边坡工程地质问题稳定性分析及防治措施

1、普通高等学校土木工程专业精编系列规划教材,工程地质 主编 张士彩,目录,下页,上页,6 边坡工程地质问题,目录,下页,上页,内容提要,能力要求,主要内容： 1）边坡变形破坏的基本类型，其中简要介绍了边坡变形破坏的影响因素； 2）边坡稳定性分析方法及边坡防治措施。 教学重点：边坡稳定性分析、边坡防治措施。 教学难点：边坡稳定性分析,1）了解边坡变形破坏的类型及其影响因素。 （2）掌握边坡稳定性分析的方法。 （3）掌握边坡变形破坏的防治措施,盐池河崩塌,掩埋了山下公路及路边居民点,巴东白岩沟顺层岩体边坡失稳滑动危及大桥和道路,2010.8.7 甘肃舟曲特大泥石流,6.1 概述 6.2 边坡破坏的基

2、本类型 6.3 边坡稳定性分析 6.4 边坡变形破坏的防治措施 习题与思考题,目录,下页,上页,6 边坡工程地质问题,目录,下页,上页,图6.1 边坡要素,边坡：指在各种地质作用下形成的具有侧向临空面的地质体，一般分为,6.1.1 边坡的应力分布特征,坡体中的主应力发生变化； 坡体中产生应力集中现象 ； 坡面岩土体处于单向受力状态 ； 坡面或坡顶形成张力带,1最大主应力迹线，2最小主应力迹线，3最大剪应力迹线 图6-2 边坡应力迹线图,卸荷回弹 蠕 动,6.2.1 边坡变形的基本类型,图6-4 疏松土质边坡的表层蠕动,图6-5 破碎岩质边坡的表层蠕动,图6-3 河谷卸荷裂隙,边坡破坏的基本类型

3、,边坡裂隙,边坡内部抗剪强度下降导致坡面变形,1层面，2裂隙，3贯通的滑动面 图6-6 坡体蠕动,6.2.2 边坡破坏的基本类型,表层破坏（剥落、冲沟、滑塌 ） 深层破坏 （崩塌、滑坡、泥石流等,岩土性质 岩土体结构 地质构造 水的作用 风化作用 地震 人类活动,6.3,6.2.3 影响边坡变形破坏的因素,根据地貌形态及构造的变化判断边坡的稳定性 利用工程地质分析法 单一滑动平面的稳定性计算 ： 假设边坡中的不稳定滑动体由单一结构面控制（如图6-7所示），这种情况常见于岩质边坡、均质砂性土坡及成层的非均质砂性土坡中,边坡稳定性分析,6.3.1 工程地质分析法,6.3.2 理论计算法,图6-7

4、单一滑动平面受力图,若K1，则边坡不稳定； 若K=1，边坡处于临界平衡状态,单一滑动弧面的稳定性计算 若边坡中的不稳定滑动体由单一滑动弧面控制（如图6-8所示），这种情况常见于土质边坡中，尤其是黏性土坡中。边坡稳定性的定量分析多采用瑞典条分法，又称为费伦纽斯法。 基本假定： 假定边坡稳定属于平面应变问题，即可取某一横剖面为代表进行分析计算； 假定滑动面的滑动体为刚体，计算中不考虑单个条带间的相互作用力； 定义安全系数K为滑动面上产生的抗滑力总和与下滑力总和之比,图6-8 单一滑动弧面受力图,6.3.3 模型试验法,对一些地质条件复杂、边坡受复杂工程荷载作用或是非常重要的边坡设计，须运用各种岩土

5、力学理论、技术和方法，进行边坡应力场、变形场、位移场和变形破坏模式等的分析。常用的就是物理模型试验和数值模拟相结合的方法。 物理模型试验必须遵循相似定理。将实际边坡作为原型，用模型材料按比例缩小而制作的边坡必须与原型满足几何相似和强度相似。模拟试验按照研究要求可有不同的物理模型试验和运动学模型试验，前者用于定量研究，获取应力场或位移场信息，后者多用于研究岩体的破坏模式,以防为主 1）正确选择建筑场地，合理地制定边坡的布置和开挖方案； 2）查明影响边坡稳定性的主导因素； 3）防止边坡地质灾害链效应产生。 综合治理 综合治理则要针对边坡的具体情况，及时采取必要的各种增强稳定性的措施，同时还要考虑环

6、境影响,6.4,边坡变形破坏的防治措施,6.4.1 边坡变形破坏的防治原则,以防为主，综合治理，根据工程的重要性制定具体的整治方案,考虑工程重要性 考虑工程重要性是制定整治方案必须遵循的经济原则。对于那些威胁到重大永久性工程安全的边坡变形和破坏，应采取全面严密的治理措施；对于一般性工程或临时性工程，则可采取简易的防治措施。 控制使边坡稳定性降低的各种影响因素 1）防治风化,6.4.2 边坡变形破坏的防治措施,图6-9 抹面护墙及排水设施,2）排水工程 消减下滑力和提高抗滑力 1）刷方减载 2）支挡工程 3）锚固工程,边坡“砍头压脚,边坡排水设施,1抗滑桩，2滑动面，3滑床 图6-12 抗滑桩,图6-13 锚固工程,改善滑动带岩土体的性质 1）固结灌浆 2）其他方法 对于土质边坡，可采用电化学加固法和冻结法，前者主要在土中打入一定量的金属电极，通电后利用电流将水排出，使土体固结，增加强度；后者用于临时性边坡。也可采用焙烧法，在坡角形成一个经焙烧加热后冷凝坚硬的似砖土体，起到地下挡土墙的作用，但仅适用于黏土类边坡,昆明机场浆砌片石及挡土墙护坡,生态及混凝土护坡,直立式挡土墙,仰斜式挡土墙,边坡防护网,巫山平湖路