断，土钉被拔出或弯曲。 2. 试比较深基坑支护结构设计中的等值梁方法、弹性地基梁方法和有限元方法。 （20分） 答: 有限元法在模拟基坑开挖时由于存在不可避免的弱点，即土体本构模型和土体参数难以确定，以及土体按连续介质模拟时采用的边界条件与实际工程之间可能存在差异等，使其应用受到限制。虽然近年来发展了反分析方法以确定土体参数，使其更加符合实际，但从总体而言，目前在开挖支挡结构设计中应用较多的仍然是等值梁法和弹性地基梁法。
水利工程施工中边坡防护技术的应用分析
水利工程施工中边坡防护技术的应用分析 摘要：在进行水利水电工程的建设过程中，要根据施工现场的实际情况进行边 坡防护技术的具体应用。另外，还要根据工程具体的施工方案做出相应的调整， 避免施工工期延长等问题的出现。通过应用边坡防护技术，可以有效的避免施工 过程中边坡岩石崩塌问题的发生，同时还能有效的避免出现塌陷等问题，这对于 提升水利工程的施工质量十分重要。本文笔者根据工作实践经验对水利工程施工 中边坡防护技术的应用进行了分析探讨。 关键词：水利工程；施工；边坡防护技术；应用 1水利工程施工中的边坡防护技术简介 1.1水利工程的重要性 水利工程对于合理地利用水资源，减少水对人民生产生活的影响和危害具有 重要的意义。水利工程的应用非常广泛，不仅可以用来进行发电，还可以用来防洪、蓄水、排洪等。同时水利工程也是重要的基础设施，能够为农民增产增收提 供良好的保障，对于促进农业经济的发展具有重要的帮助。水利工程是农业发展 的重要基础，在农村经济发展的过程中离不开水利工程。水利工程的广泛应用， 有效地减少了水资源的浪费，提高了资源的利用效率，对于促进生态城市的建设，减少洪涝灾害的影响具有积极的意义。 1.2边坡防护技术分析 在水利工程施工的过程中，边坡的应用非常广泛，在边坡防护方面其形式也 比较丰富，有护面墙、挡土墙、框格锚索等形式。根据水文条件以及基坑的深浅，以及基坑周围的环境等因素的差异，还可以分为不同的防护结构。边坡防护技术 能够有效地提高边坡的稳定性，从而防止出现水利工程岩质坍塌等问题。水利工 程边坡环境的不同，所需要的边坡防护技术也存在着一定的差异。在土质边坡防 护的过程中，应当先从上到下进行开挖，在施工的过程中需要控制好削坡层的厚度。在岩质边坡的开挖防护过程中，所接触到的材料主要是岩石，为了提高施工 的效率，应当检测岩石的硬度，可以根据岩石的硬度来选择适应的施工方式。 2边坡防护技术在水利工程中的应用 2.1锚杆防护技术 在水利工程施工的过程中，锚杆防护是目前常用的边坡防护防护，其效果也 比较好，在水利工程中比较受欢迎。在锚杆防护施工的过程中，其成本比较低， 而且操作方便。在工作时，可以利用边坡内部的锚杆来调整边坡的力学状态，从 而使边坡周围的岩石带更加地稳定，从而确保边坡的稳定。在水利工程边坡防护 的过程中，锚杆应当采用二级普通螺纹钢筋，在墙壁或者地表钻孔，将锚杆固定好。在施工的过程中需要搭建相应的脚手架，从而达到支护的目标。在边坡开挖，利用锚杆进行防护时，应当根据岩石的走向调整好角度，从而确保锚杆施工的准 确性。 2.2浅层与深层防护 在水利工程施工的过程中，对于边坡浅层进行防护时，可以采取喷洒混凝土、排水孔或者锚杆束等方式。在施工的过程中，可以应用相应的钻孔设备来提高钻 孔的效率。锚杆束主要应用在岩层结构比较完整的环境中，在施工的过程中可以 先进行注浆然后进行插杆。深层防护在水利工程中的应用也非常普遍，能够达到
建筑边坡工程技术规范
建筑边坡类型 3.1.1边坡分为土质边坡和岩质边坡3.1.2岩质边坡的破坏形式（表）滑移型+崩塌型 3.1.3确定岩质边坡的岩体类型应考虑因素 3.1.4视为相对软弱岩质组成的边坡情况和可分段确定边坡类型情况 边坡工程安全等级 3.2.1边坡工程安全等级（表） 3.2.2安全等级为一级和二级的情况3.2.3边坡塌滑区范围估算 设计原则 3.3.1两类极限状况定义 3.3.2荷载效应最不利组合（分项系数，重要系数γο等） 3.3.3永久性边坡的设计使用年限应不低于受其影响相邻建筑的使用年限3.3.4考虑地震作用影响的原则 3.3.5边坡工程设计应包括内容 3.3.6计算和验算的对象和内容 一般规定 3.4.1设计时应取得的资料 3.4.2一级边坡工程应采用动态设计法（内容） 3.4.3二级边坡工程宜采用动态设计3.4.4边坡支护结构常用形式（表）参考因素 3.4.5不应修筑边坡情况 3.4.6避免深挖高填，后仰或分阶放坡3.4.7洞室 3.4.8生态保护+自身保护措施 3.4.9下列边坡工程专门论证 开挖坡角，坡顶超载，水渗入坡体 排水措施 3.5.2截水沟（地表水） 3.5.3排水管、管井、截槽（地下水）3.5.4 坡顶有重要建（构）筑物的边坡工程设计 3.6.1设计规定（与基础相邻作用）3.6.2新建边坡措施（与相邻基础）3.6.3新建重要建筑规定 3.6.5已建档墙坡脚新建建（构）筑物 时 3.6.6位于稳定土质或弱风化岩层边坡 的挡墙和基础 四、边坡工程勘察 一般规定 4.1.1一般建筑边坡工程应进行专门的 岩土工程勘察；二、三级建筑边坡工 程可与主体建筑勘察一并进行，但应 满足边坡勘察和要求。大型的和地质 环境条件复杂的边坡宜分阶段勘察； 地质环境复杂的一级边坡尚应进行施 工勘察（专门勘察+合并勘察+分阶段 勘察+施工勘察对应情况） 4.1.2勘探范围+控制性勘探孔深度 4.1.3勘察报告内容 4.1.4变形监测、水文长观孔 边坡勘察 4.2.1勘查前应取得的资料 4.2.2分阶段勘察 4.2.3勘察应查明的内容 4.2.4勘探的方法 4.2.5详勘的勘探线、点间距（垂直边 坡走向，数量≧2） 4.2.6三轴试验，试样数量 4.2.7特殊要求、流变试验 4.2.8及时封填密实 4.2.9可选部分钻孔埋设检测设备 气象、水文和水文地质条件 4.3.1三样地质勘察，满足要求 4.3.2抽水试验、渗水试验、压水试验 来获得水文地质参数 4.3.3还宜考虑雨季和暴雨的影响 危岩崩塌勘察 4.4.2比例尺 4.4.3勘察要求（崩塌史、地形地貌、 地质条件、地下水） 4.4.4危岩破坏形式评定 4.4.5危岩稳定性判定 边坡力学参数 4.5.1结构面抗剪强度指标标准值（表） （?∫） 4.5.2结构面的结合程度 4.5.4边坡岩体内摩擦角折减系数值 4.5.6土质边坡水土合算和水土分算 五，边坡稳定性评价 一般规定 5.1.1需稳定性评价的边坡 5.1.2稳定性评价的过程 5.1.3坡脚地面抗隆起和抗渗流的适 对象 边坡稳定性分析 类计算方法的适用对象 5.2.3图例滑动法 5.2.4平面滑动法 5.2.5折线滑动法 5.2.6渗流边坡考虑地下水作用的事 边坡稳定性评价 5.3.1边坡稳定性安丘系数（表） 六、边坡支护结构上的侧向岩 土压力 侧向土压力 6.2.2静止土压力系数koi 6.2.3平面滑裂面假定，土动土压力 力标准值，土对挡土墙墙背的摩擦 δ 6.2.4当墙背直丽光滑、土体表面水 时，主动土压力标准值 6.2.5当墙背直立光滑、土体表面水 时，被动土压力标准值 6.2.6有地下水但未形成渗流时，侧 力的计算规定 6.2.7形成渗流时，尚应计算（有较 的稳定岩石坡面） 6.2.9坡顶有线性分布荷载、均载和 顶填土不规则时 侧向岩石压力 6.3.1静止岩石压力指标值 6.3.2对沿外倾结构面滑动的边坡， 动岩石压力合力标准值（岩质边坡四 形滑裂时侧向压力计算） 6.3.3对沿缓倾的外倾软弱结构面滑 的边坡，主动岩石压力合力标准值 6.3.4侧向岩石压力和破裂角计算规 6.3.5基础不存在外倾软弱结构面时 侧向岩土压力的修正 6.4.1侧向岩土压力的修正（表） 6.4.2岩质边坡静止侧压力折减系数 七、锚杆
高边坡防护类型及施工、安全控制要点
高边坡防护 一、防护类型 常见的高边坡防护措施有：SNS柔性网防护、喷锚网支护、锚杆锚索框格梁防护等。 1、SNS柔性网防护 SNS柔性防护网是一种非常新颖的彻底改变传统的边坡防护观念的新技术产品。能够将工程对环境的影响降到最低点，其防护区域内可以充分的保持土地、岩石的稳固，通过人工实施植草、植树的绿化作用。适用于任何复杂的地形，同时又不破坏原始地貌，产品呈网状，视觉干扰小，便于人工绿化，利于环保，将工程与环境融合。边坡柔性防护系统主要产品可分为主动防护系统和被动防护系统两种：系统以钢丝绳作为主要构成部分并以覆盖（主动防护）和拦截（被动防护）两大基本类型来防治各类斜坡坡面地质灾害和雪崩、岸坡冲刷、爆破飞石、坠物等危害。SNS柔性防护网在全国各大工程中的运用实际情况，其标准化的工厂生产，显示了较强的适应性能，并且还具有结构简单、施工周期短等经济性能，同时，较高的防护能级以及特殊的材料工艺，体现了安全、耐久的性能，作为防止落石危害，确保生命以及财产安全，SNS柔性防护网具有很高的实用价值。 施工安装要点：1、对钢柱和锚杆基础进行测量定位；2、基座锚固；3、钢柱及上拉锚绳安装；4、侧拉锚绳的安装；5、上下支撑绳安装；6、钢绳网安装；7、格栅安装。 由于SNS柔性网防护系统材料性能稳定，安装方便快捷，施工简单，易操作，防岩崩效果好，所以它适宜在开挖成台阶的高大外边坡上使用。SNS柔性网防护系统采用的是一种开放式防护方法，按照设计正确组织实施，较传统的全坡面防护方法节约大量资金，降低工程造价，同时又增添了高速公路景观的美感。 2、喷锚网支护 喷锚网支护是靠锚杆、钢筋网和混凝上层共同工作来提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度，减小岩（土）体侧向变形，增强边坡的整体稳定性。主要适用于岩性较差、强度较低、易于风化的岩石边坡；或虽为坚硬岩层，但风化严重、节理发育、易受自然营力影响、导致大面积碎落，以及局部小型崩塌、落石的岩质边坡；或岩质边坡因爆破施工，造成大量超爆、破坏范围深入边坡内部，路堑边坡岩石破
边坡支挡结构可靠性设计分析
边坡支挡结构可靠性设计分析 发表时间：2019-04-01T15:45:01.707Z 来源：《防护工程》2018年第35期作者：李伟 [导读] 预应力锚索加固两种边坡支挡结构，探讨其结构可靠性，希望可以为相关工作提供一定帮助。 林同棪国际工程咨询（中国）有限公司重庆 401120 摘要：随着经济水平的提高，人们对生产和生活环境的改善需求也越来越大，随之而来的是更多的工程建设。因此，有必要加大对工程技术的研究工作，在技术层面上更好地提高工程的施工质量和效率。为了更好地推动工程建设效益，本文提出了关于喷锚网支护方法分析、预应力锚索加固两种边坡支挡结构，探讨其结构可靠性，希望可以为相关工作提供一定帮助。 关键词：边坡支挡；结构；可靠性 引言 边坡是自然或者人工造成的斜坡。随着我国基础设施建设的发展，交通、水利、矿山等工程活动中遇到大量的边坡。加强对边坡危害的认识，通过合理的设计，将边坡危害降低，提高边坡的稳定性。边坡治理常见的方法就是支挡结构，支挡结构在设计的时候一定要结合具体工程项目，并采取合适的治理方法，确保支挡结构的稳定性。 1边坡支护及边坡加固防护结构分析 1.1喷锚网支护结构分析 喷锚网支护结构实际施工中，相关人员需要重视边坡封闭，同时还要对其进行必要的加固处理。之后需要严格控制好混凝土喷射的时间，最好是在边坡开挖之后的几个小时内进行。在边坡开挖之后，可以立即喷射一次混凝土，厚度最好控制在4cm左右，以此更好地保护坡面。在施工过程中，这一工序通常都得不到应有的重视，特别是在全程开挖的时候，由于喷浆工艺难以在开挖之后立即进行，因此，首次混凝土喷射一般都会有一定的时间滞后性，延误混凝土初喷将很有可能导致开挖坡面因为受到风化或者是雨水等外界因素的影响而出现坍塌的情况。首次混凝土的喷射不仅能够使边坡表面平整光滑，同时还能够依据边坡表面的裂纹判断其是否存在失稳的情况。在进行混凝土喷射之前，必须用清水将坡面清理干净，确保岩层表面得到充分湿润。在注浆施工环节中，注浆管应该最少插入10cm，然后缓慢拔出，必须保证砂浆的饱满性，切记不可以出现里空外满的情况。同时，还要合理搭接好铁丝网的长边，并且将其在锚杆上进行固定。在进行钻孔、注浆以及下锚等相关的施工环节中，必须严格按照施工流程进行操作。通常都是在钻孔工作完成之后再下锚，最后再进行注浆。针对一些软质边坡，这种方法的效果更好。 1.2预应力锚索加固 相比较于喷锚网支护方式来说，预应力锚索加固方式更加简单。在一些路基注浆与锚索框架结合的背景下，能够将路基沉降量以及滑坡位移量控制到0。在实际的施工过程中，如果边坡有杂物和不平整的情况，必须要将其清理干净。在进行预应力锚索加固时，必须有效控制好其中的锚索拉力。通常情况下，锚索拉力控制在550kN左右最为合适，而锚索下倾角度最好控制在30°，其长度绝对不能超过30m。根据国外内的相关经验，充分考虑到施工路段的现场实际情况，以此来选择最为合适的预应力锚索，提升边坡牢固性。为了进一步优化边坡稳定性，施工单位还合理应用了锚杆加固计算机软件以及高边坡稳定分析计算机软件等进行最终加固效果的分析，同时还应用了相关模型进行施工效果的预测。为了有效避免坡面风化以及锚索预应力损失的情况出现，可以通过浆砌块石的方式来处理，更好地进行边坡坡面的防护，促使边坡排水能力的提升。 2边坡支护技术要点分析 2.1边坡支护方案的设定 由于边坡支护技术在土木工程中的应用越来越多，因此有必要制定科学合理的边坡支护方案。充分掌握设计重点，确保其可以充分起到边坡支护的作用，发挥出其稳定性能。以我国某工程为例，在进行工程设计之初，选择使用土钉支护技术，用来进行边坡的支护，起到稳定作用。在设计方案中，仔细标记了土钉的深度和支撑标准，然后根据施工标准进行了土钉支护施工。在边坡支护中，有必要弄清土钉的位置，做出明显的标记，以保证边坡支护技术的顺利施工。施工完成之后，严格按照施工设计方案要求进行检验，首先检验土钉的牢固性，看是否起到了边坡支护的稳定性功能，重建有问题的部分，确保土钉结构的稳定性，提高边坡支护的稳定性。在边坡支护技术的施工和应用过程中，有必要提前制定科学合理的边坡支护方案，以减少其他问题对施工进度和施工质量的影响。 2.2基坑开挖的技术要点 基坑开挖也是土木工程边坡支护的基本任务之一，也是确保边坡支护结构稳定性的主要施工环节。在进行基坑开挖施工时，尽量保障挖掘部位的地质结构的完整，减少对其的破坏。在进行施工过程中可以选择使用分区的原则进行。举例说明，我国某建筑工程，在进行基坑开挖施工中，在基坑距离与支护距离八米左右时，把分区开挖形式转变成分段开挖，还可以选择跳挖的方式，用来保证基坑开挖地质结构的完整性。在进行基坑开挖的过程中，最大限度的减少了对基坑的影响，同时还需要保证支护结构的稳定性能，保障工程质量。 2.3地质监测技术要点 合理使用地质监测可以最大限度地减少外部因素对斜坡的影响，这也是斜坡支撑技术中常用的。合理分析地质监测信息，科学合理设计边坡支护施工方案，及时了解施工期间施工区地质条件的变化，然后进行边坡支护技术的施工，确保科学合理的支护技术建设。在地质监测过程中，及时发现有利于边坡支护施工的条件，大大提高了边坡支护施工的施工效率，保证了边坡支护施工质量。 3边坡支挡结构可靠性监测技术 3.1边坡支护变形控制网 变形控制网是依托边坡支护基本的结构形态所设置的监控网，通过网格的设置方式，能够有效对边坡支护现场可能出现的形变问题进行监测。通常情况下，施工单位需要以所在边坡支护施工位置为核心，构建多个方向的坐标轴，并利用坐标轴的方式安排监测基准点，对边坡形变进行监测。例如在某边坡工程项目当中，设定边坡支护位置为原点O，并将东西向设定为X轴、南北向设定为Y轴，Z 轴则作为边坡竖向的切割面，垂直于 XY 平面。在坐标系当中，将观测敦作为监测点，对监控网坐标系进行控制和分析，利用强制对中装置，完成形
高边坡防护类型及施工安全控制要点
高边坡防护类型及施工、安全控制要点一、防护类型 常见的高边坡防护措施有：SNS柔性网防护、喷锚网支护、锚杆锚索框格梁防护等。 1、SNS柔性网防护 SNS柔性防护网是一种非常新颖的彻底改变传统的边坡防护观念的新技术产品。能够将工程对环境的影响降到最低点，其防护区域内可以充分的保持土地、岩石的稳固，通过人工实施植草、植树的绿化作用。适用于任何复杂的地形，同时又不破坏原始地貌，产品呈网状，视觉干扰小，便于人工绿化，利于环保，将工程与环境融合。边坡柔性防护系统主要产品可分为主动防护系统和被动防护系统两种：系统以钢丝绳作为主要构成部分并以覆盖（主动防护）和拦截（被动防护）两大基本类型来防治各类斜坡坡面地质灾害和雪崩、岸坡冲刷、爆破飞石、坠物等危害。SNS柔性防护网在全国各大工程中的运用实际情况，其标准化的工厂生产，显示了较强的适应性能，并且还具有结构简单、施工周期短等经济性能，同时，较高的防护能级
以及特殊的材料工艺，体现了安全、耐久的性能，作为防止落石危害，确保生命以及财产安全，SNS柔性防护网具有很高的实用价值。 施工安装要点：1、对钢柱和锚杆基础进行测量定位；2、基座锚固； 3、钢柱及上拉锚绳安装； 4、侧拉锚绳的安装； 5、上下支撑绳安装； 6、钢绳网安装； 7、格栅安装。 由于SNS柔性网防护系统材料性能稳定，安装方便快捷，施工简单，易操作，防岩崩效果好，所以它适宜在开挖成台阶的高大外边坡上 使用。SNS柔性网防护系统采用的是一种开放式防护方法，按照设计正确组织实施，较传统的全坡面防护方法节约大量资金，降低工程 造价，同时又增添了高速公路景观的美感。 2、喷锚网支护 喷锚网支护是靠锚杆、钢筋网和混凝上层共同工作来提高边坡岩土 的结构强度和抗变形刚度，减小岩（土）体侧向变形，增强边坡的整体稳定性。主要适用于岩性较差、强度较低、易于风化的岩石边坡；或虽为坚硬岩层，但风化严重、节理发育、易受自然营力影响、导 致大面积碎落，以及局部小型崩塌、落石的岩质边坡；或岩质边坡
支挡结构设计
《支挡结构设计》结课论文 姓名：鞠鑫 学号：12300226
预应力锚杆复合土钉支护设计计算理论研究 【摘要】支挡结构的形式很多，传统的支护方法如重力式挡土墙、 衡重式挡土墙、悬臂式挡土墙和扶壁式挡土墙等。而现如今随着城市的发展，高层建筑鳞次栉比，层高也不断增加，基坑开挖深度越来越大，城市环境日趋复杂，传统支护已经不能满足基坑支护的要求，为了顺应工程需要，预应力锚杆支护的技术日渐成熟起来。预应力锚杆复合土钉支护是一种轻型支挡结构、随着基坑支护设计计算理论不断改进，施工工艺不断完善，锚杆复合土钉墙支护技术因其技术先进、经济可行、质量可靠、施工快捷简便，可在施工过程中动态调整等特点而在基坑工程中得到了广泛的应用,并在边坡工程的防护与治理中 起到了显著的效果，尤其是当对于基坑的水平位移和沉降有严格要求时，采用预应力锚杆与土钉的复合支护技术，能有效控制坡体的水平变形，大大提高基坑边坡的稳定性，适用于较深基坑的施工。本文针对西北地区黄土的特点，对预应力锚杆支挡结构进行了理论分析研究。 【关键词】：新型支挡结构、土钉支护、预应力锚杆支护技术、 复合土钉 引言 在基坑开挖之前，土体处于一个稳定的状态，但开挖以后，局部地层大幅度地减载引起了地层应力状态的改变，随之产生位移，所以必须对基坑进行支护。而现如今随着城市的发展，高层建筑鳞次栉比，层高也不断增加，基坑开挖深度越来越大，城市环境日趋复杂，
传统支护已经不能满足基坑支护的要求，为了顺应工程需要，预应力锚杆支护的技术日渐成熟起来。本文阐述了深基坑土钉支护和预应力锚杆支护发展及作用机理，进而介绍预应力锚杆复合土钉支护的作用机理以及这种支护方式的特点。 一、土钉支护技术的发展及作用机理 1.土钉技术的发展 土钉支护是从20世纪70年代开始发展起来的一种支护技术，起源于新奥法和加筋土技术，最早应用于法国，目前已被广泛应用。在我国，土钉支护技术研究是从上世纪70年代末开始的，一些学者开始对国内一些边坡的土钉支护工程进行原位测试研究。在此之后,土钉支护技术便开始逐步运用于国内的诸多工程建设之中。 2．土钉支护作用机理 土钉支护是由被加固土体、放置在其中的土钉筋体和喷射混凝土面层三部分组成的。土钉，就是置入原位土体中较密间距排列的细长杆件，如钢筋或钢管等，通常还在其外周裹上水泥砂浆或水泥净浆。该方法是以一定倾角成孔，然后将钢筋或钢管置入孔内，随后注浆形成土钉体，进而在坡面布设钢筋网，并与土钉连接，最后在坡面上喷射混凝土面层，使以上几个部分称为一个共同体，发挥群体作用，当土体发生变形时，通过土钉与土体接触界面上的摩擦力和粘结力，使土钉被动受拉，并通过受拉给土体以约束加固或使其趋于稳定。土钉在土体中主要受两方面力的作用：一是拉力作用，二是土体剪力的作用。土钉支护的原理就是利用潜在破裂滑移面上土钉和土体之间的摩
支挡结构设计
西北民族大学土木工程学院（部）期末考试 支挡结构设计复习试卷（卷） 名词解释 1.重力工挡土墙：以挡土墙自身的重力来维持挡土墙的土压力作用下的稳定 2.悬臂式挡土墙：是一种轻型支挡结构，其支挡结构的抗滑抗倾覆主要取决于墙身和抢底板以上填筑土体的重力效应。 3.扶壁式挡土墙：对于悬臂式挡土墙，当其沿墙的纵向变形较大时，可考虑在立壁墙面板后设置扶壁。 4.加筋挡土墙：其工作原理是依靠填料与拉筋间的摩擦力来平衡墙面所曾受的土压力 5.锚杆挡土墙：由墙面板和锚杆组成，墙面板与锚杆连接，并以锚杆为支撑，土压力通过墙面板来平衡 6.锚定板挡土墙：由墙面板、钢拉杆、锚定板组成，钢拉杆与外端墙面板连接，内部与锚定板连接。 7.土钉墙：是由喷射的钢筋混凝土薄墙和加固土体的土钉组成，土钉可由钢筋或钢筋棒钻孔植入，然后压入满浆形成狼牙棒 8.框架预应力锚杆挡土墙：由框架、挡土板、锚杆和墙后土体组成，属于轻型挡土结构，挡土板与一系列间距相等的框架刚性连接而形成框架结构，以保持挡土墙稳定 9.排桩、地下连续墙：属于柔性支护结构，悬臂式排桩适用于浅基坑，地质条件较好和位移要求不严格的基坑支护。 二、简答题 1.按受力形式进行分类 重力式、悬臂式、扶壁式、加筋挡土墙、土钉墙、锚定板挡土墙、框架预应力锚杆挡土墙、锚杆挡土墙、悬臂式排桩、地下连续墙、单支点和多支点排桩 2.挡土墙原理及使用条件 ①重力式挡土墙，依靠自身重力来平衡土压力。适用范围：3-6m小型填方边坡，可用于非饱和土工程支护结构，两侧均侵水条件的风化岩土质边坡 ②悬臂式挡土墙：钢筋混凝土结构，立壁、趾板和踵板组成，断面尺寸较小，受力较好，适用于4-8m高的填方边坡，可防止填方边坡隐性滑动 ③扶壁式：立壁、踵板、扶壁组成，断面较小，适用于6-12m高的填方边坡 ④土钉墙：有钢筋混凝土面板和加固土体的土钉组成，土压力靠土钉来平衡。
路基与支挡结构作业及答案
《路基与支挡结构》作业 第一章路基工程概述与路基构造 复习思考题： 1 路基工程包括哪些方面？ 2 什么是路基横断面？基本形式有哪些？ 3 路基本体组成包括哪些？路肩的作用是什么？ 4 在什么条件下路基需作个别设计? 第二章路基基床 一、选择题 1我国Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级铁路基床厚度标准（TB10001-99）分别是：（1）3.0m、2m、1.2m；（2）2.5m、2m、1.2m；（3）2.5m、2m、1.5m；（4）2.5m、1.5m、1.2m。 2下列土中不宜用作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级铁路基床表层填料的是：（1）中砂；（B）砾砂；（3）硬块石；（4）易风化软块石。 3 基床容易发生翻浆冒泥的是：（1）粘性土填土基床；（2）无路拱的全风化砂岩路堑基床；（3）深路堑基床；（4）高路堤基床。 （答案：1（3）2（4）3（1）） 二、简答题 1 如何确定基床表层厚度？ 2 基床填料与压实度要求如何？ 3 常见基床病害有哪些？如何整治？ 第三章路基边坡的稳定分析方法 一、思考题： 1.简述直线破裂法、瑞典圆弧法、瑞典条分法和折线滑动面法的适用条件方法与分析步骤。 2.如何对浸水路基边坡和地震条件下边坡稳定性进行评价？ 二、计算题 根据下图求整个路堑边坡的剩余下滑力，滑动土体的γ=18.0kN/m3，内摩擦角φ=10°，C＝2kN/m2,安全系数K＝1，滑体分块重量： Q1＝122.4kN, L1=5.7m, Q2＝472.9kN, L2=8.0m, Q3＝690.2kN, L3=9.2m, Q4＝688.5kN, L4=9.2m.
第四章一般路基设计、施工与养护 一、选择题： 1.当路堤或路堑的土质为非渗水性土或多雨地区易风化的泥质岩石时, 路基面作成路拱：（1）路拱的形状为三角形或梯形，单线路拱高0.15m，一次修筑的双线路拱高为0.2m。（2）路拱的形状为三角形或梯形，单、双线路拱高都为0.2m。（3）路拱的形状为三角形，单、双线路拱高都为0.15m。(4) 路拱的形状为三角形，单线路拱高0.15m，一次修筑的双线路拱高为0.2m。 2. 无路拱地段的路肩实际高程应比其设计高程：（1）相同；（2）降低；（3）抬高；（4）有时抬高，有时降低。 3.无路拱与有路拱一端的土质路基连接处：（1）应向土质路基方向用渗水土作过渡段，过渡段的长度一般不小于10m，（2）应向土质路基方向用非渗水土作过渡段，过渡段的长度一般不小于10m，（3）应向土质路基方向用非渗水土作过渡段，过渡段的长度一般不大于10m，（4）应向土质路基方向用渗水土作过渡段，过渡段的长度一般不大于10m。 4.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级铁路路堑的路肩宽度在任何情况下不得小于：（1）) 0.8m;（2）0.6m；(3) 0.4m；(4)视铁路等级不同而不同。 5.缓和曲线范围内的路基面宽度：（1）不设置曲线加宽；（2）按圆曲线设置加宽；（3）由圆曲线向直线递增设置加宽；（4）由圆曲线向直线递减设置加宽。 6.路肩标高：（1）以路肩边缘的标高表示；（2）以路肩标高加路拱高表示；（3）以路肩与道床边坡交点标高表示；（4）以路基边坡与地面交点标高表示。 7. 不得用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级铁路基床表层填料的是：（1）角砾土；（2）粘土；（3）中砂；（4）漂石土。 8.当用粗粒土（粘砂、粉砂除外）作路堤填料时，填土质量控制指标应采用：（1）相对密度或地基系数；（2）地基系数；（3）压实系数和地基系数；（4）压实系数和相对密度。 9.最优含水量是指指填土在一定的压实功能下：（1）最易施工的含水量；（2）填土施工许可的最大含水量；（3）产生填土最大密实度的含水量；（4）填土施工许可的最小含水量。 10.粘性土路堤边坡高18m，其设计边坡可采用：（1）1:1.5；（2）1:1.75；（3）8m 以上用1:1.5，8m以下用1:1.75；（4）按个别设计通过边坡稳定性检算确定。 11.按折线滑动面法检算陡坡路堤稳定性时，当计算某条块所得剩余下滑力为负值时，（1）该负值计入下一条块；（2）不计入下一条块，从下一条块开始往下计算剩余下滑力；（3）该负值乘以安全系数计入下一条块；（4）按一定比例计入下一条块。
边坡工程第七章
第7章平面形破坏的稳定分析 §7.1 引言 在岩石边坡中平面破坏是比较少见的，原因是产生平面破坏所需要的全部几何条件在实际边坡中仅是偶而存在。楔形破坏则是普遍得多的一种情况，所以许多岩石边坡工程师把平面破坏当作较普遍的楔形破坏分析的一种特殊情况。 对于一个具有广泛设计知识的经验丰富的边坡设计师来说，这种办法可能是正确的，但在边坡破坏的一般讨论中，忽视二线边坡问题那就不应该了。从这个简单破坏模式的力学研究中可学到许多有价值的东西，这对于说明边坡随抗剪强度和地下水条件变化而变化的灵敏度是特别有用的。当论及较复杂的三维边坡破坏力学时，这种变化就不太明显。 沿一个结构面发生的平面滑动破坏是最简单的平面形破坏，大部分情况下，是沿着由几个结构面组成的多平面形破坏，这时在剖面上看，滑动面为折线形。 图7-1 发生平面形破坏的条件 §7.2滑体沿单个滑面滑动时的稳定分析 §7.2.1平面破坏的一般条件 为了使滑动沿单一平面发生，如图7-1所示，必须满足以下的几何条件： 1. 滑动面的走向必须与坡面平行或接近平行(约在° ±20的范围之内)。 2．破坏面必须在边坡面露出，就是说它的倾角必须小于坡面的倾角，即β α>。 β>。 3．破坏面的倾角必须大于该面的摩擦角，即φ 4．岩体中必须存在对于滑动仅有很小阻力的解离面，它规定了滑动的侧面边界。另一种可能的情况是，破坏在穿通边坡的凸出的“鼻部”的破坏平面上发生。 分析二维边坡问题时，通常是考虑与边坡面正交的一个单位厚度的岩片。这就是说， 滑动面的面积可用穿过边坡垂直断面上可见的滑动线长度来代表，而滑动块的体积可用在 105
106 垂直断面上表示该块体图形的面积来代表。 §7.2.2 平面破坏分析 分析中所考虑的边坡几何要素，如图7-2中所规定。注意，有两种情况须加考虑： a ．坡顶面上有张裂缝的边坡。 b ．坡面上有张裂缝的边坡。 图7-2 边坡的几何要素 当张裂缝与边坡坡顶线重合时，则处于由一种情况转变为另一种情况的过渡阶段，这时： βαtan cot 1?=H z （7-1） 此分析中所作的假定如下： a ．滑动面及张裂缝的走向平行于坡面。 b ．张裂缝是直立的，其中充有深度为w z 的水。 c. 水沿张裂缝的底进入滑动面并沿滑动面渗透，在大气压力下沿坡面滑动面的出露处流出。在张裂缝中和沿滑动面上由于存在着地下水而引起的水压分布如图7-2所示。 d ．W (滑动块的重量)、U (由于滑动面上水压所产生的上举力)和V (由于张裂缝中的水压所产生的力)三力均通过滑体的重心来作用。换言之，这就是假定没有使岩块旋转的力矩， 所以破坏仅仅是滑动。尽管这个假定对于大多数实际边坡来说不是绝对真实的，但忽视力
边坡防护
目前，我国山区高速公路建设迅猛发展。在高等级公路的修建中，出现大量的深挖路堑与高填路堤边坡，其防护问题非常突出。为了满足安全可靠和经济合理双重目标，对高边坡病害特征的深入分析和对其治理工程方案的慎重选择显得十分重要。 公路边坡沿公路分布的范围广，对自然环境的破坏范围大，如果在防护的同时，能够注意保护环境和创造环境，采用适当的绿化防护方法来进行，则会使公路具有安全、舒适、美观、与环境相协调等特点，也将会产生可观的经济效益、社会效益和生态效益。 边坡设计应遵循“安全绿色、水土保持、恢复自然、环保之路”的设计原则。 对公路边坡进行防护，必须考虑以下问题：①边坡稳定：保护路基边坡表面免受雨水冲刷，减缓温差与温度变化的影响，防止和延缓软岩土表面的风化、破碎、剥蚀演变过程，从而保护路基的整体稳定性。②环境保护:使工程对环境的扰乱程度减少到最小，并谋求人工构造物与自然环境相协调。③综合效应：综合防光，防眩，防烟，诱导司机视线，改善景观等目的进行边坡绿化防护，充分发挥防护工程的综合效益。 1工程防护 1.1 抹面与捶面[1] 1.1.1适用条件： ①对各种易于风化的软岩层（如泥质砂岩、页岩、千枚岩、泥质板岩等）边坡，当岩层风化不甚严重时； ②所防护的边坡，本身必须是稳定的，但其坡面形状、陡度及平顺性不受限制； ③所防护的边坡，必须是干燥、无地下水的岩质边坡。 1.1.2构造要求： ①抹面厚度一般为5～7cm，捶面厚度为10～15cm，一般为等厚截面。 ②抹面与捶面工程的周边与未防护坡面衔接处，应严格封闭。如在其边坡顶部做截水沟，沟底与沟边也要做抹面或捶面防护。 ③大面积抹面或捶面时，每隔5～10m应设伸缩缝。 1.2 灌浆与勾缝[1] 灌浆适用于石质坚硬、不易风化、岩层内部节理发育，但裂缝宽度较小的岩质路堑边坡。 勾缝适用于石质较坚硬、不易风化、张开节理不甚发育，且节理缝较大较深的岩石路堑边坡上。
边坡防护工程质量安全控制方案
边坡防护工程安全质量控制方案 一、工程概述 随着雨季汛期的到来，降雨量的增多等多种原因导致晋阳高速公路多处边坡滑塌，石质和土质边坡路段多处出现岩石滚落、土体滑塌到路面上，严重影响到过往车辆的行驶安全。受晋城高速公路有限责任公司晋阳管理处的委托，我公司对晋阳高速公路上边坡防护工程进行施工监理。 上边坡防护处治方案： 1、对部分路段的路堑上边坡防护，采用刷坡1:0.75、清理孤石进行处治； 2、对部分路段的路堑上边坡防护，采用SNS主动防护网、被动防护网和格宾网防护进行处治。 为防止落石损坏路面，在施工时必须采用草袋装土，码放5m宽、40cm厚的袋装土对路面进行防护。二、施工质量控制 （一）施工前准备阶段的监理工作 1、对承包人的组织机构、施工方案和安全、质量保证体系以及施工工艺流程等进行全面审查和认定； 2、依据承包合同要求检查承包人的进场材料、设备和各类专业人员的进场情况以及是否可以满足要求； 3、审查承包人在开工前应送监理审批的各种报告，主要有：原材料、半成品和成品材料合格证，各种原材料、配合比试验报告等。 4、检查所有进场的材料种类、规格是否符合合同、规范及设计文件的要求，并按规定频率进行抽检； 5、检查承包人对作业人员进行安全教育培训的事宜。 （二）施工阶段的监理工作 1、SNS主动防护网工程施工步骤及质量控制要点 1.1清坡 在多数情况下，清坡工作并不是必须的，但以下两种情况是需要加以考虑的：
1.1.1当坡面上特别是施工人员的活动范围内存在浮土或浮石时，对可能因施工活动引起崩塌、滚落而威胁施工安全的，宜予清除或就地临时处理。 1.1.2对坡面上存在的存在的将来又发生崩塌可能性很大的个别块孤危石，若它（们）的崩落可能带来系统的大量维护工作需要甚至超过系统的防护能力，则宜对其进行适当的加固处理或予以事先清除。 1.2放线 尽管定型化标准结构锚杆位置等是有尺寸限制的，但也有一定的允许调整范围，特别是对于锚杆来讲，其位置的确定具有更大的灵活性。此外，现场条件本身是非常复杂的，在设计图纸上不可能会得到完全的反映，特别是一些可以加以利用或需特别注意的细部特征。放线测量确定锚杆孔位(根据地形条件，孔间距可有0.3m的调整量)，并在每一孔位处凿一定深度不小于锚杆外露环套长度的凹坑，一般口径20cm，深15cm。 1.3锚杆安装 对直接成孔的锚杆位置，锚杆采用灌注沙浆方式安装，对采用砼基础的地方，锚杆一般在浇筑基础砼的同时直接埋设。注浆并插入锚杆（锚杆外露环套顶端不能高出地表，且环套段不能注浆，以确保支撑绳张拉后尽可能紧贴地表)，采用不底于M30水泥砂浆，孔内应确保浆液饱满，在进行下一道工序前注浆体养护不少于三天。 1.4支撑绳安装与调试 安装纵横向支撑绳，张拉紧后两端各用2～4个(支撑绳长度小于15m时为2个，大于30m时为4个，其间为3个)绳卡与锚杆外露环套固定连接。 从上向下铺挂格栅网，格栅网间重叠宽度不小于5cm，两张格栅网间的缝合以及格栅网与支撑绳间用φ1.2铁丝按1m间距进行扎结(有条件时本工序可在前一工序前完成即将格栅网置于支撑绳之下). 1.5格栅的铺挂
边坡地质灾害防治工程支挡结构简介
边坡地质灾害防治工程-支挡结构简介 第一节支挡结构的发展和展望 支挡结构包括挡土墙、抗滑桩、预应力锚索等支撑和锚固结构，是用来支撑、加固填土或山坡土体、防止坍滑以保持其稳定的一种建筑物。在铁路、公路路基工程中、支挡结构主要用于承受土体侧向土压力，它被广泛应用于稳定路堤、路堑、隧道洞口以及桥梁两端的路基边坡等，近几年在高速铁路建设工程中，在软土或松软土地基地段也采用了一种新型的路基桩板结构，用来支承铁路上部结构和路堤填方。在水利、矿场、房屋建筑等工程中，支挡结构主要用于加固山坡、基坑边坡和河流岸壁的稳定等。当以上工程或其它岩土工程遇到不良地质灾害时，支挡结构主要用于加固或拦挡不良地质体。例如，加固滑坡、崩塌、岩堆体，拦挡落石、泥石流等。支挡结构是岩土工程中的一个重要组成部分，随着我国国民经济水平的提高，基本建设的不断发展，支挡结构技术水平的提高以及减少环境破坏、节约用地观念的加强等，支挡结构在岩土工程中的使用越来越广泛，特别是在铁路、公路路基及建筑基础工程中所占的比重也越来越大。 一、重力式挡土墙 由于我国在一些地区石料来源丰富，就地取材方便，再加上施工方法简单，因此，在过去很长一段时间内，石砌的重力式挡土墙是我国岩土工程中广泛采用的主要支挡结构。这种挡土墙形式简单，设计一般采用库仑土压力理论，当墙体向外变形墙后土体达到主动土压力状态时，假定土中主动土压滑动面为平面并按滑动土楔的极限平衡条件来求算主动土压力。在侧向土压力作用下，重力式挡土墙的稳定性主要靠墙身的自重来维持，墙身一般采用浆砌片石来砌筑，有时也用混凝土灌注。上世纪五十年代为适应西南山区地形陡峻的特点，出现了我国独创的衡重式挡土墙。衡重式挡土墙最初在宝（鸡）成（都）铁路广元至略阳段使用。1959年，铁道部第二勘测设计院在西安召开的全国坍方滑坡会议上介绍了这种挡墙新形式，得到了大会的赞许，以后在铁路路基工程中逐步推广，又由铁道部科学研究院、专业设计院、铁二院等单位联合开展了科研攻关，完善了衡重式挡墙按第二破裂面计算的理论，编制了有关的标准图，加快了在铁路系统全路的推广。衡重式挡土墙是我国山区铁路应用较广泛的一种挡墙形式，并已在公路等其他行业中得到推广运用。 上世纪九十年代及本世纪第一个十年是我国道路建设飞速发展的年代，特别是铁路运营速度的不断提高，运营安全受到社会广泛关注，铁路挡土墙的强度安全也受到进一步的重视。以往由于挡土墙需要大量的浆砌片石，其砂浆质量及墙的整体砌筑质量不易保证，出于保证挡土墙质量的目的，2006年《铁路路基支挡结构设计规范》修编时明确规定：“重力式挡土墙墙身材料应采用混凝土或片石混凝土”。因此近几年来，铁路主要干线的重力式挡土墙材料均已采用混凝土或片石混凝土 图1-1 重力式挡土墙和衡重式挡土墙 二、新型支挡结构 长期以来重力式挡土墙在支挡工程中一直占有主导地位，但由于其截面大、圬工数量多、施工进度慢，在地形困难地段，应用不便，其使用上的缺点也是明显的。因此，研究、引进、推广新型轻型支挡结构，一直是岩土工程技术人员在工程实践中的一个主要内容。上世纪五、六十年代，水利、铁道、公路、建筑等部门就开始引进推广锚杆挡土墙、桩基挡土墙等钢筋混凝土挡土结构，取得了一定的进展，成（都）昆（明）铁路大力推广运用新结构就是一典型实例。成昆铁路修建时，铁道部集中了全路科研精英以及部分其他系统的专家，组
第6章岩石边坡工程分析
第6章岩石边坡工程 (213) §6.1 概述 (213) §6.2 岩石边坡破坏 (214) 6.2.1 岩石边坡的破坏类型 (214) 6.2.2 边坡稳定的影响因素 (215) §6.3 岩石边坡稳定分析 (217) 6.3.1 圆弧法岩坡稳定分析 (217) 6.3.2 平面滑动岩坡稳定分析 (221) 6.3.3 双平面滑动岩坡稳定分析 (226) 6.3.4 力多边形法岩坡稳定分析 (228) 6.3.5 力的代数叠加法岩坡稳定分析 (230) 6.3.5 楔形滑动岩坡稳定分析 (231) 6.3.6 倾倒破坏岩坡稳定分析 (234) §6.4 岩石边坡加固 (237) 6.4.1 用混凝土填塞岩石断裂部分 (237) 6.4.2 锚栓或预应力缆索加固 (237) 6.4.3 混凝土挡墙或支墩加固 (238) 6.4.4 挡墙与锚栓相结合的加固 (238) 6.5 岩石边坡加固实例 (240) 习题 (242)
第6章岩石边坡工程 §6.1概述 倾斜的地面称为坡或斜坡。露天矿井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、公路建设施工中，所形成的路堤斜坡称为路堤边坡；开挖路堑所形成的斜坡称为路堑边坡；在水利建设中开挖所形成的斜坡也称为边坡。在土木工程中常称为边坡的实际上是建筑边坡，就是在建（构）筑物场地或其周边，由于建（构）筑物和市政工程开挖或填筑施工所形成的人工边坡和对建（构）筑物安全或稳定有影响的自然边坡。 边坡按成因可分为自然边坡和人工边坡。天然的山坡和谷坡是自然边坡，此类边坡是在地壳隆起或下陷过程中逐渐形成的。较大规模的破坏都是自然边坡。人工边坡是由于人类活动形成的边坡，其中挖方形成的边坡称为开方边坡，填方形成的称为构筑边坡，后者有时也称为坝坡。人工边坡的几何参数可以人为控制。 边坡按组成物质可分为岩质边坡和土质边坡。岩坡失稳与土坡失稳的主要区别就在于土坡中可能滑动面的位置并不明显，而岩坡中的滑动面则往往较为明确，无需像土坡那样通过大量试算才能确定。岩坡中结构面的规模、性质及其组合方式在很大程度上决定着岩坡失稳时的破坏形式；结构面的产状或性质稍有改变，则岩坡的稳定性将会受到显著影响。因此，要正确解决岩坡稳定性问题，首先需搞清结构面的性质、作用、组合情况以及结构面的发育情况等，在此基础上不仅要对破坏方式做出判断，而且对其破坏机制也必须进行分析，这是保证岩坡稳定性分析结果正确性的关键。 典型的边坡如图6-1所示。边坡与坡顶面相交的部位称为坡肩；与坡底面相交的部位坡趾或坡脚；坡面与水平面的夹角称为坡面角或坡倾角；坡肩与坡脚间的高差称为坡高。 图6-1 边坡示意图 边坡稳定向题是工程建设中经常遇到的问题，例如水库的岸坡、渠道边坡、隧洞进出口边坡、拱坝坝肩边坡以及公路或铁路的路堑边坡等，都涉及到稳定性问题。边坡的失稳，轻则影响工程质量与施工进度；重则造成人身伤亡与国民经济的重大损失。因此，不论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。