某滑坡治理工程施工图设计-毕业论文

毕业设计 系别 大学 学院 专业 土木工程 姓名 大学 大学 毕业设计 论文 滑坡治理工程施工图设计 年 级 学 号 姓 名 专 业 土木工程 指导老师 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第I 页 院 系 大学 学院 专 业 土木工程 年 级 姓 名 题 目 滑坡治理工程施工图设计 指导教师 评 语 指导教师 签章 评 阅 人 评 语 评 阅 人 签章 成 绩 答辩委员会主任 签章 年 月 日 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第II 页 毕业设计任务书毕业设计任务书 班 级 学生姓名 学 号 发题日期 年 月 日 完成日期 年 月 日 题 目 滑坡治理工程施工图设计 1 本论文的目的 意义 2 学生应完成的任务 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第III 页 2 2 论文各部分内容及时间分配 共论文各部分内容及时间分配 共 1212 周 周 第一部分 收集资料 熟悉图纸 规范 标准 确定设计项目 2 周 第二部分 实地考察 分析地勘资料 选择治理方案 3 周 第三部分 编制施工图设计初稿 3 周 第四部分 修改和优化施工图设计 2 周 第五部分完善施工图设计 文整并定稿 1 周 评阅及答辩 编写答辩报告 装订并答辩 1 周 备注备注 指导教师 年 月 日 审 批 人 年 月 日 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第IV 页 摘 要 本文通过收集西寺水厂滑坡的有关资料 对滑坡所处的地质环境条件及其变 形破坏特征进行了综合分析 进而阐述了滑坡成因机制 结合岩土试验成果及敏 感性分析 比较合理地提出了与灾害体有关的物理力学指标参数 对滑坡稳定性 及推力进行了分析计算 并在此基础上 编制了以抗滑桩支挡及地表排水相结合 的施工图设计 关键词 滑坡 治理 施工图设计 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第V 页 Abstract Through the collection of information on Xisi water plant landslide this paper comprehensively analyses on the environmental conditions and geological characteristics of deformation and failure of the landslide and then sets out formation mechanism of the landslide Combination of rock and soil test results and sensitivity analysis it reasonably puts forward physical and mechanical parameters of the disaster and analyses the stability and the thrust of the landslide On the basis the author organized a construction design that the main measures include anti slide piles and surface drainage keykey wordswords LandslideLandslide ManagementManagement ConstructionConstruction documentsdocuments designdesign 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第VI 页 目 录 第第 1 1 章章 绪论绪论 1 1 1 滑坡的危害及分类 1 1 2 滑坡的一般防治措施 1 1 3 滑坡区基本概况 2 1 4 本论文的主要工作 2 第第 2 2 章章 滑坡区地理地质环境条件滑坡区地理地质环境条件 4 2 1 滑坡区位置及自然经济概况 4 2 2 气象水文 4 2 3 地形地貌 5 2 4 地层岩性 6 2 5 地质构造 新构造运动及地震 6 2 6 水文地质及工程地质条件 7 2 7 人类工程活动 8 第第 3 3 章章 滑坡基本特征分析滑坡基本特征分析 9 3 1 滑坡的形态 范围与规模 9 3 2 滑坡变形及结构特征 9 3 2 1 滑坡的变形特征 9 3 2 2 滑坡的结构特征 10 3 3 滑坡形成机理分析 10 3 3 1 顺向坡地形 10 3 3 2 软硬相间的地层岩性 11 3 3 3 不利的结构面空间组合 11 3 3 4 降雨 冲刷 诱发 11 3 3 5 人类工程活动影响 11 第第 4 4 章章 滑坡稳定性分析滑坡稳定性分析 12 4 1 滑坡稳定性一般计算方法 12 4 1 1 计算参数的确定 12 4 1 2 计算公式的选取 13 4 1 3 计算工况的确定 15 4 2 本项目滑坡稳定性计算过程 16 4 1 1 滑坡稳定性计算公式 16 4 1 2 计算剖面及计算工况的选取 17 4 1 3 计算参数的选取 17 4 1 4 计算结果及滑坡稳定性评价 18 4 3 滑坡推力 18 4 3 1 计算公式选择 18 4 3 2 计算工况及剖面的选择 19 4 3 3 计算结果 19 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第VII 页 第第 5 5 章章 防治工程规划设计防治工程规划设计 21 5 1 防治原则 21 5 2 设计依据 21 5 3 治理方案比选 22 5 3 1 治理方案概述 22 5 3 2 技术方案和施工方案比选 22 5 3 3 推荐方案 22 5 4 抗滑桩布置及间距 22 5 5 地表排水沟布置 23 第第 6 6 章章 抗滑桩结构设计抗滑桩结构设计 24 6 1 抗滑桩结构设计方法 24 6 1 1 桩的计算宽度 24 6 1 2 地基系数 24 6 1 3 刚性桩和弹性桩的区别 24 6 1 4 桩的长度确定 25 6 1 5 桩的内力计算 25 6 1 6 桩身配筋验算 26 6 2 本项目抗滑桩结构设计 27 6 2 1 抗滑桩的内力计算 27 6 2 2 抗滑桩配筋 30 6 2 3 抗滑桩配筋验算 31 第第 7 7 章章 地表排水工程设计地表排水工程设计 32 7 1 设计标准 32 7 2 排水工程布置 32 7 3 排水沟水力设计 32 7 4 排水工程结构设计 33 结论结论 34 致致 谢谢 35 参考文献参考文献 36 附图附图 37 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第1 页 第第 1 1 章章 绪论绪论 1 11 1 滑坡的危害及分类滑坡的危害及分类 滑坡系指构成斜坡的岩土体在重力作用下失稳 沿着坡体内部的一个 或几个 软 弱面 带 发生剪切而产生的整体性下滑现象 滑坡是我国常见的地质灾害 也是世界 上少数的几个滑坡灾害极为严重国家之一 滑坡灾害常造成交通中断 河道堵塞 水库 失事 建筑物坍塌 厂矿掩埋等事故 据统计估算 我国每年因滑坡崩塌灾害造成的经 济损失在数十亿元 为此 滑坡等灾害的防治工作受到了高度重视 目前滑坡分类有数十种之多 现常用的分类主要有 a 按物质组成和结构形式分为堆积层 土质 滑坡和岩质滑坡 b 按滑体厚度分为 浅层 50m 滑坡 c 按运动形式分为 推移式滑坡和牵引式滑坡 d 按发生原因分为 工程滑坡和自然滑坡 e 按现今稳定程度分为 活动滑坡和不活动滑坡 f 按发生年代分为 新滑坡 老滑坡 古滑坡 g 按滑体体积分为 小型滑坡 10000 104m3 1 21 2 滑坡的一般防治措施滑坡的一般防治措施 滑坡的防治应当贯彻 早期发现 以防为主 防治结合 的原则 针对引起滑坡的 主导因素进行 原则上应一次根治不留后患 对性质复杂 规模巨大 短期内不易查清 或工程建设进度不允许完全查清后再整治的滑坡 应做出全面规划 分期治理 施工方 法和程序应以避免造成滑坡产生新的滑动为原则 滑坡的一般防治措施有 a 清除滑坡体 适用于小型滑坡体 b 治理地表水 修筑截排水沟 使地表水不能进入滑坡体或排出滑坡体 c 治理地下水 使用截水渗沟 盲沟等降低滑体地下水位 改变滑体土和滑带土性 状 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第2 页 d 减重和反压 对于推移式滑坡 在上部主滑段减重 减小滑坡下滑力 在下部抗 滑段和滑坡体外前缘堆填土石加重 通过增加抗滑力而稳定滑坡 e 改善滑带土性状 通过钻孔注浆 滑带爆破等措施 提高滑带土抗剪强度和内摩 擦角 f 抗滑工程 抗滑挡土墙 一般采用重力式挡土墙 抗滑桩 适用于深层滑坡 和各类非塑性流滑坡 具抗滑力大 对滑坡体扰动小 施工安全 快捷等优点 锚杆 挡墙 近 20 年来发展起来的新型支挡结构 它可节约材料 成功地代替了庞大的圬工挡 墙 1 31 3 滑坡区基本概况滑坡区基本概况 滑坡位于巴中市 县诺江镇 县政府所在地 西寺村 南接北环路 通江中学教师家属区 工商行政管理局以及住宅小区 西靠气象局及气象站 东邻县卫 生职业学校 滑坡区现为县城蔬菜基地 近 200 亩 及供全城生活用水的西寺水厂以及 食品厂职工自建家属区 西寺村两个社居民小区所在地 据调查 滑坡变形大致可以追溯到上世纪 80 年代中期 在靠近滑坡后缘出现一拉张 裂缝 最宽处达 10cm 左右 目前也多被后期充填或人类工程活动所破坏 接下来 大致 在 2000 年前后 由于滑坡前缘大部分地段遭到较大规模的切坡扩地修建住宅楼及北环城 活动 引起中前部斜坡开始出现蠕滑 坡内民房及水厂墙体及地面出现拉张裂缝 随着 变形的继续发展 斜坡中下部开始出现轻微鼓胀变形 前缘住宅楼后的挡墙开始出现鼓 胀拉裂变形 坡内现有二十户村民的住宅均出现不同程度的开裂现象 个别甚至成危房 自来水厂办公楼墙体及地面多处开裂 循环池外墙已经多处拉裂 整个水厂地面出现的 拉裂缝 沉降缝 达 70 余条 直接经济损失达数百万元 目前 滑坡体内大范围的变形仍在继续 处于蠕滑变形阶段 由于西寺水厂滑坡紧 邻 县城北面 属城镇建设规划区 不仅其前缘有学校家属区 居民小区以及单位数百 户近 2000 多人 坡内现有食品厂以及西寺村两个社 100 余户数百居民生产生活 而且 还有供全城居民生活用水的唯一一处自来水厂在坡内 此外 尚有蔬菜基地近 200 亩 滑坡区及其影响范围内涉及到的人数众多 单位重要 一旦滑坡再次滑动甚至古滑坡整 体复活 必将严重地威胁该处广大群众的生命财产安全 导致全城供水瘫痪 直接经济 损失将上亿元 同时也将极大地威胁下游城区的安全 影响县城的城镇规划建设 在一 定程度上制约通江这个革命老区 国家级贫困县的经济社会发展 影响社会稳定 1 41 4 本论文的主要工作本论文的主要工作 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第3 页 在收集西寺水厂滑坡相关等资料的基础上 正确提出灾害体的有关物理力学参数指 标 进行灾害体稳定性和推力计算 编制滑坡治理工程的施工图设计 主要工作 a 收集 巴中市 县诺江镇西寺水厂滑坡勘查报告 和 巴中市 县诺江镇西寺水 厂滑坡治理可行性研究报告 等 b 收集相关技术要求和标准 如 滑坡防治工程勘查规范 DZ T 0218 2006 滑 坡防治工程设计与施工技术规范 DZ T0219 2006 建筑地基基础设计规范 GB5007 2002 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 铁路路基支挡结构设计 规范 TB 10025 2001 J127 2001 建筑抗震设计规范 GB 50011 2002 砌体结 构设计规范 GB 5003 2001 等 c 进行稳定性和推力计算 d 补充必要的参数 进行抗滑桩结构设计 e 进行排水沟设计 f 编制图件和报告 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第4 页 第第 2 2 章章 滑坡区地理地质环境条件滑坡区地理地质环境条件 2 12 1 滑坡区位置及自然经济概况滑坡区位置及自然经济概况 滑坡区行政区划隶属于四川省巴中市 县诺江镇 县人民政府驻地 西寺村 位于 小通江河左岸 紧邻县城北 西距巴中市 130km 西南距成都 551km 县城北环路横穿滑 坡前缘通过 交通较为方便 图 2 1 达达州州市市 通通江江 旺旺苍苍 南南江江 仪仪陇陇 平平昌昌 万万源源 万万源源 巴巴中中市市 1 2 巴 河 小 通 江 大 通 江 洲 河 1 张家湾滑坡 2 西寺水厂滑坡 2 1 5 6 7 3 4 8 1 10 06 6 0 00 1 10 08 1 10 0 1 10 08 1 10 0 1 10 06 6 0 00 3 32 2 4 44 3 32 2 4 44 3 31 0 00 0 3 31 0 00 0 图 2 1 滑坡区交通位置图 1 省级界 2 地级界 3 地级市 4 县级中心城市 5 公路 6 高速公路 7 河流 滑坡位置 通江属革命老区 县是国家级贫困县 县产业以农业为主 通江素有 中国银 耳之乡 之美称 主要经济作物为 两耳一菇 即银耳 木耳 蘑菇 除此之外有少量 石灰石 煤分布 现开采量不大 还有菱铁矿 赤铁矿 铝土矿等 规模不大 县城为红四方面军总医院所在地 诺水河风景区为省级风景名胜区 自然风景旅 游及人文 红色旅游为旅游开发的重点 2 22 2 气象水文气象水文 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第5 页 县属亚热带秦巴区湿润季风气候类型 具有气候温和 雨量充沛 夏伏旱频发 夏多洪涝 秋多绵雨等特点 根据 县气象站 1959 2005 年来气象资料的统计 多年平 均气温 16 6 多年降雨量纪录为 715 3mm 2001 年 1827 5mm 1983 年 多年平 均降水量为 1149 8 mm 5 8 月降雨量约占全年的 73 7 表 2 1 县域内三天连续降 雨达 150 250mm 或日降雨量 100 200mm 的天气 49 次 三天连续降雨大于 250mm 或日降 雨量大于 200mm 的共 5 次 频率 66 多集中在中部及北部地区 表 2 1 县城逐月平均降雨量统计 单位 mm 月份 123456789101112 合计 降 雨量7 2 12 6 34 7 77 2 127 7 153 6 240 1 165 2 188 0 94 7 37 7 11 1 1149 8 区内均属渠江水系 通江 大通江 小通江为其主要河流 大通江 小通江在县城 东汇合为通江 滑坡前缘为小通江 小通江在此为深切河谷 属典型的山区河流 洪水 陡涨陡落 年平均流量 135 7m3 s 洪枯期水位变幅达 19m 23m 滑坡区复近主要河流为 通江河 平水期河水面距古滑坡前缘剪出口高差约 50m 60m 滑坡区无常流水小溪 目前 在其中部修建有一自上而下的排水沟 接引后山堰塘 泄洪道放水 2 32 3 地形地貌地形地貌 滑坡地处米仓山南通江河低山丘陵地区 滑坡处为丘陵斜坡地形 呈 北东向南西倾斜的顺向坡 滑坡滑动方向 228 整体上呈 撮箕 状 由于河流的侵蚀 切割及地层岩性差异的影响 北侧斜坡上部较坚硬的砂岩构成低山丘陵的上部及陡岩 呈圈椅状出露 高程 458m 500m 坡度 30 60 中部主要为蔬菜基地 地形上缓下 陡 坡度约 5 11 南西侧临河流侧受冲刷及泥岩被侵蚀 形成斜坡的中下部缓坡地 带 高程 335m 390m 坡度 3 8 基岩主要出露在滑坡东侧及北侧以及前缘陡坎 以砂岩为主 斜坡中部主要以滑坡堆积及残坡积层 呈阶梯状分布 一般厚度 1m 13m 滑坡堆积区堆积层厚度相对较大 厚度 2m 13m 据调查 古滑坡的复活区与古滑坡的范 围基本一致 照片 2 1 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第6 页 照片 2 1 西寺水厂滑坡区地形地貌 2 42 4 地层岩性地层岩性 滑坡区出露的主要地层有白垩系下统苍溪组及第四系全新统 a 白垩系下统苍溪组 Klc 苍溪组 Klc 为浅灰 灰绿色中 厚层细 中粒含岩屑长石石英砂岩与砖红 紫红色 粉砂质泥岩及泥岩成不等厚互层 砂岩与泥岩之比为 1 3 岩层产状变化较大 为 220 250 8 14 其倾向与滑坡滑动方向近于平行 基岩主要出露在滑坡堆积 区外围 b 第四系全新统 Q4 滑坡区主要松散堆积为第四系全新统滑坡堆积 Q4del 崩坡积 Q4cdl 滑坡堆积层 为褐黄色 紫红色粉质粘土夹块碎石 一般呈可塑 硬塑状 稍湿 湿 松散至稍密 碎块石直径一般 3 5cm 个别块石可达 50 100cm 碎块石含量 20 40 分布面积 较大 崩坡积土主要分布在滑坡后缘平缓台地上 但厚度较小 碎块石含量可达 30 40 左右 一般厚 2 5m 2 52 5 地质构造 新构造运动及地震地质构造 新构造运动及地震 滑坡区处于大巴山歹字型构造中段的南侧与川东新华夏构造 巴 中 平 昌 西寺水厂 教师公寓 N 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第7 页 莲花状构造的复合部位 前者的影响较为重要 故主要构造线呈北西西 南东东展布 以宽缓褶皱为主 断裂较少 图 2 2 工作区区域地形起伏陡峻 水网密布 侵蚀作用 强烈 堆积地形不发育 新生界未见有褶皱现象 因此总的认为区内新构造运动不强烈 新构造运动主要表现为以缓慢抬升为主的差异运动 根据 建筑抗震设计规范 GB50011 2001 县抗震设防烈度为 度 设计基本 地震加速度为 0 05g 马家坪 杨柏河 通江县 毛浴镇 魏家坪 得胜 五木坊 铁佛 兴隆 坦溪口 方台 平昌县 笔山 隘口 玄 神 河 河 通 江 通 江 小 大 河 滩 澌 河 巴 310 32 107000 310 32 107036 107036 00 320 00 320 00 1070 西寺水厂滑坡 张家湾滑坡 1 3 2 4 图 2 2 通江地区地质构造纲要图 1 向斜构造 2 背斜构造 3 逆断层 4 滑坡位置 2 62 6 水文地质及工程地质条件水文地质及工程地质条件 根据地下水赋存条件 工作区内地下水可分为松散岩类孔隙水和碎屑岩类孔隙裂隙 水 松散岩类孔隙水主要赋存于第四系粘土 粉质粘土中 透水性差 含水性弱 主要 接受大气降水补给 径流条件一般较差 地下水埋深一般 1 2m 4 8m 在滑坡中下部 有多处地下水集中溢出点以及鱼塘分布 溢出点水量甚微 被菜农扩为水池 蓄引以浇 灌菜地 碎屑岩类孔隙裂隙水主要赋存于白垩系苍溪组砂岩中 地下水富水性受构造和 地貌等因素控制 主要接受大气降水补给 以地下径流或泉的形式向下游排泄 均为潜 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第8 页 水 水位埋深低于基覆面 如 ZK13 孔水位埋深 7 7m 基岩埋深 3 7m 根据区域资料及 采样分析滑坡区地表水及松散岩类孔隙水 水质一般以重碳酸钙型为主 矿化度小于 0 5mg L pH 值为 6 5 7 5 部分地表水呈弱碱性 滑坡区岩土体类型为半坚硬 软质的碎屑岩类和软弱的松散岩类 半坚硬 软质岩 类主要为白垩系下统苍溪组砂泥岩互层组成的碎屑岩组 岩体物理力学性能差异较大 砂岩抗风化能力相对较强 强风化层厚度一般为 0 5m 1m 泥岩表层风化严重 强风化 层厚度一般为 2m 4m 遇水易崩解和软化 易产生表层滑坡 软弱岩类主要为第四系粉 质粘土夹块碎石等 其成因多是崩坡积形成 少量残积形成 含碎块石 结构松散 块 石分布不均一 物理力学性能差 是区内滑坡产生主要岩土体 2 72 7 人类工程活动人类工程活动 滑坡区内及附近主要人类活动包括 耕植 修路 切坡建房等 据调查 现滑坡体 上现有西寺村 1 2 社村民 西寺水厂 县中学教师宿舍区 开发商建的商品房以及食 品厂工人自建宿舍等 有近千户居民居住于此 滑坡体内主要人类工程活动表现为农地 耕植 养殖及修房造屋 现在坡内仅种植蔬菜及少量经济果林 这本身对滑坡稳定性影 响较小 但房屋修造多为 2 3 层甚至 5 6 层 人为加载 以及养殖鱼塘渗漏等都会对 滑坡稳定产生不利影响 此外 滑坡前缘切坡修建公路 住宅等对滑坡稳定影响最大 2000 年修建北环路就诱发水厂前斜坡变形滑动 导致水厂地面 墙体 处理池等多处出 现变形拉裂 后于 2001 年采取临时应急抗滑支挡措施 但由于桩基础未嵌入稳定基岩地 层 导致支挡效果不明显 特别是前缘切坡修建住宅楼 人工切坡最高达 5m 6m 虽进 行了护坡支护及住宅楼采用嵌入基岩桩基础 但调查发现挡墙已出现多处开裂 而且坡 上民房近几年陆续出现开裂变形迹象 前缘开挖建房这种活动目前仍在继续 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第9 页 第第 3 3 章章 滑坡基本特征分析滑坡基本特征分析 3 13 1 滑坡的形态 范围与规模滑坡的形态 范围与规模 西寺水厂滑坡为一古滑坡的复活 现处于蠕滑变形阶段 地貌形态不明显 只能根 据调查访问及地面与建筑开裂来确定范围 该滑坡位于 县城诺江镇西寺村 1 2 社 滑 坡整体滑向北东 南西向 呈典型的 撮箕 状 地形上缓下陡 中下部地形坡度 8 16 上部平缓 约为 3 5 后缘位于北侧陡岩斜地陡坎下 前缘位于 县城 北环路 左侧 东侧 位于通江卫校西侧建筑施工区 右侧 西侧 以县气象观测站所 处小山脊东坡为界 滑动方向为 228 纵向长 420m 横向宽约 230m 310m 前后缘相 对高差 63m 堆积层厚 2m 13m 滑坡区面积约 11 34 104m2 方量 80 104m3 属牵引式 中型浅 中层松散层滑坡 见照片 2 1 及附图 西寺水厂古滑坡范围与现在复活的新滑坡范围基本相近 只是后缘更近坡脚 根据 地貌形态 古滑坡后缘在北侧陡岩下 3 23 2 滑坡变形及结构特征滑坡变形及结构特征 3 2 13 2 1 滑坡的变形特征滑坡的变形特征 据现场调查与走访 古滑坡的后缘在上世纪 80 年代中期开始出现一长上百米的拉张 裂缝 最宽处达 10cm 左右 一般仅数厘米宽 但已被后期充填或人类工程活动所破坏 目前仅局部地段可见痕迹 2000 年左右滑坡前缘切坡扩地修建住宅及北环线 2001 年后 西寺水厂滑坡中前部及后部斜坡即开始出现蠕滑变形 变形特征主要包括 左前部的 自来水厂变形区 民房及地面开裂的主要有 位于自来水厂前 教师公寓后的吴显中 吴文珍等 10 户房屋 地面开裂区 滑坡左中部 自来水厂后的杜学玉 杜学林等 5 户房 屋 地面开裂区 滑坡左后部杜学清 杜学勇等 4 户房屋 地面开裂区及右前部刘中华 刘玉华等 9 户房屋 地面开裂区 教师公寓后护坡开裂鼓胀 2001 年 在水厂下游北环路以上长约 130m 边坡段采取了临时应急支挡措施 做了一 排人工挖孔桩 共计 20 根 桩径为 1 5m 2m 桩心距 4 5m 不等 一方面 由于桩基础 未放在稳定基岩上 嵌入段长度不够 另一方面 成桩质量普遍较差 配筋及混凝土强 度都达不到要求 其支挡效果不明显 目前滑坡左 中部变形仍在继续发展 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第10 页 3 2 23 2 2 滑坡的结构特征滑坡的结构特征 3 2 2 13 2 2 1 滑体及滑体土特征滑体及滑体土特征 西寺水厂滑坡为中 浅层松散层滑坡 根据本次地面调查及钻探揭露 滑体土为粉 质粘土夹块碎石 粉质粘土为褐黄及紫红色 结构疏松 密实 稍湿 湿 可塑状 个 别软塑状或硬塑状 所夹块碎石呈棱角状 成分多为细砂岩 一般直径 3cm 5cm 部分 大于 20cm 极个别达 1m 左右 含量 20 40 块碎石中以碎石为主 约占块碎石的 70 块碎石向滑坡前缘有间小的趋势 滑体土的状态从表面向深部有变软的趋势 3 2 2 23 2 2 2 滑带及滑带土特征滑带及滑带土特征 由于该滑坡为沿基岩面滑动的滑坡 因此其滑面主要为基岩面 滑带则沿基岩面延 伸 除后部松散层拉裂带呈弧形外 中部和前部都呈折线形 后部坡度 40 左右 中部 坡度 5 15 前缘剪出口坡度 2 2 滑动面及滑带土倾向与滑动方向一致 即 228 方向 也由于该滑坡为沿基岩面滑动 滑坡的滑带土即为滑体土的下部相对软弱层 同时 滑坡仅处于蠕滑阶段 勘探钻孔中观测到很明显的滑面 只能把滑体土中紧邻基岩面的 滑体土视为滑带土 滑带土与滑体土物质成分和结构基本一致 只是含水量略大 多呈 塑状 少部分呈软塑状 同时还夹有碎石 3 2 2 33 2 2 3 滑床及滑床土特征滑床及滑床土特征 西寺水厂滑坡的滑床主要为该段斜坡的基岩表面 与前述滑面形态一致 即上缓 下陡的形态 滑床土为白垩系下统苍溪组灰色 灰黄色细粒 厚层长石石英砂岩夹紫红 色泥岩 砂质泥岩 地层产状为 240 8 14 上部呈强风化状 下部中等风化及 弱风化状 据钻孔揭露 大部分紧邻滑带的是灰色细砂岩 细砂岩硬度大 强度高 强 风化层厚度 0 5m 1 0m 少部分钻孔紧邻滑带的是紫红色泥岩 泥岩软弱 强风化层厚 度 2 0m 4 0m 其中砂岩天然单轴抗压强度 17 2Mpa 37 3 Mpa 软化系数 0 52 0 83 3 33 3 滑坡形成机理分析滑坡形成机理分析 3 3 13 3 1 顺向坡地形顺向坡地形 滑坡区处于小通江河左岸低山丘陵区 地形上呈北东向南西倾斜的顺向坡 倾向下 游河谷 上覆第四系松散堆积体面比较开阔 由于河流的侵蚀切割及地层岩性差异的影 响 北侧斜坡上部较坚硬的砂岩构成低山丘陵的上部及陡岩 地形呈圈椅状 有利于大 气降水的汇集 为覆盖层的沿下伏基岩层面的滑移变形提供有利的地形 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第11 页 3 3 23 3 2 软硬相间的地层岩性软硬相间的地层岩性 滑坡区白垩系苍溪组地层为一套砂 泥岩互层结构 由于岩体本身的强度及抗风化 能力的差异 泥岩易遭受风化剥蚀及流水冲刷侵蚀 导致砂岩地层多形成高立陡坎 其 下的泥岩则形成岩腔 往往使得上覆基岩最终因失去支撑而崩塌失稳 加之滑坡区地壳 一直处于缓慢抬升过程中 上述作用在滑坡区比较常见 一方面因崩塌作用提供了丰富 的物源 另一方面后缘大量的崩塌物堆积于坡下也起到了加载作用 3 3 33 3 3 不利的结构面空间组合不利的结构面空间组合 据调查 滑坡区北侧基岩陡坡多近于直立 主要发育有两组倾向相对的陡倾裂隙 倾角多在 50 以上 甚至近于直立 层面裂隙倾角普遍比较平缓 陡倾裂隙刚好将岩体 切割成外大内小的楔形块体 切断了块体与周围岩体的联系 而缓倾坡外的层面裂隙恰 好构成潜在的底滑面 形成危岩 这为斜坡浅表层的崩塌破坏提供了有利的组合条件 3 3 43 3 4 降雨 冲刷 诱发降雨 冲刷 诱发 在长期风化作用下 崩落于坡下的块碎石堆积体大部分风化为粉质粘土 粘土 渗 透性减低 在地下水沿基覆界面长期渗透作用下 使得潜在滑动面的物理力学强度不断 降低 前缘由于遭受河流冲刷淘蚀形成陡坎 滑坡位于小通江河左侧的凹岸部位 从滑 坡东侧前缘开挖揭露的情况看 在前缘有一处基岩错落陡坎 由于斜坡后部地形开阔 且相对平缓 中下部则相对较陡 这样 由于下部堆积体遭受侵蚀使得滑移临空面得以 最终形成 在下部堆积体的滑移牵引作用下 上部松散堆积体顺下伏基岩面发生滑动破 坏 早期滑坡 古滑坡 形成 因此 西寺水厂古滑坡为一牵引式覆盖层滑坡 3 3 53 3 5 人类工程活动影响人类工程活动影响 西寺水厂古滑坡前缘临近县城北环路 人类工程活动频繁 近年来 由于在前缘切 坡扩地建房及修建北环路 使得滑坡中下部段抗滑力减低 斜坡中下部产生蠕滑变形 再者 近几年斜坡中上部建修活动加剧 加之蔬菜种植灌溉频繁 以及坡内地下水活动 加剧了蠕滑变形的进程 并向滑坡后部发展 一旦潜在滑移面剪切贯通 临空面形成 则滑坡将全面复活 除了危及滑坡上住户及西寺水厂安全外 还将对坡下县城构成重大 威胁 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第12 页 第第 4 4 章章 滑坡稳定性分析滑坡稳定性分析 4 14 1 滑坡稳定性一般计算方法滑坡稳定性一般计算方法 4 1 14 1 1 计算参数的确定计算参数的确定 滑带岩土体抗剪强度指标的合理确定不仅对评价滑坡的稳定性至关重要 而且对工 程治理措施的选取及优化也具有十分重要的意义 在实际应用中 一般采用试验数据 试验法 工程地质类比数据 经验法 和抗剪强度反算数据 反演法 等综合确定 尤其是对一般的斜坡治理工程来说 工程类比法具有普遍的优势 但随意性较大 有一 定的难度 针对规模不大的滑坡而言 在对其变形破坏特征及发展演化趋势有比较客观 清晰的认识的前提下 通过参数反演法来确定抗剪强度参数是比较可行的 4 1 1 14 1 1 1 试验法试验法 滑带土和滑体土一般测试的项目有 天然和饱和容重 孔隙比 含水量 压缩系数 液限 塑限 渗透系数 给水度 天然和饱和状态的剪切试验 试验结果应包括峰值强 和残余强度指标 4 1 1 24 1 1 2 工程地质类比法工程地质类比法 主要依据当地类似工程的一些经验数据和工程技术人员的经验来定 这种方法只能 定性确定数据 受限于某些地方数据不足 或是工程技术人员经验不足而导致错误 因 此 一般作校验之用 4 1 1 34 1 1 3 反演法反演法 将滑坡恢复到滑动前的状态 给出稳定系数 F 反算求得 C 值 公式如下 L WWF c iiii costansin ii ii W CLWF cos sin arctan 稳定系数 F 可根据滑坡所处稳定状态确定 滑坡处于整体暂时稳定 变形状态 F 1 05 1 00 滑坡处于整体变形 滑动状态 F 1 00 0 95 反演法宜适于中 小规 模 且结构简单滑坡 这里 采用参数反演法 在前面定性分析中对滑坡的变形 发展等要有比较详细的 铺垫 为这里打下伏笔 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第13 页 4 1 24 1 2 计算公式的选取计算公式的选取 4 1 2 14 1 2 1 堆积层滑坡堆积层滑坡 a 滑面为单一平面或圆弧形 图 4 1 堆积层滑坡计算模型之一 瑞典条分法 圆弧型滑动面 cos sin tan sin cos Diiii iiiDiwiiii f TAW LCRNAW K 式中 孔隙水压力 即近似等于浸润面以下土体的面积 乘以 iiiwwwi LhN cos iiiwL h cos 水的容重 w 渗透压力产生的平行滑面分力 cos sin iiiiiwwDi LhT 渗透压力产生的垂直滑面分力 sin sin iiiiiwwDi LhR 式中 Wi 第 i 条块的重量 kN m Ci 第 i 条块的内聚力 kPa i 第 i 条块的内摩擦角 Li 第 i 条块的滑面长度 m i 第 i 条块的滑面倾角 i 第 i 条块的地下水流向 A 地震加速度 单位 重力加速度 g Kf 稳定系数 b 滑面为折线形 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第14 页 图 4 2 堆积层滑坡计算模型之二 传递系数法 折线型滑动面 1 n 1i 1n ij njDiiii 1 n 1i 1n ij njiiiDiiiui f T T Acossin W R LCtg RAsincos rl W K 式中 I W R nn nnnDnnnu LCtgRAr sincos Dnnnnn T Acossin W T 1n 1n ij 2i1iij 式中 第 i 块段的剩余下滑力传递至第 i 1 块段时的传递系数 j i j 1i1ii1iij tg sin cos W 第 i 条块的重量 KN m i 第 i 条块内聚力 Kpa i C 第 i 条块内摩擦角 i 第 i 条块滑面长度 m i L 第 i 条块滑面倾角 i 第 i 条块地下水位线与滑面的夹角 i 地震加速度 重力加速度 g A 滑坡稳定系数 f K 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第15 页 4 1 2 14 1 2 1 岩质滑坡岩质滑坡 图 4 3 岩质滑坡计算模型 极限平衡法 VcosAcos sin CL tan TsinU Vsina Asin cos W W Kf 其中 后缘静水压力 2 HV w 2 1 沿滑面扬压力 LH w 2 1 U 式中 Wi 第 i 条块单宽的重量 kN m C 内聚力 kPa 内摩擦角 L 滑面长度 m 滑面倾角 锚索与滑坡面的夹角 锚索倾角 A 地震加速度 重力加速度 g Kf 稳定系数 U 滑面扬压力 kN m V 后缘裂缝静水压力 kN m 4 1 34 1 3 计算工况的确定计算工况的确定 根据 滑坡防治工程勘查规范 DZ T0218 2006 及 滑坡防治工程设计与施工技术 规范 DZ T0219 2006 的相关要求 一般选取以下工况进行计算 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第16 页 工况 1 天然自重 工况 2 天然自重 暴雨 工况 3 天然自重 地震 4 24 2 本项目滑坡稳定性计算本项目滑坡稳定性计算过程过程 4 1 14 1 1 滑坡稳定性计算公式滑坡稳定性计算公式 由于本松散层滑坡多沿基岩面滑动 滑带形态近似折线形 故适宜于不平衡推力传 递系数法计算滑坡稳定性系数 滑坡稳定性计算公式如下 1 n 1i 1n ij njDiiii 1 n 1i 1n ij njiiiDiiiui f T T Acossin W R LCtg RAsincos rl W K 式中 I W R nn nnnDnnnu LCtgRAr sincos Dnnnnn T Acossin W T 1n 1n ij 2i1iij 式中 第 i 块段的剩余下滑力传递至第 i 1 块段时的传递系数 j i j 1i1ii1iij tg sin cos W 第 i 条块的重量 KN m i 第 i 条块内聚力 Kpa i C 第 i 条块内摩擦角 i 第 i 条块滑面长度 m i L 第 i 条块滑面倾角 i 第 i 条块地下水位线与滑面的夹角 i 地震加速度 重力加速度 g A 滑坡稳定系数 f K 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第17 页 4 1 24 1 2 计算剖面及计算工况的选取计算剖面及计算工况的选取 剖面代表滑坡的主剖面及两侧剖面 图 4 4 其中 剖面前部即纵贯西寺水厂 三剖面均为计算剖面 剖面中的地形线 滑面 地下水 位线等均由测量 钻探 试验等实地调查而获得 根据 滑坡防治工程勘查规范 DZ T0218 2006 及 滑坡防治工程设计与施工技术规范 DZ T0219 2006 的相关要求 选 取的主要工况是 工况 1 天然自重 工况 2 天然自重 暴雨 工况 3 天然自重 地震 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 ZK04 ZK08 ZK13 图 4 4 滑坡稳定性计算模型 4 1 34 1 3 计算参数的选取计算参数的选取 a 滑体容重及孔隙率的选取 根据岩土实验 粘性土夹碎块石 平均约 30 的不均匀特征 少量的外加负荷等 综合加权取值天然容重为 21 5KN m3 饱和容重为 22 2 KN m3 孔隙率根据实验成果综合 选取为 0 38 b 滑带土抗剪强度选取 首先根据钻孔滑带土样物理力学分析资料 包括天然快剪 饱和快剪及饱和残剪试 验资料 初步选出 C 值 再根据此滑坡滑面为基岩层面 C 值较土体内的 C 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第18 页 值偏小 用此参数值进行试算及敏感性分析 最后综合选取 表 4 1 表 4 1 滑坡稳定性计算采取参数统计表 滑坡及 剖面 状态 滑带土 凝聚力 Kpa 滑带土 内摩擦角 滑体土 容重 KN m3 滑体土 孔隙度 备注 天然状态 16 06 021 538 饱和状态 15 05 022 238 根据实验 包括饱和 快剪及残剪试验统计 再根据敏感性分析综 合取值 所选参数与实验值比较可见 内聚力及内摩擦角比试验值稍小 其原因是实验值为 土体颗粒之间的内聚力 而滑坡实际多在基岩面上滑动 4 1 44 1 4 计算结果及滑坡稳定性评价计算结果及滑坡稳定性评价 根据上述确定的计算工况 计算参数和计算剖面 用理正岩土软件求得北环路及教 师公寓建设开挖不稳定斜坡前缘 斜坡开始蠕滑后 其稳定性系数统计如表 4 2 从表中 可见 滑坡在现状条件下 即滑坡前缘北环线已修好 东侧局部打了抗滑桩 教师公寓 建好 桩基深入基岩 滑坡是稳定的 遇暴雨或持续降雨 滑体地下水位抬升 滑体土 饱水 滑带抗剪强度降低 滑体稳定性降低 西侧 剖面 仍然稳定 东侧 剖面 基本稳定 中部 剖面 欠稳定了 同样 在天然状态下遇到 地震 西侧 剖面 仍然稳定 东侧 剖面 及中部 剖面 欠 稳定 表 4 2 滑坡稳定系数计算结果统计表 稳定性计算结果及评价 剖面 剖面 整体 剖面计算工况 稳定系数评价稳定系数评价稳定系数评价 11 152 稳定 1 220 稳定 2 245 稳定 21 020 欠稳定 1 072 基本稳定 2 010 稳定 31 011 欠稳定 1 059 基本稳定 1 915 稳定 4 34 3 滑坡推力滑坡推力 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第19 页 4 3 14 3 1 计算公式选择计算公式选择 该滑坡为松散层滑坡 沿基岩面滑动 滑面为折线型 故适宜于按传递系数法计算 计算公式如下 iis1ii RTKPP 其中 下滑力 cossincosLh Acos sinWT iiiiiiwwiiii 抗滑力 iiiiiiiiiwwwiiiii LCtan sinsincosLhN Asin cosWR 传递系数 1ii1i sin cos i tan 1i 孔隙水压力 iiwwwi LhN 第 i 条块推力 KN m i P 第 i 条块的剩余下滑力 KN m 1i P 第 i 条块的重量 KN i W 第 i 条块的长度 m i L 第 i 条块的滑面倾角 i 地震加速度 重力加速度 g A 设计安全系数 s K 4 3 24 3 2 计算工况及剖面的选择计算工况及剖面的选择 西寺水厂滑坡在前缘被开挖后 较开挖前稳定性均有一定的降低 但是西侧 剖面 稳定性较好 现仅对稳定性不好的东侧 剖面 及中部 剖 面 进行滑坡推力计算 计算工况及采用参数同前 将工况 1 天然状态 的安全系数设 为 1 25 将工况 2 天然自重 暴雨 的安全系数设为 1 15 将工况 3 天然状态 地震 的安全系数设为 1 02 计算结果如表 4 3 从表中可见 不同工况下滑坡剩余下滑推力 不同 其中工况 2 的较工况 1 及工况 3 的滑坡剩余下滑推力大 鉴于通江地区地震设防 烈度为 度 工况 3 是在将地震烈度提高一度的条件下计算的 发生机率极少 其滑坡 剩余下滑推力仅作为工况校核使用 为此 最后确定工况 2 的滑坡剩余下滑推力为设计 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第20 页 推力 4 3 34 3 3 计算结果计算结果 本次计算按前述参数和公式 输入理正岩土软件计算 计算结果如下表 表 4 3 滑坡推力计算结果统计表 单位 KN m 剖面 剖面 工况 1工况 2工况 3工况 1工况 2工况 3 滑块 编号 K 1 25K 1 15K 1 02 下滑力角度 度 K 1 25K 1 15K 1 02 下滑力角度 度 1 99 38 76 33 154 0746 9647 6321 01 2 330 96 239 75 426 38 902 45 785 24 897 64 3 1145 94 992 34 1089 69 1210 22 1089 29 1151 40 4 497 78 408 20 545 65 722 33 656 37 745 60 51187 591184 99827 3414 64500 50516 31299 32 6811 12919 39451 786 581570 451599 081106 5812 98 7153 55323 80 137 310 29656 27856 59288 154 65 8129 14343 95 190 88 10 83 从表中结果可以看出 剖面下滑力主要集中在第 5 滑块 剖面下滑 力主要集中在第 6 滑块 这与现场调查的变形迹象是一致 即在 剖面的第 5 滑块 和 剖面的第 6 滑块一带变形最严重 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第21 页 第第 5 5 章章 防治工程规划设计防治工程规划设计 5 5 1 1 防治原则防治原则 防治工程以对症下药 综合治理 安全可靠 技术可行 经济合理 方案优化 施 工方便为总的原则 具体为 针对性治理的原则 滑坡体上已有一条防洪排水沟 据调查 已能基本满足地 表排水的需要 因此只在滑体左中部布置一条辅助排水沟 并在滑坡体中前缘设置一排 抗滑桩 根据滑坡的危险性和危害性大小 确定本治理工程为一般永久性工程 力求确保 滑坡体整体稳定 防治工程设计要针对滑坡区各部位的实际情况 因地制宜 遵循各类工程配合使 用 综合整治的原则 并尽可能缩短施工周期 在治理工程中 应在滑坡体上建立监测网络 实时监控治理工程和治理后的滑坡 动态 检验治理效果 为今后滑坡的监测预警提供依据 5 5 2 2 设计依据设计依据 本初步设计报告编制的主要依据如下 1 巴中市 县诺江镇西寺水厂滑坡勘查报告 2 巴中市 县诺江镇西寺水厂滑坡治理可行性研究报告 3 有关的技术规程 规范及标准 主要有 中华人民共和国地质矿产行业标准 DZ T 0218 2006 滑坡防治工程勘查规范 中华人民共和国地质矿产行业标准 DZ T0219 2006 滑坡防治工程设计与施工技术 规范 建筑地基基础设计规范 GB5007 2002 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 铁路路基支挡结构设计规范 TB 10025 2006 建筑抗震设计规范 GB 50011 2002 砌体结构设计规范 GB 5003 2001 大学大学 学院毕业设计 论文 学院毕业设计 论文 第第22 页 5 35 3 治理方案治理方案比选比选 5 3 15 3 1 治理方案概述治理方案概述 方案一 抗滑桩支挡 地表排水工程 1 在滑坡中前部的主要变形地段的水厂前小公路外侧修建一排抗滑桩 以阻止滑 体下滑 2 在修复滑体中部排水沟的基础上 在滑体东侧小公路一带修建一条排水沟 排 走该地段进入滑体的地表水 特别是洪水 以减小或消除其对滑体的浸泡 方案二 抗滑挡墙支挡工程 地表排水工程 1 在滑坡前缘北环城路内侧坡上及教师公寓后墙侧修建抗滑挡墙一道 以阻止滑 坡下滑 2 排水措施 同上 5 3 25 3 2 技术方案和施工方案比选技术方案和施工方案比选 西寺水厂滑坡治理工程 主要保护对象是滑体上的水厂及大片民房 以及滑坡前缘坡 下的 县城 在一定程度上方案一和方案二均能达到此目的 同时技术和施工难度都 不很大 但是方案一的抗滑桩紧邻滑体主要变形地段的水厂等 又是滑体剩余下滑力 最大的地方 从保护的角度来看更直接 从治理效