软岩地区超高超陡岩质边坡稳定性及加固设计参数研究
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高填方路基边坡稳定性研究一、研究背景边坡的稳定性问题也是岩土工程学科中最古老的研究课题之一。
当前,我国高等级公路建设逐渐由发达地区转向落后地区,由平原转入山区,西部高等级公路通车里程不断增多。
伴随着高速公路进入山区,西部山区或库区地形地质复杂带来的问题也逐步显现:山区坡陡山高、地形起伏大,高速公路布线难度也较大,导致山区高速公路桥隧比例高、桥墩高达上百米、公路填挖量大(高达80余米的挖方或填方边坡屡见不鲜)、巨大的填挖高度带来巨大的占地面积及巨大的土石方工程工程量,进而导致高速公路每千米造价屡屡攀高。
一般而言,山区高等级公路深沟路段一般采取桥梁方式跨越,而高山路段一般采取隧道方式穿越,这就是山区常见的桥接隧、隧接桥的现象,这容易导致棘手的土石方平衡问题:由于桥跨路段不能消耗弃土,隧道洞渣就不能用于填筑路堤,大量过剩的隧道洞渣则必须寻找弃土场,而山区起伏不平的地形也很难找到合适的弃土场,即使找到弃土场,又将对库区水系、V形冲沟带来不利影响。
这些都对当代土木工程师提出了考验。
因此,当高等级公路跨越冲沟时,如果存在隧道洞渣废方,以超高填方路堤替代桥跨结构无疑也是一种解决方案,这与设置桥梁的方案相比较而言,既经济又环保:消除了挖方废方,减少了弃土场,保护了原始植被和耕地。
这种情况在已建的成渝高速公路、成雅高速公路、西攀高速公路、达陕高速公路、成南高速公路和柳桂高速公路上均有运用。
但是,已建成的多条高速公路的超高路堤已经发现了不同程度的破坏。
既然高速公路建设中出现了如此大量的超高路堤,由此而产生的超高路堤稳定性问题也变得十分突出,成为了建设、施工和科研等单位需要破解的难题之一。
山区高速公路的地形更加复杂,冲沟发育,沟深壁陡,很多呈“V”字形。
在这些地方填筑的填方路堤高度一般属于高路堤,一般的高填方都在20m以上,少数地方填方高度达到40m,甚至更高。
这种超高路堤填筑体积巨大,就更容易发生路基病害,超高路堤边坡的稳定性也更差,超高路堤对其支护结构物的土压力也较大。
第一章绪论1.1引言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。
随着我国基础设施建设的蓬勃发展,在建筑、交通水利、矿山等方面都涉及到很多边坡稳定问题。
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,边坡的勘察监测、边坡的稳定性分析、边坡的治理,是降低降低灾害的有效途径,是地质和岩土工程界重点研究的问题。
随着城市化进程的加速和城市人口的膨胀,越来越多的建筑物需要被建造,城市的用地也越来越珍贵。
特别是对于长沙这样多丘陵的城市来说,建筑边坡成为了不可避免的工程。
1.2边坡破坏类型边坡的破坏类型从运动形式上主要分为崩塌型和滑坡型。
崩塌破坏是指块状岩体与岩坡分离,向前翻滚而下。
一般情况岩质边坡易形成崩塌破坏,且在崩塌过程中岩体无明显滑移面。
崩塌破坏一般发生在既高又陡的岩石边坡前缘地段,破坏时大块岩体由于重力或其他力学作用下与岩坡分离而倾倒向前。
崩塌经常发生在坡顶裂隙发育的地方。
主要原因有:风化等作用减弱了节理面的黏聚力,或者是雨水进入裂隙产生水压力,或者是气温变化、冻融松动岩石,或者是植物根系生长造成膨胀压力,以及地震、雷击等外力作用(图1-1)。
滑坡是指岩土体在重力作用下,沿坡内软弱面产生的整体滑动。
与崩塌相比滑坡通常以深层破坏形式出现,其滑动面往往深入坡体内部,甚至可以延伸到坡脚以下。
其滑动速度虽比崩塌缓慢,但是不同的滑坡滑动速度相差很大,这主要取决于滑动面本身的物理力学性质。
当滑动面通过塑性较强的岩土体时,其滑动速度一般比较缓慢;相反,当滑动面通过脆性岩石,且滑动面本身具有一定的抗剪强度,在构成滑面之前可承受较高的下滑力,那么一旦形成滑面即将下滑时,抗剪强度急剧下降,滑动往往是突发而迅速的。
滑坡根据滑动模式和滑动面的纵断面形态可以分为平面滑动、圆弧滑动、楔形滑动以及复合形。
当滑动面倾向与边坡面倾向基本一致,并且存在走向与边坡垂直或接近垂直的切割面,滑动面的倾角小于坡角且大于其摩擦角时有可能发生平面滑动。
某矿区高陡岩质边坡生态修复技术方法研究摘要:高陡岩质边坡生态修复是边坡治理的后期工作,为塑造兼具安全、视觉美观与生态价值的优质生态空间,应从生态本质调查着手,分类、分重点推进边坡治理工程生态提升工作,打造边坡与周边生态环境和谐统一的治理典范。
明确边坡生态治理方向,不仅可以减少因边坡问题造成的危险和灾害,也可以提升边坡生态效果。
关键词:加固设计;高陡岩质边坡;生态修复引言:由于大量矿产资源开采和道路工程建设导致地形地貌和生态环境遭到严重破坏,并且出现了很多高、陡岩质边坡。
高陡岩质坡面的植被修复技术面临如下挑战:1)施工困难,成本高;2)对高陡岩质坡面岩石块体支护作用差3)适用性受复杂地形环境的限制;4)保水性差,植被修复时间长、效果差,后期成本高。
因此高陡岩质边坡的生态修复技术的研究目前还有很多工作要做,还有很大的提升空间。
一、高陡岩质边坡生态修复的技术路线对辖区内高陡边坡地形地貌、地层岩性进行摸底调查与综合评估,摸清自然资源家底与生态空间状况后,形成生态修复保护治理调查与研究成果,明确划分保护保育、自然恢复、辅助再生及生态重建生态保护修复单元、提出保护指标、不同生态空间类型生态修复项目库,为打造 " 绿水青山就是金山银山 " 的矿山奠定基础。
在前期调查研究的基础上,广泛吸取国内外经验,对辖区边坡治理工程进行详细生态环境调查。
根据辖区边坡坡度、坡面基质、所处位置等类提出生态提升建议,明确 2022年度提升实施计划,从工程治理和生态提升两大方向出发,有针对性的提出治理和生态提升建议。
此外,还按城市公园、郊野公园、风景名胜区和高速公路、城市主次干道两侧、临时占用的林地等类别分区域统计,提出边坡后续生态治理建议,逐步提升矿区边坡生态水平。
二、周边相关案例为了实现高陡边坡的无痕修复,目前首发生态公司打造了“政产学研用”为一体的协同创新平台——生态环保研发中心,为高速公路生态修复提供技术支撑和成果支撑。
高陡岩质边坡治理工程方案范例(一)设计范围本次治理范围根据现场调查实际情况圈定,经委托方确定,主要为现状边坡区。
(二)设计标准1、边坡安全等级:按照《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)第3.2.1条判定,该边坡为岩质;岩质边坡岩体类型为Ⅲ或Ⅳ类为主,边坡高度15<H≤30m,破坏后果很严重;综合考虑边坡损坏后可能造成的破坏后果的严重性、边坡类型和边坡高度等因素,确定边坡工程安全等级为一级。
2、本边坡为一级边坡,支护结构的重要性系数γ0为1.1。
3、设计年限:按照《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)第3.1.3条规定,建筑边坡工程的设计使用年限不应低于被保护的建(构)筑物设计使用年限,本边坡按永久性边坡设计,设计使用年限按50年。
(三)设计原则本设计以保证治理后该边坡坡脚建筑物使用安全为根本原则,同时兼顾技术上可行、经济上合理、功能上优化的原则。
即在保证边坡稳定的基础上,尽可能不破坏现状坡面植被,使边坡防治工程措施尽量在视觉效果上与周围环境融为一体。
具体原则如下:1、安全性:由于边坡坡脚即为建(构)筑物,人员活动频繁,拟实施的治理工程应最大限度地保证边坡稳定,尽可能消除或减少坡面松动岩土体的崩落,确保坡脚过往人员的安全。
2、适用性:治理工程必须与边坡实际情况相适应,同时兼顾珠海市是一个风景优美的旅游城市,边坡处理措施应尽可能不破坏原有地形地貌,处理后边坡表面视觉效果好,不宜采用坡率法治理工程,若采用支挡工程也不能占用大量土地。
3、经济性:治理工程具有足够的工作寿命,一般应有50年,在使用年限内尽量做到无须维护或维护工作量尽量小,并且在达到同等防护效果的前提下尽量节约治理资金,使工程的经济性得到体现。
(四)治理工程方案确定1、边坡修整:清除坡顶孤石(GS1、GS2-1~GS2-4、GS3-1~GS3-13、GS4),边坡率按1:0.5坡率分两级放坡。
2、支挡加固措施:坡面采用锚杆+方形格构梁支护。
高陡岩质边坡地质灾害勘查设计分析摘要:随着我国社会经济与科学技术的不断发展与完善,对各种资源的需求量不断增加,在资源开发过程中,经常会受到多方面因素影响而带来一定的地质灾害。
在工程地质勘察中经常遇到地形险峻的高切边坡,给工程建设带来一定困难,可能诱发滑坡,威胁施工人员的人身安全。
文章从多个角度就高陡岩质边坡地质灾害勘查进行深入分析与探究,以供参考。
关键词:高陡岩质边坡;地质灾害;地质勘查一、陡岩质边坡的特点分析高陡岩质边坡的地形条件往往较为陡峻,其岩层倾角一般在10。
左右,类似于水平状,在平行于边坡的位置往往会存在隐伏性的卸荷裂隙,因为岩石的软硬程度具有一定的不同,这就使其从节理裂隙面、交接部位存在风化剥蚀凹坑,高陡岩质边坡从切割岩体向临空面的崩塌、倾倒、坠落组合成局部的失稳;然而在具体勘察中,较少出现整体失稳的情况,较多因素造成边坡发生,这些因素还会在极大程度上影响边坡的稳定性,这就造成各种地质灾害频繁发生,进而大大增加了工程施工的难度。
边坡工程与病害形成时间直接决定着高边坡地质灾害的形成,高边坡地质灾害的类型主要有:(1)在开展边坡工程施工工作时,因为边坡工程开挖等情况,从而造成新的边坡地质灾害,包括:崩塌、滑坡、坍塌等;(2)在进行边坡开挖工程施工前,就存在了边坡灾害,即老的边坡灾害,当边坡工程的活动时,就会使其复活。
此外,在高陡岩质边坡的顶部存在平行于坡面的张性拉裂缝,极易发生中上部的失稳破坏,若产生边坡失稳情况,就会引发十分严重的后果。
对高陡岩质边坡地质灾害治理工作的进行,需侧重于中上部削坡载减的力度,在极大程度上放缓边坡,再结合该项工作的具体特点,提出科学的、合理的加固处理对策,尽量一次性治理好这类灾害,避免埋下安全隐患。
对于边坡的治理,相关人员应重视对边坡稳定性的提升,并在这一基础上,让其能够与周边的环境能够较好的融合,进而将高陡岩质边坡地质灾害的治理效果在一定程度提升。
为此,应合理设计高陡岩质边坡地质灾害勘察设计工作。
岩质边坡稳定性分析及变形预测研究的开题报告一、选题背景岩质边坡在自然界和工程实践中普遍存在,其稳定性和变形特征研究对于工程建设和生态保护都具有重要意义。
岩质边坡的失稳和变形会导致土石流、崩塌等灾害,给人类的生命和财产带来严重威胁。
因此,深入研究岩质边坡的稳定性和变形特征,寻找有效的防止和治理手段,具有重大的理论和现实意义。
二、研究内容本研究旨在通过对岩质边坡失稳机理、变形特征、危险性评价等方面的分析研究,提出一种基于数值模拟的岩质边坡稳定性预测方法,并针对不同情况下的变形特点,探索合理的岩质边坡整治和防治措施。
具体来说,本研究主要包括以下内容:1.岩质边坡失稳机理分析:归纳总结岩质边坡失稳发生的基本机理,探讨各种因素对岩质边坡稳定性的影响,建立相应的理论模型。
2.岩质边坡变形特征分析:对不同类型的岩质边坡进行监测观测,针对不同情况下的岩质边坡变形特点进行分析,归纳总结其变形机理及规律。
3.岩质边坡稳定性数值模拟:建立基于数值模拟的岩质边坡稳定性预测方法,选择合适的数值方法和软件工具,对不同情况下的岩质边坡稳定性进行数值模拟分析。
4.岩质边坡整治与防治措施:根据岩质边坡的不同变形特征和稳定情况,探索适宜的岩质边坡整治方法和防治措施,提出科学合理的岩质边坡防治方案。
三、研究意义本研究旨在深入探究岩质边坡的稳定性和变形规律,为工程建设和生态保护提供科学的参考意见。
研究成果将为岩质边坡工程设计和施工提供重要的技术支撑,为做好岩质边坡治理和防治工作提供可靠的依据。
四、研究方法本研究采用综合研究方法,结合野外调查、实验室测试、数值模拟等手段,对岩质边坡的稳定性和变形特征进行分析和研究。
具体来说,采用现代数值模拟技术,利用有限元、边界元、松弛网格等数值分析方法,分析岩质边坡在不同情况下的稳定性和变形特征,对岩质边坡的稳定性预测和工程治理提供科学依据。
五、预期成果本研究预期取得如下成果:1.深入掌握岩质边坡的失稳机理和变形规律,提出相应的理论模型。
岩质边坡稳定性分析及防治措施探讨综合调查分析某岩质边坡的地质环境条件及其稳定性,并提出科学合理的防治措施。
标签:边坡地质灾害稳定性防治措施1工程概况该岩质边坡主要为一处天然形成的危岩体,主要由中风化云母石英片岩构成,均未采取工程措施支护。
该边坡平面近似弧形,全长约30m,坡高约15~17m;坡度较陡,一般约70~85°,中段中、下部局部悬空、反倾;坡向约125~145°;上部及西南侧坡面植被多较发育;坡体主要由中风化云母石英片岩构成,节理裂隙发育,局部见次生小断层,岩体较破碎,中段下部见数条小型卸荷节理。
边坡坡顶为观景平台与边坡断面距离约2~7.5m,为自然斜坡,斜坡植被发育。
2工程地质条件2.1岩土分层及其特征该边坡岩土层按地质年代、成因类型自上而下可划分为人工填土层(Qml)、残积土层(Qel)、震旦系(Z)三部分,各岩土层的分布和特征分述如下:2.1.1人工填土层(Qml)土性为素填土,呈灰、灰黄等色,成分主要包括粘性土、砂砾、碎石和风化碎岩块等,稍湿,基本完成自重固结。
本层分布广泛,揭露厚度1.8~2.7m。
2.1.2残积层(Qel)由云母石英片岩风化残积而成,土性主要为砂质粘性土,呈褐黄、灰褐等色,稍湿,硬塑状,粘性较差,浸水较易软化崩解。
本层分布不广泛,揭露厚度2.9m。
2.1.3基岩(Z)基岩岩性为震旦系云母石英片岩。
按岩石的风化程度可划分为全风化、强风化和中风化三个风化岩层,各岩层的分布及特征描述如下:(1)全风化云母石英片岩:主要呈褐黄色,岩石风化强烈,呈坚硬土状,原岩结构清晰,含较多石英颗粒,浸水易软化崩解,属极软岩。
本层分布不广泛,层厚5.4m。
(2)强风化云母石英片岩:呈褐黄、灰白、灰褐等色,岩石风化强烈,呈半岩半土状、碎块状,原岩结构清晰,手折可断,浸水易软化崩解,岩块敲击易散,属软岩,局部夹中风化岩块。
本层分布广泛,各孔均有揭露,厚度1.5~15.8m。
延安地区建筑边坡稳定性分析及抗滑桩加固研究的开题报告一、选题背景延安地区地处黄土高原,地形起伏较大,存在大量的陡坡和缓坡。
土壤质地为黄土,其相对稳定性较差,易受地震和降雨等自然因素的影响,导致土体发生滑动、坍塌等变形失稳现象,严重威胁着区域经济和民生安全。
为此,对延安地区的建筑边坡稳定性进行分析,并进行抗滑桩加固研究,是当地建筑工程必不可少的一项工作。
二、选题意义建筑边坡稳定性是衡量建筑工程质量的关键指标之一。
通过分析延安地区建筑边坡的稳定性,对于预防和减少自然灾害的发生,提高区域的经济效益和人民生活质量具有重要的意义。
同时,对于解决当地工程建设中存在的安全隐患,推广抗滑桩加固技术具有重要的现实意义和社会价值。
三、研究内容本研究主要包括以下内容:1. 延安地区建筑边坡地质与工程背景调研:包括区域的地理、地质、地貌背景特征,以及建筑工程相关标准和规范。
2. 延安地区建筑边坡稳定性分析:通过实地调研和现场监测,掌握当地建筑边坡的物理、力学特性,建立相应的数学模型,对于建筑边坡稳定性进行定量分析。
3. 抗滑桩加固方案设计:根据实际情况和稳定性分析结果,针对性地设计抗滑桩的类型、数量、深度和间距等参数,并进行施工方案和费用预算。
四、研究方法本研究将采用实地调查、现场监测、三维数字仿真建模、数学分析和计算机模拟等多种研究方法,形成完整的研究体系,保证研究结果的可靠性和准确性。
五、研究进度安排1. 第一周:开题报告撰写、参考文献查找和整理。
2. 第二周:延安地区建筑边坡地质与工程背景调研、数据采集和处理。
3. 第三周:建筑边坡稳定性分析,建立基本的数学模型和开展计算机模拟。
4. 第四周:抗滑桩加固方案设计和施工方案制定,获得相应的工程经济评价和费用预算。
5. 第五周:中期检查和修改研究方案,进一步完善数据的收集和处理。
6. 第六周:设计方案实施和监督,进行实地施工和现场监测,记录实验数据和效果评价。
7. 第七周:实验数据分析和总结,结合现实情况给出展望和改进建议,撰写结论和研究报告。
第20卷 第4期 辽宁工程技术大学学报(自然科学版) 2001年 8 月V ol.20, No.4 Journal of Liaoning Technical University (Natural Science ) Aug., 2001收稿日期:2001-05-23基金项目:国土资源部岩土工程开放实验室资助。
作者简介:赵法锁(1955-),男,博士,教授,博士生导师。
本文编校:杨瑞华文章编号:1008-0562(2001)04-0478-03某工程边坡软岩三轴试验研究赵法锁1,2, 张伯友1, 卢全中2 , 宋 飞2 (1.中国科学院 广州地化所 广州 510640;2.长安大学 地质工程系,陕西 西安 710054) 摘 要:结合某工程边坡稳定性分析研究,采集组成边坡的软岩试样若干,在室内进行常规三轴压缩试验、单轴压缩流变试验、三轴压缩流变试验,从而揭示了所研究软岩的力学作用规律及环境因素的影响等。
并对边坡石膏角砾岩的流变特性进行了分析,提出应注意水对岩石的结构、岩石力学性质的影响。
关键词:软岩;三轴试验;长期强度 中图号:TU 45; P 642 文献标识码:A 0 引 言 某工程边坡为大(同)运(城)高速公路一特大桥南端桥墩、桥台边坡,其组成主要为石膏角砾岩。
通过现场调查发现,该边坡不仅受表水作用,溶蚀现象十分严重,而且流变特征也特别明显。
为了对该边坡的变形及稳定现状进行评价,同时,还考虑该边坡的流变特征对稳定性发展变化趋势的影响等,需对该边坡石膏角砾岩的流变特性进行分析研究。
1 软岩的基本特征 当前软岩研究的技术路线、方法、对软岩的定义都比较多。
作者认为软弱结构体和软弱结构面组成的岩体称为软岩。
这种结构体和结构面具有它自身的地质特征、物质特征、物理力学性质及工程地质力学特性。
软岩的研究一方面从岩体的角度进行,一方面从岩石的角度进行,这就产生了多种的研究、应用技术路线和分析方法。
第3期(总第192期)中阖彳威*荇No.3 (Serial No.192) 2017 年 6 月CHINA MUNICIPAL ENGINEERING Jun. 2017DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2017.03.021软岩地区超高超陡岩质边坡稳定性及加固设计参数研究王堃[上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司,上海200125]摘要:依托于武陵山大道项目,结合岩质边坡真实的力学特性,使用理正岩质边坡稳定性分析软件对岩质边坡进 行稳定性分析。
对无锚杆状态下陡峭岩质边坡进行敏感性分析,根据分析结果对其中不稳定岩质边坡进行加锚杆 处理,进一步在锚固状态下进行锚固参数分析。
通过分析计算得出岩质边坡在无锚杆、加锚杆锚固以及取消锚杆 自由段的不同条件下,合理稳定的边坡比与锚杆加固条件。
研究成果为山区典型类型的岩质边坡稳定性分析与锚 固设计提供参考,为武陵山大道项目中的实际岩质边坡处理提供依据。
关键词:软岩地区;超高边坡;稳定性;加固设计;敏感性分析中图分类号:U416.14 文献标志码:A文章编号:1004-4655 (2017) 03-0070-04岩质边坡失稳破坏(滑坡)是当今三大自然灾害之一,严重威胁国家财产以及人民生命安全。
中国西南地区的高陡岩质边坡问题是许多大型工程建 设的首要工程地质和岩石力学问题,对工程建设可 行性和运行效益起着至关重要的作用[1]。
本文依托于武陵山大道项目,结合其中岩质边 坡真实的力学特性,使用理正岩质边坡稳定性分析 软件对岩质边坡进行稳定性分析[2_3]。
分别进行结 构面参数敏感性分析以及锚杆参数敏感性分析,为 武陵山大道项目中岩质边坡的处理提供理论支持。
1工程概况武陵山大道是张家界市城区至武陵源景区的主 要通道,现状为二级公路,双向2车道规模,拟拓 改建武陵山大道工程南起武陵山大道-X108交叉 口,北至武陵源景区高云路交叉口,长约18 km,拟将现有双向2车道拓宽至双向4车道。
拟建道路 卫星图见图1。
拟建武陵山大道等级为一级公路,本文所选取 边坡桩号范围:K4+540-K4+600,道路中心线标收稿日期:2017-04-20作者简介:王堃(1981—),男,工程师,本科,主要从事道路工程设计工作。
高为299.98 m,边坡最大高差为33.16 m,边坡模型示意图见图2。
图1拟建道路卫星图70图2边坡模型示意图■结构面倾角28。
•结构面倾角30° 结构面倾角32〇 ■结构面倾角34° •结构面倾角35。
图3中不同的曲线代表不同的结构面倾角。
图 中各曲线并无交叉,所以在张裂隙距坡顶的距离一 定时,结构面倾角小的安全系数更大。
随着结构面 倾角的增大,安全系数随着张裂隙距离的变化有变 动,基本满足先变小随后增大的规律。
当结构面倾 角为35°,且张裂隙距坡顶的距离为6 m 时安全 系数最小。
3.2边坡比为1 : 0.75时结构面参数分析在边坡比为1 : 0.75的条件下,分别取28。
、 30。
、32°、34°和35。
为结构面倾角(顺坡),对应取4、6、8、10、12、14 m 以及16 m 为张裂隙距坡顶的距离做敏感性分析。
在不加锚杆的情况下,边坡比为1 : 0.75的 条件下只有当结构面倾角为30°时才能保证边坡 稳定。
随着结构面倾角的不断增大,安全系数不断 减小。
根据分析的数据制成带平滑曲线和数据标记 的散点图(见图4)。
1.30L10 20张裂隙距坡顶的距离/m图3边坡比1 : 1时张裂隙参数敏感性分析散点图2模型构建 2.1基本参数设置基本参数中结构面倾角以及张裂隙距坡顶的距 离是无锚杆情况下作为敏感性分析的变动参数。
水 平投影长度根据边坡比的不同分别计算,24.87 m 是边坡比为1 : 0.75情况下的水平投影长度。
竖 向投影长度即为边坡高。
本文计算分析所选取的岩 石高边坡的结构面倾角、结构面凝聚力、结构面摩 擦角等参数由地质勘查报告确定。
参数表见表1、 表2。
表1基本参数表计算方法计算目标边坡高度/m 结构面 倾角〇/ (° )结构面凝聚力/kPa 结构面 摩擦角 /(。
)张裂隙距坡顶 距离/ m水平投影长度/m 竖向投影长度/m 极限平衡法安全系数33.16412035624.8733.16程技术规范》确定边坡稳定性系数。
边坡稳定性系 数需大于边坡稳定安全系数,边坡稳定安全系数为 1.35。
3结构面参数分析3.1边坡比为1 : 1时结构面参数分析在边坡比为1 : 1的条件下,分别取28°、 30。
、32°、34°和35。
为结构面倾角(顺坡), 对应取4、6、8、10、12、14 m 以及16 m 为张裂 隙距坡顶的距离做敏感性分析。
结构面倾角<32°时,边坡基本保持稳定。
在结构面倾角为34°或者35°,张裂隙距坡顶距 离> 12 m 时,基本保持稳定。
当张裂隙距坡顶距 离保持不变时,安全系数随着结构面倾角的增加而 变小。
根据分析数据绘制成带平滑曲线和数据标记 的散点图(见图3)。
表4锚杆1_数表边坡重要系数锚固体与地层 粘结工作条件 系数锚杆钢筋 抗拉工作 条件系数册配筋荷载分项系数锚杆道数钢筋与砂浆黏结强度工 作条件系数110.691.3230.62.4安全系数确定除校核工况外,边坡稳定性状态分为稳定、基 本稳定、欠稳定和不稳定4种状态,可根据中华人 民共和国国家标准GB 50330—2013《建筑边坡工表2岩土主要!I 動理力学?参数表岩层重度/ kN * m ~3弹性抗力魏K !MPa * m _1弹性模量 EfGPa 泊松比"内摩擦角 缚)黏聚力C/kPa 种植土19.580 1.00.45180.02强风化页岩22.0150 1.30.40300.04中风化页岩23.0350 3.00.28400.202.2岩层数量表所选取边坡分为3层,第一层为种植土,第二 层为强风化页岩,第三层为中风化页岩。
其控制点 坐标为岩层分层处到坡脚的垂直距离。
各层的控制 点坐标、容重以及锚杆黏结强度的具体数值见表3。
表3岩层数量表2.3锚杆参数表本文采用永久性锚杆,根据理正软件当中的规 定取值。
对于锚杆道数由锚杆间距决定,锚杆参数 见表4。
控制点坐标_y/m容重 /kN • rrT 3锚杆黏结强度/kPa32.36181930.7621210-7.8025350------0 5 0 5 0 5.6.5.5.4.4.31X 1x1x1x 1x 1X蠢S—71▲ ▲ ▲ ▲ ▲X )()()()( )<H K结构面倾角30(—^结构面倾角35( —n —结构面倾角40( —«•—结构面倾角45( —结构面倾角47(10 20张裂隙距坡顶的距离/m.结构面倾角30。
■结构面倾角33。
•结构面倾角36。
,结构面倾角39。
X )〇〇〇(^*r ^<结构面倾角 41。
4锚杆参数分析4.1边坡比选择根据上文分析结果可知,在不加锚杆情况下边 坡比为1 : 0.75以及1 : 0.5时基本难以保持稳定。
因此,分别选取这2种边坡比条件下最不利情况分 别加锚杆进行敏感性分析。
在1 : 0.75情况下选 取结构面倾角41°及张裂隙距坡顶距离6 m 为最 不利情况,分析锚杆间距及锚杆长度对安全系数的 影响。
在1 : 0.5情况下选取结构面倾角47°及张 裂隙距坡顶距离6 m 为最不利情况,用于分析锚杆 间距及锚杆长度对安全系数的影响。
保证销杆自由 段长度为3 m ,分别改变锚杆锚固段长度及锚杆间 距分析边坡安全系数。
4.2边坡比1 : 0.75时锚杆参数分析边坡比为1 : 0.75的条件下,分别改变锚杆 销固段长度以及锚杆间距。
在锚杆间距< 1.8 m 时边坡基本保持稳定。
将 分析的数据绘制成带平滑曲线和数据标记的散点图 (见图6)。
1.6厂1.5 鍚1-4<W 131.21.1.锚杆间距1.5!•锚杆间距1.8! 铺杆间距2 m •锚杆间距2.5〗 •锚杆间距3 m212锚固段长度/m22图6边坡比1 : 0.75时锚固段长度参数敏感性分析散点图由图6可知,在铺杆间距> 2 m 时,安全系数受 销固段长度变化影响不大。
当锚固段长度> 8 m 时, 安全系数不再随销固段的增加而变化,这是因为有效 长度不变,多余的锚固段不再起作用。
当锚杆间距为 1.8 m 且锚固段长度为8 m 时较为合理安全。
4.3边坡比1 : 0.5时锚杆参数分析边坡比为1 : 0.5的条件下,分别改变锚杆错 固段长度以及锚杆间距。
1 : 0.5条件下边坡较陡,当锚杆间距为1.2 m 时,只有锚固段长度>8m 时可能满足要求。
当锚 杆间距为1 m 时需要锚固段长度> 4 m 。
将分析数 据绘制成带平滑曲线和数据标记的散点图(见图7 )。
图5边坡比1 : 0.5时张裂隙参数敏感性分析散点图在边坡比为1 : 0.5不加锚杆的情况下,边坡 安全系数基本< 1.35。
在不同结构面倾角的条件下, 安全系数受张裂隙距坡顶的距离变化影响不明显。
在不加锚杆的情况下,1 : 0.5边坡比的条件下最不 利情况是结构面倾角为47°,且张裂隙距坡顶距离 为6m 时,安全系数为0.836。
1.0|_________I __________I10 20张裂隙距坡顶的距离/m图4边坡比1 : 0.75时张裂隙参数敏感性分析散点图当结构面倾角<36°时,安全系数受张裂隙 距坡顶距离变化的影响不明显。
在不加铺杆的情况 下,1 : 0.75边坡比的条件下最不利情况为结构面 倾角为41°,且张裂隙距坡顶距离为6 m 时,安 全系数为1.063。
3.3边坡比为1 : 0.5时结构面参数分析在边坡比为1 : 0.5的条件下,分别取30°、 35。
、40。
、45。
和47。
为结构面倾角,对应取4、 6、8、10、12、14 m 以及16 m 为张裂隙距坡顶的 距离做敏感性分析。
由分析结果可知:边坡比为1 : 0.5时在无铺 杆的情况下基本无法保持稳定。
在张裂隙距坡顶的 距离保持不变的情况下,安全系数随着结构面倾角 的增加而减小。
根据分析的数据绘制成带平滑曲线 和数据标记的散点图(见图5)。
^J I ^ 1^1.9^.7.61X1x1x1xo w o w72锚固间距lm•铺固间距1.2 r 锚固间距1.5 r •铺固间距1.8 r赢锚杆间距1.2 m铺杆间距1.5 m分别计算其安全系数。
在取消锚杆自由段后,相比同等条件有自由段 铺固安全系数明显提高,这是由于锚杆锚固段被 更多的用在了有效长度以内。