毕节仓库边坡稳定性分析及支护方案设计毕业论文设计

1、本本科毕业论文（设计）科毕业论文（设计）论文（设计）题目：毕节仓库边坡稳定性分析论文（设计）题目：毕节仓库边坡稳定性分析 及支护方案设计及支护方案设计贵州大学本科毕业论文(设计)诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计） ，是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。特此声明。论文（设计）作者签名： 日 期： 贵州大学毕业论文（设计）第 i 页目 录摘 要.ivabstract.v第一章 前言.11.1 选题依据与研究意义.11.2 国内外研究现状及发展趋势.11.2.1 国内外研究现状.11.2.2 发展趋

2、势.21.3 设计意义及内容.21.4 研究思路及其技术路线.31.5 工程概况.41.5.1 场地位置及拟建工程概述.41.5.2 边坡勘察目的及任务.51.5.3 边坡勘察工作依据.6第二章 场地工程地质条件.72.1 气候条件.72.2 地形地貌.72.3 地质构造.72.4 地震.82.5 地层岩性.82.6 水文地质条件.82.7 岩溶发育特征.9ii2.8 不良地质现象.9第三章 边坡岩土体物理力学性质.103.1 边坡岩土体参数.103.1.1 红粘土.103.1.2 中风化泥质白云岩 .113.2 边坡岩土体参数的确定.13第四章 边坡稳定性分析.144.1 边坡稳定性分析.1

3、44.1.1 定性分析.144.1.2 边坡可能的失稳模式.144.2 边坡稳定性定量计算.154.2.1 边坡稳定性分析原则.154.2.2 边坡稳定性主要分析方法.154.2.3 场地边坡分析.184.2.4 理正边坡定量分析.184.2.5 边坡稳定性评价.28第五章 边坡支护方案.295.1 边坡支护设计原则.295.2 边坡支护形式简介.295.3 边坡支护及其方案.325.3.1 ab 段断面支护设计方案.325.3.2 bc 段断面支护设计方案.345.3.3 cd 段断面支护设计方案.405.4 简易施工工艺.43贵州大学毕业论文（设计）第 iii 页第六章 结论与建议.446

4、.1 结论.446.1 建议.45参考文献.46致谢.47附录.48iv毕节仓库边坡稳定性分析及支护方案探讨摘 要本文详细介绍了毕节仓库边坡的工程概况、场地工程地质条件、岩土体的物理力学性质及其稳定性的分析和支护方案的设计。该边坡为分为三段，总长为 82 米，高6.0-20.2 米，为土质边坡高边坡，为了保证边坡的稳定性,根据仓库边坡设计基本要求和设计参数等多种因素，通过对边坡特征结合地质分析和计算，对边坡的稳定性进行了定性分析和定量计算。在对该边坡进行稳定性分析的定量计算中，采用了理正软件对边坡进行了计算及模拟分析，并得出了最不稳定的滑动面。分析及计算表明，该边坡不符合稳定性要求，需要进行支

5、护。根据边坡概况及场地条件整个边坡，该边坡的ab、cd 段支护方案采用了坡率法，然后对其挂网喷射混凝土加固。该边坡的 bc 段的支护方案采用了锚索格构梁支护，并对其锚索的锚固力、锚固角进行了计算，并通过计算和对比选取了锚固长度，最后通过锚索锚固力确定了格构类型。本边坡支护设计方案在满足边坡稳定性的情况下兼顾降低工程造价以及支护工程施工的可行和方便。关键词：边坡；边坡稳定性分析；坡率法；锚索格构梁；支护工程贵州大学毕业论文（设计）第 v 页 the bijie warehouse slope stability analysis and the support program designabs

6、tract this paper describes the overview of the bijie warehouse slope engineering, site engineering geological conditions, physical and mechanical properties of the rock mass and its stability analysis and support design of the program. the slope is divided into three sections, a total length of 82 m

7、, 6.0-20.2 m high, the high slope of the soil slope, a variety of factors, according to the the warehouse slope design requirements and design parameters in order to ensure the stability of the slope the stability of the slope, through the combination of geological analysis and calculation of slope

8、characteristics, qualitative analysis and quantitative calculation. quantitative calculation of the slope stability analysis software management is the slope calculation and simulation analysis, and conclude that the most unstable of the sliding surface. analysis and calculations show that the slope

9、 does not meet the stability requirements, the need for support. slope profile and the site conditions of slope, the slope of ab, cd segment support program using the slope ratio method, and then hanging on it sprayed concrete reinforcement. the slope of the bc section of the support program using t

10、he cable lattice beam support, and its anchor cable anchoring force, anchoring angle were calculated and calculated and compared to select the anchor length, and finally by anchorage cable the force identified the type of lattice. the slope supporting the design meet the slope stability, taking into

11、 account to reduce the project cost as well as supporting the construction is feasible and convenient.vikey words: slope; slope stability analysis; slope ratio method; anchor lattice beam; support project贵州大学毕业论文（设计）第 1 页第一章 前言1.1 选题依据与研究意义 近年来，随着我国经济的发展，全国的工程建设突飞猛进，高层建筑如雨后春笋般迅速发展。随着高层建筑的不断增高，基础相应加深

12、，基坑开挖造成的边坡稳定性及其边坡支护安全已成为高层建筑施工时不可忽视的重要环节，应予以高度重视。 在大量的工程实践过程中，大都存在对边坡工程病害特征和性质认识不清，治理工程措施不力等诸多问题，常常会造成边坡工程的变形和破坏。或因治理方案过于保守，造成不必要的浪费。因此，预测边坡失稳的破坏时间、规模，以及危害程度，事先采取防治措施，减轻地质灾害，达到满足经济合理和安全可靠的双重目标，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尤为重要。1.2 国内外研究现状及发展趋势1.2.1 国内外研究现状 边坡灾害防治的支护设计的结构类型丰富多样，其发展可大致分为以下几个阶段:第一阶段（20

13、 世纪 50 年代以前） ，大量采用抗滑挡墙结合支撑锚杆，曾取得一定效果，但由于滑坡推力大，致使抗滑挡墙体积庞大、胸坡缓，墙基必须置于滑面以下一定深度，施工开挖对滑体稳定影响大。第二阶段（20 世纪 60、70 年代） ，在相应疏截滑带水的情况下，采用抗滑桩支挡，工程效果明显；国外多采用钢筋混凝土钻孔桩和钢桩，用群桩加承台共同受力。国内采用矩形截面的钢筋混凝土挖孔桩（最大截面 4m7m，长达 46 米） ，抗滑桩因提供的抗力大，施工对滑体的扰动小、安全、见效快，在这一时期曾被广泛采用。第三阶段（20 世纪 80 年代以后） ，随着锚固技术的发展，在滑坡前缘使用群孔疏干前部岩土，预应力锚索在边坡

14、加固中得到了广泛的应用，在工程实践中演化出了各种各样的结构形式，主要有：预应力锚索地墩或地梁；预应力锚索抗滑挡墙；预应力锚索抗滑桩；预应力锚索抗滑桩板墙；预应力锚索格构。预应力锚索的应用大大地改善了抗滑结构的受力状态，降低了工程造价。据不完全统计，在同样的条2件下，锚索抗滑桩比普通抗滑桩节约投资 30%左右。1.2.2 发展趋势 边坡稳定性问题的考虑是工程建设中必不可少的一块，传统的稳定性分析方法如瑞典圆弧法，不平衡传递系数法，简布法等依然是现在实际工程在分析边坡稳定性时主要运用的方法。随着科学力量的进步，一些新的分析方法也在不断的出现，如用有限元法对边坡的岩土体在计算机上进行模拟，设置各种支

15、护形式进行对比，以确定最有效的支护方案。但是随着边坡形式的不断变化，人类的工程越来越大，边坡的高度不断增加，遇到的地质问题日益复杂，我们以后所面临的边坡加固及支护问题也会愈加复杂，对欠稳定的边坡的支护要求越来越高，采用综合防护必将是未来发展的趋势。1计算机程序在边坡领域内的模拟和计算的开发会更进一步的得到很好的利用。2gps 等高科技手段会更进一步将边坡工程动态化、信息化，是其更精确更快速。因此边坡的稳定性分析方法将朝着更加新的理论、新的方法、新的技术迈进，更能将安全可靠和经济效益双目标结合在一起，更进一步的满足人类的需求。1.3 设计意义及内容 本科生毕业论文（设计）的编写是教学计划中必不可

16、缺的重要组成部分，是培养、锻炼我们本科生综合能力的必备环节，是对我们所学基础知识和专业知识水平及能力的检验，提升我们掌握科学研究的方法和发现问题、分析问题、解决问题的能力，使我们能把书本理论知识应用于实际工作中。通过这次毕业论文，同时对我们的动手动笔能力均得到很大的锻炼，对我们踏入社会去竞争，创造自信心，充分培养学生实践能力，创新能力和创业能力的奠定有极其重要的意义是一个理论联系实际的过程。 本文将以毕业实习工程贵州省救灾物资储备库毕节代储仓库边坡为设计研究对象。毕节仓库边坡为土质高边坡，为永久性边坡。边坡破坏后果严重，其安全等级为一级。因此，根据其场地工程地质条件、岩土体物理力学性质对其进行

17、稳定性分析，并根据其稳定性分析情况结合支护形式，通过优化比较，得出最优化的支护措施，并贵州大学毕业论文（设计）第 3 页进行支护计算，最后给出恰当的结论和合理的建议。1.4 研究思路及其技术路线本设计以贵州省救灾物资储备库毕节代储仓库边坡工程为基础，结合勘察成果，分析基坑边坡的工程地质特征，如地层、岩性、地形地貌、水文条件、构造、岩体结构特征等；借助理正软件 5.6 版边坡稳定性分析模块及相关规范对拟建的边坡稳定性进行分析计算，并作出评价。在稳定性分析的基础上对各种支护方案进行对比，选择最合适的支护设计方案，查阅相关规范进行设计计算，作出简洁的的支护施工工艺过程并提出注意事项，详细的路线见下图

18、所示。对开挖边坡的稳定性分析评价初步判断其稳定性拟开挖边坡支护设计计算计算指标的确定理正定量计算分析定量分析边坡稳定性评价边坡支护方案对比分析场地工程地质条件了解工程概况定性分析滑动安全系数4 图 1.1 设计技术路线图1.5 工程概况1.5.1 场地位置及拟建工程概述拟建贵州省救灾物资储备库毕节代储仓库位于毕节市环城北路。拟建仓库室内地面高程0.00=1492.60m，仓库四周的消防通道路面高程为 1492.00m-1493.00m，平均路面高程为 1492.30m。该项目位于一山坡上，山脚最低点高程 1491.00m，山顶最高点高程 1516.18m，山体高差 25.18m，山体自然坡度约

19、为 15。根据建筑总平面图，建设单位将仓库及其四周消防通道向西平移了 7.50m，平移后消防通道边线与用地红线最近距离为16.17m（仓库建筑总平面图见附图 01）。目前仓库及消防通道已进行开挖场平，形成人工边坡 3 个月。开挖边界距用地红线 1.5m 沿用地红线进行放坡，开挖后形成的人工边坡长 82m，高 6.00m-20.20m（仓库边坡平面图见附图 02） 。仓库层数为 3 层，建筑高度 21m，工程重要性等级为二级。场地内及其周边无滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害发育，无断层经过，地下水位埋深较大，对工程无影响；场地开挖后形成边坡长 82m，高 6.50m-20.20m 的永久性边坡，场地

20、复杂程度为二级；场地岩土种类较多，厚度不均匀，性质变化较大，基岩岩溶中等发育，地基复杂程度为二级。综合确定拟建场地岩土工程勘察等级为乙级。选择最优化支护方案对该方案进行描述、计算选定支护材料简易施工工艺结论和建议贵州大学毕业论文（设计）第 5 页仓库及消防通道场平时，开挖边界距用地红线 1.5m 沿用地红线进行放坡，开挖后形成的人工边坡长 82m，高 1.50m-21.20m。从开挖面和勘察成果得出，该边坡为土质边坡，为永久性边坡。边坡破坏后果严重，其安全等级为一级。 为防止在该人工边坡滑塌失稳，危及仓库及消防通道的安全。对仓库周边处边坡进行施工图阶段的支护设计。1.5.2 边坡勘察目的及任务

21、为确保建筑施工及使用安全，对该边坡进行仔细勘察。按照现行规范，结合现场踏勘结果及当地边坡治理经验，本次边坡勘察的目的是详细查明边坡范围的岩土构成、地形地貌、地质构造、边坡的环境条件、边坡的基本特征，并在此基础上，预测其对仓库及消防通道可能产生的破坏形式，并对边坡的稳定性进行分析、计算；对边坡破坏后的危害性进行预测；提出边坡防治措施；对环境影响进行评价；对边坡防治效益进行评估；对施工注意事项及监测方案提出建议。根据相关规范及委托要求，本次边坡勘察的目的及内容：1、查明边坡的地形地貌、地层、地质构造及抗震条件；2、查明边坡的岩土构成、成因、分布、性质、岩石风化和完整程度，重点对岩层及其结构面的物理

22、力学指标进行确定，为边坡支护设计提供有关计算参数；3、查明不良地质现象的类型、成因、分布范围、发展趋势及危害程度，应对断裂错动、液化、震险等进行分析、论证和判定，对整个场地的适宜性作出明确结论。4、查明边坡范围内岩土的类型、深度、分布、工程特性，分析和评价地基的稳定性、建筑适宜性、均匀性和承载力；5、场区岩层主要结构面（特别是软弱结构面）的类型和等级、产状、发育程度、延伸程度、闭合程度、风化程度、充填状况、充水状况、组合关系、力学属性和与临空面的关系；6、查明场地地下水类型、埋藏情况、腐蚀性等水文地质条件；7、查明场地内及其附近有无影响边坡稳定性的不良地质作用，如岩溶、滑坡、崩塌等；8、通过工

23、程类比结合规范及当地经验值进行分析，提供边坡稳定性计算及边坡支护设计所需的岩土物理力学参数，采用现场大型直剪试验来综合确定岩土体的物理力6学指标；9、对边坡的稳定进行评价，对边坡的支护处理提出方案、建议；10、提出边坡在支护施工过程中可能引起的破坏模式，并提出相应的防治措施及边坡监测方案建议。1.5.3 边坡勘察工作依据 本次边坡勘察工作执行如下规范：1、 岩土工程勘察规范 （gb50021-2001） ；2、 建筑地基基础设计规范 （gb50007-2002） ；3、 工程岩体分级标准 （gb50218-94） ；4、 建筑边坡工程技术规范 （gb50330-2002） ；5、 建筑抗震设计

24、规范 （gb50011-2001） ；6、 建筑桩基技术规范 （jgj 94-2008） ；7、 贵州建筑地基基础设计规范 （db22/45-2004） ；8、 贵州建筑岩土工程技术规范 （db22/46-2004）等相关规范规定要求。 贵州大学毕业论文（设计）第 7 页第二章 场地工程地质条件2.1 气候条件该地区属北亚热带温凉湿润季风气候，水热资源适中。平均日照时数 1391.10 小时，年平均气温 10 515.0 ，一月平均气温 174.3，七月平均气温 17.624.9，稳定通过 10的有效积温 2544.64617.1；年平均降水量 848.61394.4毫米，月变率大，70%左右

25、的降水量集中在 5 至 9 月。全年无霜期 220-260 天。主要灾害性天气是低温、 “两旱” 、 “两寒” 、 冰雹、大风、暴雨等每年都有发生。2.2 地形地貌仓库所在区域地貌类型为溶蚀缓丘、沟谷边缘的斜坡地貌。该项目位于一山坡上，场地内最低点高程 1491.00m，山顶最高点高程 1516.18m，山体高差 25.18m，山体自然坡度约为 15。仓库及其四周消防通道所在区域原始地面高程为 1493.00m-1507.00m。目前正在对仓库及其四周消防通道进行场平开挖，开挖边界距用地红线 1.5m 沿用地红线进行放坡。开挖后形成的人工边坡长 82m，高 1.50m-21.20m。边坡四周无

26、重大构建筑物存在，场地四周无大规模人类活动破坏。2.3 地质构造 据据 1977 年一零八地质队绘制毕节幅 1:20 万地质图及区域地质资料，拟建物场区位于扬子准地台黔北台隆复杂构造变形区，毕节向斜西北翼，构造变形复杂，无断层通过，地质构造稳定性良好。下伏基岩为三迭系中统关岭组（t2g）之灰黄、灰色薄-中厚层泥质白云岩，岩层产状为 14046，层面间无泥化夹层充填，结合程度很好，为稳定岩层。82.4 地震平场后场地覆盖层硬塑、可塑、软塑红粘土为主，为软弱土。下伏基岩为稳定岩石类型。覆盖层厚度大于 5.0m，场地类型为类场地，属场地抗震一般地段。毕节市抗震设防烈度为 6 度，设计地震基本加速值为

27、 0.05g，设计地震分组为第一组，设计特征周期 0.35s，设计应按相关规定设防。2.5 地层岩性根据本次钻探资料，场地内耕土、硬塑红粘土由于场平开挖而清除，故坡顶局部分布硬塑红粘土，岩土构成较为简单，从上至下依次有以下岩土体：1）红粘土（qdl+el）：褐黄色，结构稍密，质纯，细腻，网纹状裂隙发育，呈硬塑、可塑、软塑状态，分布于场区大部分地段，厚度不均匀。仓库建设场地厚度为0.60m-8.00m，整个边坡坡体为红粘土组成，厚度均匀，厚度为14.00m-18.00m。2）基岩：中风化基岩：三迭系中统关岭组（t2g）之灰黄、灰色薄-中厚层泥质白云岩，泥晶结构，岩体节理裂隙发育，灰黄色铁质浸染，

28、岩芯呈短柱状、柱状。岩芯采取率一般在 60，rqd 值在 40-50之间。岩石单轴抗压强度标准值 frk=32.61mpa，为较硬岩，岩体完整程度为较破碎，岩体质量等级为类。在基岩面有少量的强风化物，为碎砂状，多数厚度 0.001.00m，其中 zk13 处厚度为 11m。2.6 水文地质条件本次施工过程中所有钻孔孔无涌水现象，钻探结束后钻孔内统一地下水测量结果，所有钻孔均为干孔，据此判定场地地下水位埋深大于 20m，另据 1:20 万毕节幅区域水文地质普查报告可知，区内地下水水位变幅在 23m，场区附近未发现常年性水体，没发现泉点。场地地下水主要为上层滞水和基岩裂隙水，水量微小，主要受大气降

29、雨补给影响。由此可知，拟建工程地下室及基础底面均位于地下水以上，地下水对拟建工程无影响。建议不考虑地下室的抗浮设计。贵州大学毕业论文（设计）第 9 页2.7 岩溶发育特征经过现场 39 个孔的钻探作业，只有钻孔 zk10 遇见溶洞（裂隙） ，见洞率 2.5%，基岩高低起伏较大，多数为 2-5m，根据贵州建筑岩土工程技术规范 （db22/462004）7.1.3，场地为岩溶中等发育区。其岩溶发育情况统计如下表 1：表 1 岩溶发育情况统计表钻孔编号土层厚度岩层顶板厚度溶洞顶底高程充填情况zk105.70m1.80m1486.50-1484.001482.70-1481.40软塑粘土充填2.8 不

30、良地质现象拟建场地原始地形为自然稳定斜坡，无大型滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害存在，场地内及附近无活动性断层，不良地质现象不发育。10第三章 边坡岩土体物理力学性质3.1 边坡岩土体参数3.1.1 红粘土可塑红粘土（qdl+el）：根据仓库及其边坡取的 15 件土样做出的土工试验报告资料，其中 8 件为呈可塑状态，经数理统计后，物理力学指标见表 2：表 2 可塑红粘土室内试验主要指标统计表指标单位区间值平均值标准差变异系数修正系数标准值含水率 %48.50-73.6057.03重度 kn/m315.90-17.4016.86比重 g2.79-2.842.82孔隙比 e01.381-2.1011.

31、630液限 l%56.80-93.8070.66塑限 p%30.10-47.8037.43塑性指数 il%26.70-46.0033.24含水比 aw0.76-0.850.81内摩擦角 2.00-5.303.651.260.350.772.80内聚力 ckpa28.90-43.0036.315.950.160.8932.29压缩系数 a1-2mpa-10.37-0.550.43压缩模量 esmpa5.21-6.966.180.640.100.935.75可塑红粘土层地基承载力特征值根据公式 fa=mbb+mdmd+mcck计算，其中 b 取值3.00m，d 取值 0.50m。=m=16.86，

32、查贵州建筑地基基础设计规范表4.2.6：mb=0.05，md=1.18，mc =3.42，计算得：fa=122.91kpa。贵州大学毕业论文（设计）第 11 页软塑红粘土：根据仓库及其边坡取的 15 件土样做出的土工试验报告资料，其中7 件为软可塑状态，经数理统计后，物理力学指标见表 4：表 3 软塑红粘土室内试验主要指标统计表指标单位区间值平均值标准差变异系数修正系数标准值含水率 %40.4-69.1052.40重度 kn/m316.10-18.0017.17比重 g2.78-2.822.80孔隙比 e01.168-1.9511.4969液限 l%46.60-79.0059.57塑限 p%2

33、6.30-43.0033.14塑性指数 il%17.80-36.0026.43含水比 aw0.86-0.930.88内摩擦角 1.90-6.003.911.710.440.682.65内聚力 ckpa23.60-41.1033.646.750.200.8528.65压缩系数 a1-2mpa-10.35-0.700.50压缩模量 esmpa4.02-6.375.140.800.160.894.55软塑红粘土层地基承载力特征值根据公式 fa=mbb+mdmd+mcck计算，其中 b 取值3.00m，d 取值 0.50m。=m=17.17，查贵州建筑地基基础设计规范表4.2.6：mb=0.04，md

34、=1.15，mc =3.38，计算得：fa=74.97kpa。 硬塑红粘土：根据可塑、软塑红粘土特征，结合地区经验，重度 =17.50 kn/m3，内摩擦角 =4，内聚力 c=40kpa，压缩模量 es =8mpa。fa=154.49kpa。3.1.2 中风化泥质白云岩中风化泥质白云岩：根据仓库及其边坡取的 16 件岩样做出的岩石试验报告资料，经数理统计后，物理力学指标见表 512表 4 岩样室内试验主要指标统计表统计件数重度（kn/m3）湿抗压强度平均值frk（mpa）均方差变异系数 修正系数 抗压强度标准值frk（mpa）岩样高径比纵波速度1326.0839.0112.7830.3280.

35、83632.612:13467注：统计时舍去边坡 bpk5、zk18、zk19 孔岩样数据按照建筑地基规范关于选择折减系数 时规定，考虑结构面发育、地层产状、组合关系的规律及风化、溶蚀特征，结合毕节地区经验，取 r为 0.1 较为符合场地基岩的实际情况，计算式如下：fa=rfrk 式中：r折减系数frk岩石饱和单轴抗压强度标准值fa =0.132.61=3.26mpa综合上述，结合地基承载力特征值取值经验，建议岩石地基承载力如下：中风化泥质白云岩：fak =3200kpa。根据地区经验结合中风化岩石试验指标，建议强风化泥质白云岩地基承载力特征值，fak =1000kpa。根据土样试验结果，该边

36、坡土层稳定性计算参数为：硬塑红粘土：重度 =17.50kn/m3，内摩擦角 =4 ，内聚力 c=40kpa。根据贵州建筑岩土工程技术规范 （db22/46-2004）第 82 页，红粘土在边坡计算中内摩擦角、内聚力应进行修正，内摩擦角修正系数取 0.9，内聚力修正系数取 0.8。修正后内摩擦角 =3.6 ，内聚力 c=32kpa。贵州大学毕业论文（设计）第 13 页可塑红粘土：重度 =16.86kn/m3，内摩擦角 =2.8 ，内聚力 c=32.29kpa。根据贵州建筑岩土工程技术规范 （db22/46-2004）第 82 页，红粘土在边坡计算中内摩擦角、内聚力应进行修正，内摩擦角修正系数取

37、0.9，内聚力修正系数取 0.8。修正后内摩擦角 =2.52 ，内聚力 c=25.8kpa。软塑红粘土：重度 =17.17kn/m3，内摩擦角 =2.65 ，内聚力 c=28.65kpa。根据贵州建筑岩土工程技术规范 （db22/46-2004）第 82 页，红粘土在边坡计算中内摩擦角、内聚力应进行修正，内摩擦角修正系数取 0.9，内聚力修正系数取 0.8，修正后内摩擦角 =2.39 ，内聚力 c=23kpa。中风化泥质白云岩：根据建筑边坡工程技术规范 （gb50330-2002）表 4.5.1 的有关规定，内摩擦角 =18 ，内聚力 c=50kpa，重度 =26.08kn/m33.2 边坡岩

38、土体参数的确定由于边坡已开挖成型，目前处于临界稳定状态，由此可判定取土样时可能受到扰动破坏，导致试验结果偏小，根据现场的试验成果，结合依据现状反算的结果，综合确定边坡岩土体参数指标如下：、硬塑红粘土：重度 =17.50kn/m3，内摩擦角 =6，内聚力 c=55kpa。、可塑红粘土：重度 =16.86kn/m3，内摩擦角 =4.5，内聚力 c=40kpa。、软塑红粘土：重度 =17.17kn/m3，内摩擦角 =4，内聚力 c=30kpa。、中风化泥质白云岩：重度 =26.08kn/m3，内摩擦角 =18，内聚力c=80kpa。14第四章 边坡稳定性分析4.1 边坡稳定性分析 4.1.1 定性分

39、析从开挖面和勘察成果得出，该边坡为土质边坡，为永久性边坡。边坡破坏后果严重，其安全等级为一级。根据放坡条件将整个边坡分为 a-b 段、b-c 段、c-d 段。a-b段、c-d 段消防通道边线距用地红线较远，具备足够放坡条件；b-c 段消防通道边线距用地红线较近，不具备放坡条件。其边坡坡体为硬塑、可塑红粘土，软塑红粘土，为土质边坡。根据边坡周边放坡条件，将边坡分为 a-b、b-c、c-d 段。a-b 段位于仓库南侧，为土质边坡，具有足够的放坡条件，边坡体基岩面水平，高7.8-14.8m。b-c 段位于仓库东侧，为土质边坡，距地红线较近，不具备放坡条件，边坡体基岩面起伏，约 35，高 6.0-15

40、.5m。c-d 段位于仓库北侧，为土质边坡，具有足够的放坡条件，边坡体基岩面水平，高9.5-20.2m。 4.1.2 边坡可能的失稳模式（1）ab 段：拟建仓库南侧（ab 段）坡面土体厚度 7.8-14.8m，土体厚度一般，由于边坡土体力学性质较差，边坡不稳，主要以圆弧滑动为主。贵州大学毕业论文（设计）第 15 页（2）bc 段：拟建仓库东侧（bc 段）坡面土体厚度 6.0-15.5m，土体厚度一般，由于边坡土体力学性质较差，边坡不稳，主要以圆弧滑动为主。（3）cd 段：拟建仓库北侧（cd 段）坡面土体厚度 9.5-20.2m，土体厚度一般，由于边坡土体力学性质较差，边坡不稳，主要以圆弧滑动为

41、主。4.2 边坡稳定性定量计算4.2.1 边坡稳定性分析原则 滑坡稳定性计算的主要内容就是滑坡推力及滑坡安全性系数的计算。目前，计算滑坡推力的方法比较多，应用较多的如瑞典条分法、毕肖普法、传递系数法、分块极限平衡法、简布法等。另外，根据建筑工程边坡规范 ，可以用圆弧滑动法，平面滑动法及折线滑动法。除此之外，利用电脑软件理正对滑坡进行边界模拟，从而对边坡的稳定性进行评价，也是一种目前正在研究的方法。其中圆弧法和折线法是验算山区土层沿岩面滑动最常用的边坡稳定验算方法，本设计就是采用圆弧法和折线法对边坡稳定性计算，此外还用理正软件对边坡进行的简单的模拟，进行对比分析。根据建筑边坡工程技术规范 ，边坡

42、稳定性计算方法，根据边坡类型和可能的破坏形式，可按下列原则确定：（1）土质边坡和较大规模的碎裂结构岩质边坡宜采用圆弧滑动法计算；（2） 对可能产生平面滑动的边坡宜采用平面滑动法进行计算；（3）对可能产生平面滑动的边坡宜采用平面滑动法进行计算；（4）对结构复杂的岩质边坡，可配合采用赤平极射投影法和实体比例投影法分析；（5）当边坡破坏机制复杂时，宜结合数值分析进行分析。4.2.2 边坡稳定性主要分析方法1）圆弧法 圆弧法是边坡极限平衡方法中最早而有最简单的方法，其假定剖面上滑动面为圆弧面，视滑动面上的土体为刚体，并且采用条分法进行计算，按照建筑工程边坡技术规范所示，其安全性系数计算公式如下：16

43、srikti()cossin()iibiiwiiinggpa()sincos()iibiiwiiitggpaiiii irntgacl式中 边坡稳定系数sk 第 i 计算条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值（kpa）ic 第 i 计算条块滑动面上岩土体的内摩擦角标准值（ ）ia 第 i 计算条块滑动面长度（m）il ,第 i 计算条块地面倾角和地下水位面倾角（ ）iia 第 i 计算条块单位宽度岩土体自重（kn/m）ig 第 i 计算条块滑体地表建筑物的单位宽度自重（kn/m）big 第 i 计算条块单位的动水压力（kn/m）wip 第 i 计算条块滑体在滑动面法线上的反力（kn/m）in 第

44、i 计算条块滑体在滑动面切线上的反力（kn/m）it 第 i 计算条块滑动面上的抗滑力（kn/m）ir2）折线法折线法是我国铁路与工民建等部门在进行边坡稳定验算中经常使用的方法，计算不繁杂，具有方便适用的优点。在滑体中取第 i 块土条，如图，假定第 i-1 块土条传来的推力1ip方向平行于第 i-1 块土条的底滑面，而第 i 块土条传递给第 i+1 块土条的推力ip平行于第 i 块土条的底滑面。即是说，假定每一分界上推力的方向平行于上一土条的底滑面。第 i 块土条承受的各种作用力如图 4.1。 将各作用力投影到底滑面上，其平衡方程如下：贵州大学毕业论文（设计）第 17 页(cossin)tan

45、(sincos) iiiiiiiiiiiiiissc lwuilqpwqpkk其中： i111cos()tansin()/iiiisik图 4.1 边坡下滑力计算简图pi第 i 块滑体剩余下滑力；pi-1第 i-1 块滑体剩余下滑力；iw第 i 块滑体的自重；iq土条的水平作用力，这里取 0；第 i 块孔隙应力，这里取 0；iuni第 i 块滑床反力；i第 i 块滑体滑面的倾角；ic、i第 i 块滑体滑面的抗剪强度指标；sf边坡稳定安全系数；第 i 块滑体的滑面长度； il1i传递系数。184.2.3 场地边坡分析根据规范要求，边坡稳定性系数要求见表 4.1表 4.1 边坡安全系数表一级边坡二

46、级边坡三级边坡平面滑动法折线滑动法1.351.301.25圆弧滑动法1.301.251.20由于该边坡地形地貌、地质构造、岩土体构成复杂，且边坡高度高，危及仓库及消防通道的安全，边坡若发生破坏，造成后果很严重，所以定性该边坡为一级边坡，安全系数按 fs=1.30 取。同时根据该边坡的地形条件，共计算了三个剖面，分别为 ab段的 1-1 剖面，bc 段的 2-2 剖面，cd 段的 3-3 剖面，具体见附图 01。根据之前边坡稳定性分析定性的结果及岩土体参数的性质，本设计采用边坡稳定性分析方法为圆弧法。该边坡的土层情况及参数指标见下表：表 4.1 边坡土层情况及参数指标表力学指标土层编号岩土体名称

47、内聚力c（kpa）内摩擦角（）重度（kn/m3） 硬塑红粘土55617.5可塑红粘土404.516.86软塑红粘土30417.174.2.4 理正边坡定量分析 1）理正软件简介边坡失稳破坏是岩土工程中常遇到的工程问题之一。造成的危害及治理费用均非边坡类型安全系数计算方法贵州大学毕业论文（设计）第 19 页常可观。因此，客观的、正确的评估边坡稳定状况，是摆在工程技术人员面前的一道难题。为满足工程技术人员的需要，编制了“理正边坡稳定分析”软件。该软件具有下列功能： 软件具有通用标准、堤防规范、碾压土石坝规范三种标准，以满足不同行业的要求； 软件提供三种地层分布模式（匀质地层、倾斜地层、复杂地层）

48、，可满足各种地层条件的要求； 软件可计算边坡的稳定安全系数、及剩余下滑力； 软件提供多种方式计算边坡的稳定安全系数； 软件提供的自动搜索最小稳定安全系数的方法，是理正技术人员研制、开发、应用到软件中，并取得良好的效果。一般情况下，都可以得到最优解。但是对于较复杂的地质条件，建议先指定区域搜索、分不同精度进行分析，逐步逼近最优解，这样才能既快、又准； 对于圆弧稳定计算，本软件提供三种方法：瑞典条分法、简化 bishop 法、及janbu 法。集三种方法于一体，用户可以根据不同的要求采用不同的方法。用户需要注意的是采用后两种方法计算时，有时不收敛，也是正常的。需要用户调整相关的参数再计算或用第一种

49、方法； 软件可同时考虑地震作用、外加荷载、及锚杆、锚索、土工布等对稳定的影响；具有图文并茂的交互界面、计算书。并有及时的提示指导、帮助用户使用软件。该软件可应用于水利行业、公路行业、铁路行业和其它行业在岩土工程建设中遇到的边坡（主要是土质边坡、岩石边坡可参考）稳定分析。2）软件操作流程20 3）理正定量计算（1）ab 段边坡：选择该边坡段的 1-1剖面作为该段边坡的稳定性分析断面，因为其边坡高度最高为 14.8m，因此边坡在 1-1剖面处危险性最大，该剖面图见附图03，边坡稳定性分析借助理正软件 5.6 版，采用圆弧滑动简布（janbu）法，将上面各参数带入，计算结果如下：计算简图 图 4.2

50、 ab 段稳定性计算简图控制参数: 采用规范: 通用方法 计算目标: 安全系数计算 滑裂面形状: 圆弧滑动法 不考虑地震贵州大学毕业论文（设计）第 21 页坡面信息 坡面线段数 4 坡面线号 水平投影(m) 竖直投影(m) 超载数 1 1.180 6.050 0 2 5.800 3.280 0 3 5.250 2.900 0 4 5.010 1.320 0土层信息 坡面节点数 5 编号 x(m) y(m) 0 0.000 0.000 -1 1.180 6.050 -2 6.980 9.330 -3 12.230 12.230 -4 17.240 13.550 附加节点数 6 编号 x(m) y

51、(m) 1 -1.057 -0.125 2 -1.015 -1.900 3 7.250 -1.395 4 17.240 -0.323 5 17.240 1.878 6 17.240 9.850 不同土性区域数 3 区号 重度 饱和重度 孔隙水压 节点 (kn/m3) (kn/m3) 力系数 编号 1 17.500 20.000 - ( -2,6,-4,) 2 16.860 20.000 - ( 0,1,2,3,5,6,-2,-1,) 3 17.170 20.000 - ( 3,4,5,) 区号 粘聚力 内摩擦角 水下粘聚 水下内摩 (kpa) (度) 力(kpa) 擦角(度) 1 55.000

52、 6.000 10.000 25.000 2 40.000 4.500 10.000 25.000 3 30.000 4.000 10.000 25.000 区号 十字板 强度增 十字板水 强度增长系 (kpa) 长系数 下值(kpa) 数水下值 1 - - - - 2 - - - - 3 - - - - 22 不考虑水的作用计算条件 圆弧稳定分析方法: janbu法 土条重切向分力与滑动方向反向时: 当下滑力对待 稳定计算目标: 自动搜索最危险滑裂面 条分法的土条宽度: 1.000(m) 搜索时的圆心步长: 1.000(m) 搜索时的半径步长: 0.500(m) 计算结果图 图4.3 ab段

53、稳定性计算结果图 总的下滑力 = 949.212(kn) 总的抗滑力 = 1144.241(kn) 土体部分下滑力 = 949.212(kn) 土体部分抗滑力 = 1144.241(kn) 最不利滑动面: 滑动圆心 = (-0.440,21.045)(m) 滑动半径 = 21.050(m) 稳定安全系数 = 1.205小结：通过用理正分析软件对该ab断面分析得知，所算出的稳定安全系数贵州大学毕业论文（设计）第 23 页1.2051.30,小于规范要求，故ab段边坡处于不稳定状态，须进行支护措施。（2）bc 段边坡：选择该边坡段的 2-2剖面作为该段边坡的稳定性分析断面，因为其边坡高度最高为 1

54、7.5m，因此边坡在 2-2剖面处危险性最大，该剖面图见附图04，边坡稳定性分析借助理正软件 5.6 版，采用圆弧滑动简布（janbu）法，将上面各参数带入，计算结果如下：计算简图 图 4.4 bc 段稳定性计算简图控制参数: 采用规范: 通用方法 计算目标: 安全系数计算 滑裂面形状: 圆弧滑动法 不考虑地震坡面信息 坡面线段数 4 坡面线号 水平投影(m) 竖直投影(m) 超载数 1 0.870 6.340 0 2 7.500 7.960 0 3 4.160 4.430 0 4 5.000 1.240 0土层信息 坡面节点数 5 编号 x(m) y(m) 0 0.000 0.00024 -

55、1 0.870 6.340 -2 8.370 14.300 -3 12.530 18.730 -4 17.530 19.970 附加节点数 4 编号 x(m) y(m) 1 13.560 4.220 2 17.500 4.600 3 17.500 5.840 4 17.500 15.000 不同土性区域数 3 区号 重度 饱和重度 孔隙水压 节点 (kn/m3) (kn/m3) 力系数 编号 1 17.500 20.000 - ( -2,4,-4,-3,) 2 16.860 20.000 - ( 0,1,3,4,-2,-1,) 3 17.170 20.000 - ( 1,2,3,) 区号 粘聚

56、力 内摩擦角 水下粘聚 水下内摩 (kpa) (度) 力(kpa) 擦角(度) 1 6.000 55.000 10.000 25.000 2 4.500 40.000 10.000 25.000 3 4.000 30.000 10.000 25.000 区号 十字板 强度增 十字板水 强度增长系 (kpa) 长系数 下值(kpa) 数水下值 1 - - - - 2 - - - - 3 - - - - 不考虑水的作用计算条件 圆弧稳定分析方法: janbu法 土条重切向分力与滑动方向反向时: 当下滑力对待 稳定计算目标: 自动搜索最危险滑裂面 条分法的土条宽度: 1.000(m) 搜索时的圆心步

57、长: 1.000(m) 搜索时的半径步长: 0.500(m)计算结果图贵州大学毕业论文（设计）第 25 页 图 4.5 bc 段稳定性计算结果图 总的下滑力 = 1020.679(kn) 总的抗滑力 = 877.367(kn) 土体部分下滑力 = 1020.679(kn) 土体部分抗滑力 = 877.367(kn) 最不利滑动面: 滑动圆心 = (-5.205,33.855)(m) 滑动半径 = 34.253(m) 稳定安全系数 = 0.706小结：通过用理正分析软件对该bc断面分析得知，所算出的稳定安全系数0.7281.30，小于规范要求，故bc段边坡处于不稳定状态，须进行支护措施。（3）c

58、d 段边坡：选择该边坡段的 3-3剖面作为该段边坡的稳定性分析断面，因为其边坡高度最高为 20.2m，因此边坡在 3-3剖面处危险性最大，该剖面图见附图05，边坡稳定性分析借助理正软件 5.6 版，采用圆弧滑动简布（janbu）法，将上面各26参数带入，计算结果如下：计算简图 图 4.6 cd 段稳定性计算简图控制参数: 采用规范: 通用方法 计算目标: 安全系数计算 滑裂面形状: 圆弧滑动法 不考虑地震坡面信息 坡面线段数 4 坡面线号 水平投影(m) 竖直投影(m) 超载数 1 1.330 6.030 0 2 4.440 4.000 0 3 5.320 4.320 0 4 5.130 1.

59、350 0土层信息 坡面节点数 5 编号 x(m) y(m) 0 0.000 0.000 -1 1.330 6.030 -2 5.770 10.030 -3 11.090 14.350 -4 16.220 15.700 附加节点数 6 编号 x(m) y(m)贵州大学毕业论文（设计）第 27 页 1 -1.000 -0.130 2 -1.000 -2.840 3 -1.000 -5.430 4 16.160 -3.200 5 16.160 0.294 6 16.160 10.170 不同土性区域数 3 区号 重度 饱和重度 孔隙水压 节点 (kn/m3) (kn/m3) 力系数 编号 1 17

60、.500 20.000 - ( -2,6,-4,-3,) 2 16.860 20.000 - ( 0,1,2,5,6,-2,-1,) 3 17.170 20.000 - ( 2,3,4,5,) 区号 粘聚力 内摩擦角 水下粘聚 水下内摩 (kpa) (度) 力(kpa) 擦角(度) 1 55.000 6.000 10.000 25.000 2 40.000 4.500 10.000 25.000 3 30.000 4.000 10.000 25.000 区号 十字板 强度增 十字板水 强度增长系 (kpa) 长系数 下值(kpa) 数水下值 1 - - - - 2 - - - - 3 - -