开题报告-开县封乐镇李家坪滑坡治理设计.doc

毕业设计开题报告题目： 开县封乐镇李家坪滑坡治理设计课 题 类 别： 设计 论文 学 生 姓 名： 学 号： 班 级： 岩土0901 专业（全称）： 土木工程(岩土工程) 指 导 教 师： 2013年03 月一、 本设计的目的与意义：毕业设计是学生在校期间十分重要的综合性实践教学环节，是学生全面运用所学基础理论、专业知识和技能，对实际问题进行研究或设计的综合性训练。毕业设计旨在检验学生独立工作能力、分析和解决问题的能力、创新能力和科学精神。 毕业论文的写作和答辩过程是检验我院专科科教学质量的一个重要指标，也是我院建设专业特色的一个表现。我院论文写作和指导工作本着严格把关、诚信公平的指导原则，强调学生的实际语言写作能力及口头表达能力，培养学生的基础科研能力。通过这次重庆开县丰乐镇李家坪滑坡治理方案设计，学生不仅要将专业知识能够融会贯通，更要使学生在思想作风、工作态度、组织纪律和团结写作等方面受到良好的训练，为学生毕业后走向工作岗位做好准备。二、 国内外研究现状：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混凝土抗滑结构加固（1）混凝土抗滑桩 抗滑桩是穿过滑坡体深入稳定土层或岩层的柱形构件，用以支挡滑体的滑动力，一般设置于滑坡的前缘附近，起稳定边坡的作用，用于正在活动的浅层和中层滑坡效果较好。（2）混凝土沉井 沉井是一种混凝土框架结构，施工中一般可分成数节进行，其结构设计是根据沉井的场地布置、受力状态及基坑的施工条件等因素决定。在高边坡工程中，沉井具有抗滑桩的作用和挡土墙的作用。 （3）混凝土挡墙 混凝土挡墙是借助自身的重量以支挡滑体的下滑力的一种有效防止滑坡的常用方法，并可与排水等措施联合使用。它能有效地从局部改变滑坡体的受力平衡，阻止滑坡体变形的延展，具有结构简单，能快速起到稳定滑坡作用等优点。1锚杆加固 锚固技术是将一种受拉杆件的一端固定在边坡或地基的岩层或土层中，这种受拉杆件的固定端称为锚固端(或锚固段)，另一端与工程建筑物联结，可以承受由于土压力、水压力或风力所施加于建筑物的推力，利用地层的锚固力以维持建筑物的稳定。锚固按结构形式可分为抗滑桩、锚洞、喷锚支护及预应力锚固(锚索)4类：（1）锚固洞 （2）喷混凝土护坡 （3）预应力锚固2 减少荷载、利用排水等措施 （1）减载反压 减载反压在边坡加固治理中应用广泛。减载的目的在于降低坡体的下滑力，其主要方法是将滑坡体后缘的岩土削去一部分，但单单减载有时并不能起到阻滑的作用。最好是与反压措施结合起来，即将减载削下的土石堆于边坡或滑坡前缘阻滑部位，使之既能起到降低下滑力，又增加抗滑力的良好效果。此措施应用于上陡下缓的滑坡效果更好。 （2）表里排水 表里排水包括排除地表水和地下水。 排除地表水，即是要拦截流入边坡变形破坏区的地表水流，包括泉和雨水。 排除地下水，可根据地下水的埋深分为浅层地下水和深层地下水排水工程两种。三、本设计重点难点,拟采用的方案：李家坪滑坡滑体长240360m，宽450680m，前缘阶地高程170m、后缘高程245m，坡面平均坡度10，滑坡面积21.6104m2，体积约566万m3。滑体主滑方向为210度，属厚层推移式土质滑坡。当三峡库区蓄水后，该滑坡将处于涉水状态，滑坡前缘软弱剪切面土层在水的作用下，其物理力学性质将发生变化，抗剪能力大大降低。因此，综合分析，该滑坡在西侧剖面，最不利工况下处于欠稳定-基本稳定状态。目前该滑坡由于强降水，人类工程活动等影响，在局部地段云开公路上方已经产生了变形迹象，滑体局部产生拉张裂缝，表明该滑坡西侧处于蠕动变形阶段，目前整体上滑坡稳定较好。勘查报告在进行稳定性评价后，认为在不利工况下滑体整体上处于欠稳定状态，建议进行工程治理。滑坡稳定性计算结果表明，该滑坡治理的重点是西侧剖面。因此，为确保滑体上居民生命财产安全，需采取工程措施进行治理。拟采用以下施工方案:根据工程可行性分析及李家坪边坡稳定性分析,拟采用两套分滑坡治理方案,其设计应满足生态环保要求,包括支挡设计、排水系统设计、生态设计，并通过技术经济比较最终确定最优方案。拟定方案一：综合地面排水+抗滑桩支挡+护坡工程为保证滑体的整体稳定，在滑体外围设置截水沟，以拦截外围坡面上的地表水进入滑体。对西侧剖面，采用抗滑桩对滑坡进行支挡，对东段剖面不再设置支挡工程，在滑坡前缘采用浆砌片石骨架护坡，确保东段滑坡前缘不被冲刷。使治理后滑坡稳定系数在设计工况下Fs。拟定方案二：综合排水+刷方反压填土+滑坡前缘护坡与治理方案一相同，在滑体外围设置截水沟，以拦截外围坡面上的地表水进入滑体；在滑坡后缘剖面线段，云开公路以上进行刷方,所刷土方回填反压坡脚，反压位置为坡脚低洼处，分层碾压，压实系数不小于0.85。在滑体前缘设置浆砌片石骨架护坡，骨架间铺设干片石。使治理后滑坡稳定系数在设计工况1下1.2；在设计工况3下1.15，以保证滑体上居民的安全。 四、设计（研究）进度计划：1、熟悉资料,借阅参考文献：3月11日-3月17日2、开题报告及外文翻译：3月18日-3月31日3、可行性分析：4月1日-4月7日4、稳定性分析：4月8日-4月29日5、初步确定治理方案：4月30日-5月7日6、治理方案设计：5月8日-5月21日7、监测方案设计：5月22日-6月1日8、施工组织设计：6月2日-6月10日9、整理检查:6月11日-6月17日10、答辩：6月18日-6月21日五、参考文献：1. 周维垣，孙钧.高等岩石力学M.北京:水利电力出版社，19902.洪毓康主编，土质学与土力学M(第二版).北京:人民交通出版社， 19903.钱家欢，殷宗泽主编，土工原理与计算M(第二版).北京:中国水利水电出版社，19964 . 崔政权.系统工程地质学导论M.北京:水利电力出版社，19925 . 潘家铮.建筑物的抗滑稳定和滑坡分析M.北京:水利出版社，1980.6. 张悼元，王士天，王兰生.工程地质分析原理(第二版)M.北京:地质出版社，1994.7. 赵明阶，何光春，王多垠著.边坡工程处治技术M.北京:人民交通出版社，2003年.8. 姜德义，朱合华，杜云贵.边坡稳定性分析与滑坡防治M.重庆:重庆大学出版社，2005.9.建筑边坡工程技术规范S, 北京:中华人民共和国建设部发布，200210岩土工程手册编写委员会.岩土工