开题报告-广佛肇高速公路K128+234～k128+511段左路堑边坡深层水毁段的防治设计.doc

毕业设计(论文)开题报告题目：广佛肇高速公路K128+234K128+511段左路堑边坡 深层水毁段防治设计 课 题 类 别： 设计 论文学 生 姓 名：学 号： 班 级：岩土1104 专业（全称）：土木工程（岩土工程）指 导 教 师： 2015 年 3 月一、本课题设计（研究）的目的：1、培养我们综合运用所学知识，以及结合实际独立完成课题的能力。2、通过本课题的设计进一步理解和巩固我们所学理论知识。3、通过本课题设计了解花岗岩风化带类边坡的工程地质条件。4、通过本课题设计研究探讨花岗岩风化带边坡的水毁破坏模式及边坡加固方法。5、了解边坡治理设计支撑渗沟、挡土墙方案的基本过程和支撑渗沟、挡土墙设计的重难点，并且了解其现状和以后的发展趋势。6、通过本课题设计更好的了解边坡治理的问题和方法，以至于更好的解决实际中的边坡问题。一、本课题设的背景： 广佛肇高速公路处于花岗岩风化带，再加上该地区地形复杂，长年降雨较多，雨水也比较急，对于花岗岩造成了很强的冲刷的效果，在花岗岩表面形成了很深的沟壑，使地区的地形更加复杂崎岖多变，花岗岩受雨水的影响较大，广佛肇高速公路要想修建在风化花岗岩地带。就要解决边坡的深层水的破坏的问题，此课题研究柔性支护在花岗岩风化带的使用和实用，从而解决当地的问题，来对比各种方法在解决这样的问题的实用性和经济性，选择最具有使用意义的方法。二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）：1介绍柔性支护柔性支护的其核心设计思想在于利用格栅与土摩擦咬和作用将土工格栅分层摊铺、反包土包裹成一个整体，并利用格栅的加筋作用以及他们所具有了一定的互相之间的包和以及压实工艺的强度加强改善土体的强度，限制土体的水平膨胀并且有效的将内部的水合理的科学的排除将其的变形弱化使其成为能承受一定膨胀推力的柔性支挡体，从而可以以取代常规的刚性支挡体的作用。由于这样一来，不是如同打很大的工作量的刚性支护而柔性支挡体允许较大变形可释放边坡土体大部分应力和膨胀产生的破坏力起到了如同刚性支护一样的效果，从而起到更好的支挡效果，更具有经济的优势，有时候在工作量上和工作施工的选择性上有了很大的改进和选择的空间。2风化花岗岩研究现状 随着工程技术的不断发展更新，人们对风化花岗岩的工程特性也有了很深的认识。具体表现在：在风化带划分及风化花岗岩微观组成方面。表示风化强度的方法和指标有很多，如：粘粒组份及矿物含量、元素迁移顺序、风化系数、风化率、风化度（汪寿松等，1983）、富铝化诊断系数（赵其国等，1983）、风化物中微量元素的特征值Mm+Zr和Mn/Zr（李小斌，1989）。黄镇国在上述各种风化强度表示方法（指标）的基础上， 建立了一种概括性较强的风化强度指标，其出发点是表达相对于母岩而言的风化强度，其主要依据是元素氧化物的迁移状况。尚彦军、吴宏伟等人从风化花岗岩的微观结构观察、化学组成分析指出，随风化作用进行，碱、碱土金属组分逐渐淋失，脱硅、富铝铁化作用逐渐加强；相应地，先是钠长石风化成高岭石，其次为云母和钾长石的风化。粘土矿物所占体积百分比随风化程度增高而变大，至残积土（VI级）时已达50%左右；微孔隙率增高；全岩矿物成份以石英、粘土矿物和长石为主，粘粒中埃洛石和高岭石占大多数，其次为伊利石；粒度成份、化学成份和矿物含量相关性比较明显的是：石英和角砾正相关，和砂粒负相关，长石和砂粒正相关，粘土矿物含量和三氧化二铝、烧失量（LOI）和埃洛石含量正相关。风化花岗岩边坡破坏机理。花岗岩风化壳的崩岗侵蚀，是华南地区土壤侵蚀最严重的类型。吴克刚、吴志峰等认为崩解的主要原因在于土体失水后产生微结构破坏和大量的干裂隙，浸水后水沿裂隙迅速侵入，产生吸附楔裂作用失土体崩解，而与粘土矿物关系甚小。此外，风化花岗岩的颗粒组成粗粒结构，使得土体的内聚力减小，抗冲抗蚀能力下降，在外力作用下很容易失稳崩塌。 粘土矿物在不同层位含量的差异也会对风化土体的稳定性构成影响，许多稳定性分析表明，易滑体和滑塌面均受控于粘土矿物在风化层中所占的比例，当粘土矿物在两层风化层中含量相差悬殊时，其界面常为易滑面。张俊虎等结合工程实践，分析研究了风化花岗岩边坡的变形破坏机理并提出相应的防护措施。工程应用方面。随着对风化花岗岩的工程特性认知的深入，很多专家学者在工程实践中也大胆的尝试，并取得了较好的效果。例如，郑茂军、董卫国以风 化花岗岩代替砂料在筑坝中的成功应用；李志勇、曹新文、谢强（2005）在全风化花岗岩及其水泥改良土的用工程性质试验研究成果；张万奎等深厚全风化花岗岩坝址的工程地质特性研究成果；陈鉴光、李志勇的全风化花岗岩路基沉降规律分析；傅励（2008）的高等级公路全风化花岗岩路基处理及沉降规律研究等。 3风化花岗岩边坡破坏模式风化花岗岩路堑边坡破坏发生的机理及规律极为复杂,若边坡土质均匀，边坡可能破坏模式主要是圆弧型破坏；若边坡存在大量的原生与次生结构面，则稳定性取决于它们的空间组合，其重点是对原次生结构面进行分析。风化壳继承了原岩中的部分结构面，同时在风化过程中又产生了新的裂隙，这些软弱结构面的存在大大降低了风化壳的土体强度，降雨期间，在水的作用下软弱面发生泥化现象，土体的力学强度大大降低，tg值常常降到0.2以下，土体沿裂隙面发生局部的塑性变形及至塑性滑动，随张裂面的不断扩大在重力和径流作用下发生倾倒或滑坠。此外，在风化壳深部，一些填充有粘状、砂状松散物质的软弱结构面，在地下水渗透作用下还可能发生潜蚀而引起风化壳坡面的失稳破坏。 边坡可能发生破坏的原因可分为4类:沿原、次生结构面进行破坏；防护不及时、受雨水等因素影响；边坡设计过陡；施工不当。通过调查分析，边坡由于过陡而产生圆弧型滑动的占少数，大多数边坡失稳是由于土质的不均匀性及各向异性作用，在雨水等因素作用下发生。 当开挖山地形成边坡，按抗剪强度验算，均质边坡可直立7m8m，但实际上多数边坡在更小高度、更缓坡角下失稳，这是由于风化花岗岩边坡存在大量原、次生结构面，使土质不均匀及各向异性，土中原生及次生裂隙对边坡失稳起了决定性的作用。 张文华调查了45例花岗岩残积土失稳边坡，发现多数边坡在较小高度（甚至1m2m）及较缓坡脚时失稳，其中沿原生及次生结构面产生的非圆弧滑动约占79%，崩岗占7%，而圆弧滑动仅占4%。4降雨冲刷破坏 在雨季，大气降水沿坡面汇集至冲沟内向下倾泻，由于花岗岩残积土组分特殊，遇水极易崩解，细粒土随水流走，粗粒发生崩落。经历几次大雨后，很容易在坡面上形成一道道冲沟，冲沟再进一步发育，形成深切冲沟，并且雨水在冲沟出部位破坏原有构筑物，淤积大量泥沙。在发生暴雨时，会出现雨水挟泥沙沿深切冲沟迅速向下倾泄，形成微型泥石流，造成水土流失，危害极大。 5风化花岗岩边坡治理抗滑墙与挡墙。一般用于牵引式滑坡。岩质边坡挡墙一般有混凝土与锚杆相组合，采用板桩式或肋柱式轻型锚杆挡墙。抗滑桩。一般适用于推移式滑坡。在坡形及滑面较为平滑的条件下采用，抗滑桩可以抵抗较大的滑余推力，但投资较大。预应力锚索。适用于平面破坏型滑坡。对处理单斜构造岩石边坡的稳定也有较好的效果，但难以准确计算被锚固体的下滑力和张拉控制应力。SNS 主动防护网。作用原理：局部受载，整体作用，从而使系统能承受较大的荷载并降低单根锚杆的锚固力要求。主要用于浅层稳定性稍差的岩质边坡。预应力锚索（杆）框架梁、预应力锚杆混凝土拱形骨架。格构的主要作用是：将边坡坡体的剩余下滑力或土压力、岩石压力分配给格构结点处的锚杆或锚索，然后通过锚索或锚杆传递给稳定地层，从而使边坡坡体在由锚杆或锚索提供的锚固力的作用下处于稳定状态。格构加固技术特别适用于坡度较陡、坡体岩土均匀且较坚硬的边坡或滑坡。支撑渗沟与挡土墙。支撑渗沟适用于较深层(210m)滑动面不稳定边坡，与挡土墙结合，具有力的支挡与排水结合的措施，主要是支撑不稳定的土体兼引排土体中的地下水或上层滞水，疏干土体的作用。三、设计（研究）的重点与难点，拟采用的途径（研究手段）： 1、最危险滑动面的确定和最小安全系数的确定。 2、滑坡剩余推力的确定。 3、支撑渗沟设计的确定。 4、挡土墙设计的确定。 5、地基反力的确定。 6、配筋的计算。 拟采用的途径：折现系数法法确定最危险滑动面和确定滑坡剩余推力，最后确定最小安全系数。最后通过计算出的下滑力计算配筋。四、设计（研究）进度计划： 1、熟悉资料,借阅参考文献,撰写开题报告：3月23日-3月28日 3、总体方案设计：3月28日-4月3日 4、设计、制图、英文翻译：4月4日-5月4日 5、编写任务书：5月4日-5月14日 6、答辩准备：5月15日-5月30日五、参考文献：1.公路勘测设计. 北京：人民交通出版社；2.路基路面工程. 北京：人民交通出版社，2001年；3.土质学与土力学. 北京：人民交通出版社；4.公路工程地质. 北京：人民交通出版社；5.膨胀土处治理论、技术与实践. 北京：人民交通出版社；6.特殊路基工程. 北京：人民交通出版社；7.加筋土设计与施工.北京：人民交通出版社；8.