巫山县滑坡治理开题报告.doc

本科毕业设计（论文）开题报告 题 目： 学 院：河海学院 专 业：地质工程 学生姓名： 学 号： 指导教师： 一、选题背景大昌镇地处巫山县北部,大宁河左岸,小三峡上游，地理位置东经10948，北纬3016，南至巫山县60km、北上巫溪县城50km，陆路、水路交通极为方便。大昌新址地质条件比较复杂，三峡水库蓄水运行后，库岸岸坡将反复受到江水和库浪作用，出现侵蚀和剥离现象，从而导致岸坡的坍塌和滑移形成地质灾害。由于大昌古镇重要的历史、地理和经济地位，坍岸的发生将给大昌人民生命财产安全、社会经济以及旅游业造成不可估量的损失，对库区环境和社会的安全稳定带来严重的危害。大昌古镇作为巫山小三峡风景区的一部分，其坍岸治理应在确保工程安全稳定的前提下，充分结合旅游资源和沿江美化工程进行优化设计，促进经济发展，保护生态环境。库岸岸坡按推荐方案治理后，可有效的防止坍岸地质灾害，为大昌镇及三峡库区的社会、经济和生态环境带来巨大的效益。由于三峡工程的建设，地形、地质条件发生变化, 形成新的地质灾害, 将会严重威胁着移民群众的生命及财产安全。因此，深入探讨库岸边坡稳定性及其治理方法，研究其治理措施，分析其机理，具有重大的实践和理论意义。对库岸边坡进行治理工程设计，通过熟悉勘察报告、计算稳定性，拟定防治方案，然后对治理方案进行结构设计与计算，根据拟定的两个治理方案，进行施工组织设计、工程概预算及方案比选、施工图绘制。通过对源自实际工程项目的模拟设计,在我们查阅相关文献资料后,能够综合运用所学的各种知识解决实际问题,了解库岸边坡及防治的现状。理解和掌握常用的滑坡库岸边坡治理的基本概念、原理、思路、方法和工程措施等,熟练运用数学、力学和计算机知识进行稳定性计算分析、工程造价预算和数据、图纸处理,培养我们解决实际问题的能力。在此基础上使我们能够理论联系实际，熟悉实际工程项目实施的基本要求、过程等，锻炼我们的独立工作能力，为进入土木工程领域从事相关的教学、科研开发和生产服务等工作打下良好的基础。通过对本课题的研究能够加深对边坡稳定的感性认识，为今后继续深造或从事相关工作奠定了更坚实的基础。二、国内外现状二十世纪六七十年代，是边坡稳定性研究的重要发展阶段。人们通过削夺边坡失稳事例的深入调查、分析、研究，认识到边坡的演变是一个累进性变形破坏过程，有着明显的时间效应，对边坡的研究必须将地质分析与力学机制分析两者紧密结合起来。发展了岩质斜坡稳定性分析方法，强调和重视边坡的工程地质条件，边坡稳定进入力学机制和内部作用研究阶段。1959年法国Malpasset坝左岸坝肩岩体的崩塌和1963年意大利Vajont坝上游左岸的库岸边坡滑坡以及国内一些水电工程岩体、露天采矿岩体失稳，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。在这一阶段，边坡稳定性的极限平衡方法得到了长足发展，出现了Morgenstern-Price法(1965)、Spencer(1967)、Sarmar法(1973)和不平衡推力传递系数法等。二十世纪七十年代潘家铮提出了滑坡极限分析的两条基本原理即极大值原理和极小值原理；1978年张天宝通过按瑞典法建立的简单土坡稳定系数函数的数值分析，全面归纳了最危险滑弧的变化规律；对于土质边坡，为了减少工作量，根据圆弧法等方法的基本原理，对坡顶水平的简单均质土坡，通过大量计算绘成评价土坡稳定的简单图表，如洛巴索夫图表法和泰勒图解法。特别是多种数值分析方法如有限单元法(Goodman, Taylor, Brelcke, 1968； O.Zienkiewicz, 1968等)、离散元法(Cundall , 1971)等被用于边坡稳定性分析，为定量评价边坡的稳定性创造条件，从而使边坡稳定性研究讲入模式机制和作用过程研究成为可能。自二十世纪八十年代以来，边坡稳定性研究的理论、方法及实践都得到不断深入发展和完善，边坡稳定性研究仍然是工程地质界、岩石力学界的研究热点。分析方法、分析手段得到长足发展，极限平衡分析方法得到不断完善。如王复来(1979)对Janbu法的改进，陈祖煜(1983)对Morgenstern-Price法的改进等；1981年孙君实在前人工作基础上，在土坡稳定分析的理论和方法方面进行了全面的研究，较好的解决了长期以来人们在计算中尚无法合理处理的滑动土体内土条间相互作用力的大小、方向和作用点位置的问题，在滑面形态的构成和寻求最危险滑面方法方面提出了行之有效的数值计算方法，深刻地揭示了突破稳定性问题的力学原理，推动了土坡理论的深入发展。在数值分析方面，出现了新的数值分析方法，如Cundall提出的离散单元法；石根华与Goodman(1989)提出的块体不连续变形分析(DDA)；石根华通过研究DDA与有限元的数学基础，于1995年提出的DDA与有限元法的统一形式数值流形法(NNM)等以及改进的有限元法(刚体有限元法、Cosserat介质有限元法、断裂力学有限元法)等。但由于边坡稳定受多方面因素影响，而各因素具有不确定性(模糊性、随机性、信息不完全性和未确定性)和复杂性，故确定性分析方法用于边坡分析，结果不十分理想。随着地质科学和有关邻近学科新理论新方法等被引入边坡研究，为定量评价和预测边坡稳定新开辟了许多新的途径，如可靠度方法、模糊方法、灰色系统理论、专家系统、神经网络、遗传算法等，从而有可能将地质分析与力学机制分析两者在更高理论水平上加以对照和相互验证，并且可以应用系统论的观点来处理各项研究所获取信息。近几年来边坡稳定性分析呈现的特点，表现在传统方法不断完善和新分析方法的兴起两方面。其中极限平衡法在计算模型(郭汉荣，1998； D.Stark, 1998)、滑动面确定(肖专文等，1998；朱大勇，1997)、边坡类型(G.Zornberg,1998)等方面得到进一步完善。数值分析中有限元法从平面有限元到三维有限元，从弹性有限元到弹塑性有限元。图解法得到改进，李靖等(1998)改进Bishop法得到一个简化公式，由该公式考虑黄土的主要因素设计了黄土边坡稳定性分析图表。复合分析法得到应用，沈凤生等（1998)采用三维有限元和刚体极限平衡理论相结合的方法分析高边坡稳定性，H.S.Yu.等(1998)采用有限元数值方法和极限平衡理论分析均质和非均质简单边坡。另外，随着随机分析方法、模糊分析方法以及计算机模拟技术在边坡中的应用，极大丰富了边坡分析方法。三、主要内容（1）阐明大昌库岸边坡的主要特征：边坡的岩性组合、地质构造、地形地貌、水文地质、工程活动以及可能破坏的方式。（2）进行大昌库岸边坡3个以上剖面的稳定性分析与计算，并作出综合评价；（3）针对需治理剖面，提出2个大昌库岸防治工程的治理方案，对两个方案完成结构设计、计算、平面布置、方案复核、工程制图等工作；（4）进行方案必选，完成选定方案的工程概预算；（5）提交设计内容，包括：设计说明书、设计计算表、治理工程平面图（方案一、方案二）、治理工程施工组织平面图（方案一、方案二）、治理工程立面图（方案一、方案二）、治理工程剖面图（方案一、方案二）、大样图等四、实施方案与进度计划1、熟悉段大昌库岸边坡的主要特征：库岸边坡的岩性组合、地质构造、水文地质、工程活动和可能存在的破坏模式。通过对勘察报告的阅读、理解，熟悉大昌库岸边坡的主要特征。地层岩性组合：工程区主要地层由三叠统嘉陵江组（T1j）和中三叠统巴东组（T2b）以及第四系更新统全新统冲积层(Q3+4al)、残坡积层(Q4el+dl)、人工回填层(Q4ml)地层组成。大昌镇迁建新址段为一类集镇，根据岩土工程勘察规范，工程类型为重要工程，安全等级为二级。大昌镇按三等城镇设防，坍岸治理工程设计洪水标准为20年一遇。2、稳定性计算：根据勘察报告进行3个以上滑坡剖面的稳定性分析，根据要求选择天然工况、暴雨工况及天然+地震工况等进行稳定性计算，要求计算方法正确，计算过程无误，计算结果准确，根据计算结果，判定剖面稳定性现状及剩余下滑力；大昌库岸边坡为涉水边坡，考虑三峡大坝蓄水后库岸可能遇到的各种情况，选取如下4种计算工况：工况一：自重状况。工况二：自重状况+暴雨。工况三：自重状况+地震。工况四：天然175m水位降到145m水位。工况五： 175m水位降到145m水位+暴雨。工况六：175m水位降到145m水位+地震。3、防治工程治理方案拟定：据稳定性计算结果，结合边坡体特征，拟定两个防治工程治理方案。要求拟定方案合理，方案布置位置正确，治理工程与排水工程相结合。根据实际情况，拟采用两种方案对边坡进行治理：方案一：抗滑桩+地表排水方案二：挡墙+地表排水4、治理方案结构设计与计算：对拟定的两个治理方案进行结构设计与计算。以抗滑桩为例，应确定抗滑桩桩型、桩长、桩径、嵌固深度、桩间距，根据结构设计进行抗滑桩内力计算、配筋计算、排水工程设计与计算等。要求设计与计算逻辑清晰，计算方法正确，计算过程无误，计算结果准确。最后进行桩的配筋计算和构造设计，抗滑桩从使用安全和经济方面考虑，都宜采用钢筋混凝土桩。钢筋混凝土桩的配筋计算一般根据所算得的桩身最大弯矩值Mmax，进行配筋计算，再验算最大弯矩值断面的抗裂要求、剪力最大截面处的抗剪强度。5施工组织设计：根据拟定的两个治理方案，进行施工组织设计，包括施工方法、施工总体布置及施工总进度设计等。6工程概预算及方案比选：根据结构设计与计算，对拟定的两个治理方案进行工程概算计算，包括工程量计算及工程概预算，根据概预算结果及防治工程方案施工难以程度、治理效果等综合评价进行最优方案比选。7施工图绘制：根据拟定的两个治理方案的设计和计算，绘制两个方案的治理工程平面图、施工组织平面图、治理工程立面图、治理工程剖面图、治理结构大样图等图件，要求采用规定图框，布图合理、美观，绘图正确，图件规范整洁。进度计划表周次时间主要工作计划（内容）5-72017.3.252017.4.14文献综述、英文翻译、开题报告8-92017.4.152017.4.28稳定性分析、治理方案拟定10-122017.4.292017.5.19治理方案结构设计与计算13-142017.5.202017.6.2施工图绘制152017.6.32017.6.11施工组织设计与概预算162017.6.122017.6.18编制毕业设计报告、内容修订172017.6.192017.6.25毕业答辩五、主要参考文献1中华人民共和国标准GB 50330-2013 建筑边坡工程技术规范S.北京：中国建筑工业出版社，2014.2重庆市地方标准DB 50/5029-2004 地质灾害防治工程设计规范S.重庆:重庆市建设委员会,2004.3中华人民共和国国家标准GB 50021-2001 岩土工程勘察规范S.北京：中国建筑工业出版社，2009.4中华人民共和国行业标准GB T32864-2016滑坡防治工程勘查规范S.北京：中国标准出版社，2016.5 中华人民共和国国家标准GB 50011-2010