土木工程毕业论文正文

1、 本科生毕业论文（设计）本科生毕业论文（设计）题目题目: : 河道疏浚工程二区岸坡河道疏浚工程二区岸坡稳定性分析和护岸挡墙初步设计稳定性分析和护岸挡墙初步设计姓姓 名：名： xxxxxx 学号：学号： 20062006院院 （系）：（系）： 专业：专业： 工工 程程 指导教师：指导教师： 职称：职称：评评 阅阅 人：人： 职称：职称：二二 0 0 一一 0 0 年年 六六 月月本科生毕业论文（设计）原创声明本科生毕业论文（设计）原创声明 2 / 40 本人以信誉声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作所取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出处，论

2、文中的结论和结果为本人独立完成，不包括他人成果与为获得中国地质大学或其他教育结构的学位证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所作的任何贡献均已在论文中做出可明确说明并表示了感。 毕业论文作者(签字)： 签字日期： 年 月 日摘要摘要港是长三角主要港口和最大海港,是北和中西部最经济便捷的出、新亚欧大陆桥东桥头堡，是以腹地集装箱运输为主并承担亚欧大陆间国际集装箱水陆联运的重要中转港口。随着经济的发展，的航运事业将会有更大的发展，在这一过程中，河道疏浚成为一个不得不面对的问题。河道疏浚要考虑方方面面的因素，本文主要集中讨论河道清理后的岸坡工程设计。本文在开篇讲了的地理位置，自然地理条件，气象

3、水文，对本工程在河道疏浚工程中的重要性做了简略介绍。然后讲了本工程护岸部分地形地貌，区域地质构造，地层，水文地质等工程地质条件，以便为下一步的工作打好基础。在第四章里，讨论了护岸部分的岩土特性，对护岸部分岩土进行了分层描述，初步讨论了护岸部分的全新统海陆交互相地层结构特征，通过对户岸部分的岩土特性讨论，厘清了本护岸存在的工程地质问题，明确了后面几章要解决的问题。从第五章，开始进入护岸工程的设计，讲了护岸工程设计的条件，包括护岸工程设计的依据规和护岸工程设计的使用数据。鉴于在护岸工程设计中，岸坡稳定性分析的重要性，本文单独分出第六章，对岸坡稳定性进行了专门讨论，采用毕肖普条分法分析了岸坡稳定性，

4、然后重点分析了影响岸坡稳定性的因素。第七章的重点是讨论挡土墙的设计，首先根据勘察资料讨论了挡土墙的型式，所用材料，再采用理正软件进行挡土墙设计，然后在用理论公式做了一系列验算，验算结果全部符合要求，最后给出了沉降缝和排水设施的设计。本文的核心部分是通过对护岸部分工程地质条件的论述，提出了在河道疏浚时岸坡的稳定性问题，以与由此引发的一系列工程地质问题，随后对这些问题中的主要部分做了集中分析和解决。本文的稳定性分析和挡土墙设计均采用理论计算和理正软件计算相结合的方式。关键词：关键词：河道疏浚 护岸工程 岸坡稳定性 毕肖普条分法 迭代实现 理正软件 挡土墙设计ABSTRACTABSTRACTLian

5、yungang port is delta main ports and Jiangsu largest seaport, it is the most economical and convenient in North and Midwest to the sea, the new 3 / 40Eurasian Continental Bridge bridgehead, is a hinterland container transport between Asia and Europe-based and assume an important international contai

6、ner transit port land and water transport. With economic development, the shipping industry in Lianyungang, will have greater evelopment. In this process, channel dredging will be a problem that we have to face. River dredging must consider all aspects of the factors. This article focuses mainly on

7、river clean-up of the bank slope engineering.This article begins with talk of the Lianyungang location, geography, meteorology andhydrology,on the project in Lianyungang, the importance of river dredging done in the brief introduction.Then talked about some of the bank protection works topography, r

8、egional geological structure, stratigraphy, hydrogeology, engineering geological conditions, etc, in order to lay the foundation for further work.In the fourth chapter, discusses on some of the geotechnical characteristics of bank protection on the part of the rock revetment was layered description,

9、 a preliminary discussion of some of the new revetment and sea delivery system structural characteristics of each stratum.On shore part of the geotechnical characteristics of households to discuss and clarify the existence of the bank protection engineering geological problems, specifically the late

10、r chapters to solve the problem.From the fifth chapter,we entered design of bank protection works, talking about the design of bank protection works, including an engineering design based on revetment bank protection engineering design specifications and use of data.View of the revetment slope stabi

11、lity analysis in the importance of engineering design,Chapter VI of this paper are listed in a separate slope stability was devoted, by Bishop slice method slope stability analysis,and then analyzed the factors that affect slope stability.Chapter VII of the discussion focused on the design of retain

12、ing walls, first discussed the retaining wall according to survey data of the type, materials used, more, I use software to design retaining walls.And then do a series with the theoretical formula checking, checking all the results meet the requirements. Finally,the design of the settlement joint an

13、d drainage facilities was given.Core part of this article is part of the project through the revetment discusses the geological conditions,when the proposed dredging the river bank slope stability problems, and triggered a series of engineering geological problems, then these questions do focus on t

14、he main part of the analysis and solution.This stability analysis and design of retaining walls are used theoretical calculations and the reasons are a combination of software.KeywordsKeywords：Channel dredgingBank protection worksBank Stability Bishop slice methodRetaining WallIteration 4 / 40目录目录第一

15、章绪论第一章绪论 1 1第二章自然地理条件第二章自然地理条件 1 1第一节地理位置 2第二节气象、水文 2第三章护岸部分工程地质条件第三章护岸部分工程地质条件 4 4第一节地形地貌 4第二节区域地质构造与地震 4第三节地层 5第四节水文地质条件 6第五节特殊性岩土 6第六节不良地质作用 7第四章护岸部分第四章护岸部分 1616 号横剖面所在位置的岩土特性号横剖面所在位置的岩土特性 9 9第五章护岸工程方案的设计条件第五章护岸工程方案的设计条件 1111第六章岸坡稳定性分析第六章岸坡稳定性分析 1313第二节护岸上的作用分析 14第三节毕肖普条分法的原理与其实现 14第四节影响岸坡稳定的因素分析

16、 21第五节护岸防治措施 23第七章挡土墙设计第七章挡土墙设计 2424第一节挡土墙采用理正软件设计 24第二节挡土墙设计人工验算 30第三节排水设施 33第四节沉降缝和仲缩缝 34致致 3535参考文献参考文献 3636附图 1 本工程地质平面图兼布孔图附图 2 河道地质横剖图附图 3 河道地质横剖图加挡土墙示意图附图 4 河道地质纵剖面图 1 / 40第一章第一章 绪论绪论港位于省东北隅、海州湾南岸，北邻，与国、日本等国家的主要港口相距在 500 海里的近海扇面，是全国 25 个主枢纽港之一，是长三角主要港口和最大海港，是北和中西部最经济便捷的出、新亚欧大陆桥东桥头堡，是以腹地集装箱运输为

17、主并承担亚欧大陆间国际集装箱水陆联运的重要中转港口，集商贸、仓储、保税、信息等服务于一体的综合性大型沿海商港。港疏港航道北起烧香河老闸以西 600m 处（中云台物流园区规划东边界） ，沿烧香河向西南至云善河交汇处进入云善河向南至云善河闸处向西南至善南闸进入盐河向南流经灌云县城穿过新沂河至灌南县盐灌船闸引航道与盐河交汊处，航道工程全线长69.546km，所经河流均属淮河水系.包括三级航道疏浚里程 69.546km，新建护岸87.85km；改建、新建桥梁 13 座；新建通航船闸 4 座，闸室有效尺度为 230234m；新建运盐河地涵 1 座，地涵尺寸为 1372.73m；永久征地 7899 亩，临

18、时征地 11152 亩；拆迁房屋 191788.5m2，修建服务区 1 个（陆域配套设施由地方配套建设） ，布设航道标志以与进行航道绿化等。港疏港航道全线采用三级航道通航标准建设，设计最大船舶吨级为 1000 吨。 航道建设标准：航道底宽45m；通航水深3.2m；航道弯曲半径480m。 桥梁建设标准：新建桥梁净高不小于 7.0m，净宽不小于 60m，原则上要求一跨过河。 善后河枢纽、新沂河枢纽建设标准：按 III 级水工建筑物三级航道通航要求建设，单线 1000t 船闸，船闸有效尺度为 230234m。运盐河地涵建设标准：运盐河地涵尺度 1372.73m（长净宽净高） ，设计流量7.29m3/

19、s，过涵落差 0.15m。受省交通厅航道局委托，第二航务工程勘察负责航道工程（K0K26+05，K34+900K54+997，K61+593K69+546） 、运盐河地涵工程与店盐河桥至仲集桥之间的 6 座桥梁地质勘察工作，剩余 204 国道桥至烧香河大桥之间 7 座桥梁、新建通航船闸 4 座等另由航道局委托水运规划、省交通规划进行地质勘察工作。本人于 2009 年 9 月份有幸在此项目中实习，对本工程段的各方面情况有基本的了解，认识到本工程的最终目的是河道疏浚，也了解到在对待护岸工程的方案上，大家各有不同的倾向，从不同的角度来看，各种方案都有其合理性。本人仅有 20 余天的实习经历，做太高难

20、度的护岸方案，显得有些不切实际。因此在护岸工程的方案选取上，本人毫不犹豫的选择了挡土墙。 “天下大事，必作于细；天下难事，必作于易” ，护岸挡墙的设计并不显眼，与石笼柔性挡墙和生态护岸相比，甚至显得有些落后，但是通过护岸挡墙的设计，本人再一次深刻的体会到了要做工程地质领域的工程师所必须具备的专业知识和社会责任。第二章第二章 自然地理条件自然地理条件 2 / 40第一节第一节 地理位置地理位置本项目所经区域隶属于省市辖区，市位于省东北部，东濒黄海，与朝鲜、国、日本隔海相望；北与郯城、 、莒南、日照等县市接壤；西与新沂市、市沐阳县毗邻；南与市涟水、市响水县相连,东西长公里，南北宽约公里，土地总面积

21、平方公里，水域面积。平方公里。地理位置介于东经 1182411948，北纬 34003507之间（详见下图-1 本工程项目地理位置图） 。图-1 工程项目地理位置图第二节第二节 气象、水文气象、水文2.2.1气象拟建工程地处北半球的中纬度，属暖温带和北亚热带的过渡区，气候具有明显的季风性、不稳定性、过渡性特征。春季雨量偏少，有寒流。春夏之交时有冰雹，夏季多暴雨，夏秋有台风。冬季多偏北风，气候寒冷干燥，正常年景少雨雪。七、八、九三个月盛行东南季风，常风向以东北风为主，受台风影响79月多暴雨。气象特征如下：2.2.2 水文港疏港航道北起烧香河老闸以西600m处（中云台物流园区规划东边界），沿烧香河

22、向西南至云善河交汇处进入云善河向南至云善河闸处向西南至善南闸进入盐河向南流经灌云县城穿过新沂河至灌南县盐灌船闸引航道与盐河交汊处，航道工程全线长69.546km，所经河流均属淮河水系.绝大多数河流呈东西流向，汇入黄海；唯盐河、云善 3 / 40河呈南北走向，沟通其它各河道。港疏港航道区域水系图见图-2.图-2 港疏港航道区域水系图第三章第三章 护岸部分工程地质条件护岸部分工程地质条件本工程航道二、三、七标段兴建护岸结构。二标起点位于板桥镇烧香河大桥西侧（桩号 K3+219） ，终点位于穿心桥东侧（桩号K12+300） ，长 9.081km，本标段护岸结构主要采用灌砌块石重力式结构，局部岸段采用

23、干砌块石护坡种植芦苇的型式，采用换填碎石和水泥搅拌桩两种地基处理方式。三标起点位于小王庄附近（桩号 K12+300） ，终点位于水厂北约 100m 处（桩号K19+500） ，长 7.2km，本标段护岸结构为金属网孔积装箱金属网护垫结构（C-ST1-1 型） 、灌砌块石挡墙金属网护垫结构（C-ST1-2 型）与金属网孔积装箱生态袋加筋结构（C-ST2-1 型） 、灌砌块石挡墙生态袋加筋结构（C-ST2-2 型） ，地基处理采用开山石换填地基处理方式。七标位于灌云县城北侧，是盐河的一部分，起点位于墩河口（桩号 K43+460） ，终点位于新沟河口（桩号 K47+580） ，长 4.12km，本标

24、段主要采用灌砌块石重力式结构，对利用的原护岸采用钢筋砼方桩加固，基础处理分两种方式，即钢筋砼小方桩、水泥搅拌桩。第一节第一节 地形地貌地形地貌本工程二、三标位于板桥镇，七标位于灌云县伊山镇，地貌特征总体以平原为主，丘 4 / 40陵次之，地势低平，呈西高东低趋势。区人口较为稠密，人类活动迹象频繁，除城镇附近交通较为便利外,其它位置公河较少，交通不甚方便。沿河两岸芦苇发育,河道宽窄不一,水深较浅，地貌上归属黄淮冲积平原。第二节第二节 区域地质构造与地震区域地质构造与地震3.2.1 区域地质构造受地质构造控制，地区的山体一般为西北角翘起，东南坡平缓，山体岩性基本上由变质岩组成。的云台山是横亘我国东

25、西的岭大别云台山超高压变质岩带的端点，这条超高压变质岩带不仅在亚洲最长，而且是我国南北两大板块的碰撞带，这条地壳深处的南北缝合线，正好也是地上南北景观分界线，即岭淮河云台山以北是我国北方，以南是我国南方，地面上的南北分界线，基本上是地下的南北基底分界线的投影。 由元古界海州群含磷变质岩系构成的褶皱基底，在漫长的地质历史时刻一直处于隆起剥蚀状态，直到中生代晚侏罗世才开始局部下降接受沉积。区主要断裂构造有盱眙响水断裂（北东向） ，与海州泗阳断裂（北东向） 。据盐连高速公河工程场地地震安全性评价报告 ，该断裂最新活动时代为上更新世早期。根据已有区域地质资料，区地块构造已处于相对稳定状态，区域稳定性良

26、好，活动性断裂构造不发育，区域场地稳定性良好，适宜一般性工程项目建设。3.2.2 地震本区区域上位于一级构造单元岭造山带武当大别隆起区的东延部分胶隆起之上。基岩为古老而坚硬的变质岩系，总厚度在 5000m 以上，新生代以来地壳较为稳定，区域稳定性条件较好.根据地震历史资料，本区未曾发生过五级以上地震，1668 年 7 月 25 日郯城 8.5 级强震曾波与市。根据国家标准建筑抗震设计规 （GB50011-2001）与中国地震动参数区划图（GB18306-2001） ，勘区的地震动反应谱特征周期为 0.45s，地震动峰值加速度为 0.1g，设计分组为第三组，按该标准附录 D“关于地震基本烈度向地

27、震动参数过渡的说明” ，本区的地震动参数对应的地震基本烈度为度。根据本次勘察成果以与区域地质资料，本工程航道沿线软土、软弱土发育，属抗震不利地段。依照水运工程抗震设计规 （JTJ225-98） ，应按规要求并结合当地有关规定采用相应的抗震措施。第三节第三节 地层地层从钻探揭露的地层来看，本工程具有全新统海陆交互相地层结构特征；其上部地层以海相成因的淤泥与淤泥质粉质粘土为主，中部为河湖相冲积成因的粘性土层，下部为侏罗系片麻岩。为了与详勘单元土层编号一致，勘区分布的单元土层编号呈不连续状，部分层号缺失，从上至下依次分布的主要层位为：粉质粘土与粘土、淤泥、粘土与粉质粘土、粘土与粉质粘土与花岗片麻岩。

28、该区各工程地质层与亚层的土性特征分述如下：粉质粘土与粘土（Q4al ）： 5 / 40黄褐色、褐色，湿饱和，一般呈可塑状态，局部硬塑，混砂，含云母与铁锰氧化物，较多植物根系与腐植质，高压缩性，低强度，广泛分布于勘区表层，为地表硬壳层，分布较稳定。淤泥（Q4al+m）： 灰褐灰色，局部灰黑色，饱和，流塑状态，无臭味或少许臭味，含云母，少量贝壳与腐植物，局部混砂团。具高含水量，高压缩性。-1 粉质粘土（Q4al）：灰褐灰色，局部灰黑色，饱和，流塑状态，含云母，少量贝壳与腐植物，局部混砂团。具高含水量，高压缩性。粘土与粉质粘土（Q4al ）： 灰色、灰黄色、灰绿色，饱和，一般呈软塑可塑状态，局部硬塑

29、，混砂不均，含云母，少量铁锰结核与钙质胶结。-1 粉细砂（Q4al ）：灰色、灰黄色，颗粒较为均匀，饱和，松散密实状态，土质不均，含云母，局部混少量粘性土。-2 中粗砾砂（Q4al ）：灰色、灰黄色，颗粒较为均匀，饱和，呈中密，含云母，少量钙质胶结块。-3 粉土（Q4al ）：灰色，湿稍湿，松散中密状态，土质较均匀，混砂较多且不均.-4 淤泥质粘土（Q4al+m ）：灰色，饱和，呈流塑状态，混砂不均，含云母与贝壳屑，高含水量，高压缩性。粘土与粉质粘土（Q4al ）： 褐黄色混灰绿色，含云母、铁锰质结核与钙质胶结块，刀切较光滑，一般呈硬塑可塑状态。-1 强风化花岗片麻岩 J2-3：灰绿色灰黄色，

30、夹杂色，含未风化岩块，见灰白色石英岩脉,结构构造仍清淅可辨，原岩风化较为剧烈，岩芯呈细柱状,局部呈砂土状，手掰易散。第四节第四节 水文地质条件水文地质条件勘区附近海域为不正规半日潮，在自然条件下，河道的感潮河段较长，农田受海水倒灌的影响，大多为盐碱地，但兴修水利工程后，一般情况下已不受海水倒灌的影响，河道水位基本上受制于人工调节，水面与岸坡顶部的高差基本上维持在 0。5米之间。河水流平稳，水位变幅小，大部分时间基本处于平水状态。勘区地下水主要为松散岩类孔隙水。松散岩类孔隙水按埋藏条件与水力性质分为松散岩类孔隙潜水和孔隙承压水两大类，其中松散岩类孔隙潜水分布覆盖整个工程区，含水地层组为上部的全新

31、统地层，埋深一般在 0.501.50m，水位标高基本与地表水面一致，透水性较差。水位变化受大气降水控制， 6 / 40季节性影响明显。孔隙承压水主要埋藏于勘区中、下部，全更新统砂性土地层，其含水受水层厚度和河流水位控制；据地区水文资料介绍，勘区承压水水源丰富。这两类地下水对工程建设影响的主要是松散岩类孔隙潜水，具有埋深浅，水量丰富、水位变幅小等特征，且孔隙潜水与地表水呈互补关系，与航道河水的水力联系较为密切；排泄方式为地表径流排泄、蒸发和补给航道河水与地表水系。该含水层与航道河水相通，两者之间水力联系密切。勘区地处北半球的中纬度，属暖温带和北亚热带的过渡区，冬季河流结冰厚度有限，一般不会对航行

32、产生影响。根据详勘对地表水与地下水的腐蚀性评价，结论为对混凝土结构不具腐蚀性；长期浸水对钢砼结构中的钢筋不具腐蚀性；干湿交替对钢砼结构中的钢筋具弱中等腐蚀性；对钢结构具弱腐蚀性。第五节第五节 特殊性岩土特殊性岩土勘区特殊性岩土主要为软土，本次钻探揭示的软土见下表 2-1：表 2-1 勘区软土层分布、特征表序号单元土体名称与编号岩土层特征分布情况1淤泥具有典型软土特征，呈流塑状态，强度低，高压缩性，高灵敏度，工程性质差.该土层普遍分布于勘区，一般分布于浅层，呈厚层巨厚层状.2-4 淤泥质粘土具有典型软土特征，呈流塑状态，强度低，工程性质差.零星分布，仅 ZK56 、ZK60、 ZK82、ZK83

33、、ZK84 孔有揭示,层厚为 1.1-3.0 米,，层顶埋深 18.3 米.航道沿线软土分布按埋藏深度分为浅层和中深层两种，其中淤泥属勘区浅层软土层，一般分布在地表下 1.013.7 米，层厚一般为 0.82O.3 米,呈流塑状，土质甚软。该类土层结构松散、粘结力差，其主要危害不仅表现在承载力不足和地基的不均匀沉降，造成建筑物的开裂、变形等问题，尤其在航道中波浪的冲蚀作用下，极易引起边岸再造，从而导致护堤淘空、坍塌、陷落滑移等，并威胁航道两岸建筑物的稳定。此类土层一般不宜直接做为建构筑物基础.针对本次勘探揭示的软土情况，上部软土层宜采用石灰桩、水泥搅拌桩加固处理，改善其结构与均匀性后可作为复合

34、地基, 作为护岸工程浅基础的持力层。另外，对于零星分布于本工程航道沿线围的水塘、水田、沟渠的表层软土，施工时应予以清除.中深层软土为-4 淤泥质粘土，仅 ZK56 、ZK60、ZK82、ZK83、ZK84 孔有揭示，层厚为 1.1-3.0 米，层顶埋深 18.3 米.呈透镜状分布，层厚较薄.对本航道护岸工程来讲，影响较小，对于桩基础，则无需进行专门的地基处理，但桩身应穿过该土层。第六节第六节 不良地质作用不良地质作用本勘区航道沿线上部地层大部由第四纪全新统新近沉积物组成，河岸两侧表层普遍分 7 / 40布有淤泥质软土、填土。根据本次勘察地质调查发现，航道沿线的不良地质作用主要有：坍塌、不均匀沉

35、降、地震效应等，分述如下：3.6.1 坍塌据航道沿线的地质调查发现，本段航道沿线两岸植被较为发育，部分航段岸边发育有较多的芦苇，在植被不发育的局部航段，岸坡存在坍塌现象，规模相对较小，长度在 300米以，围分布在自然土坡堤岸的沿线，坍塌类型主要有船行波淘蚀作用、船舶作业撞击作用、人类活动使上部荷载压载损毁等，产生坍塌现象的主要原因，是由于自然土坡堤岸未进行岸坡护理，组成岸坡的土体强度太弱，抗冲能力差造成的。详细坍塌地段见表 2-2：表 2-2 航道沿线自然岸坡发生坍塌地段标段里程（米）长度（米）类型K6+100350 右岸250人类活动破坏，局部失稳K7+850K8+100 左岸250船行坡淘

36、浊，局部岸坡坍塌K8+300K8+600 左岸300船行坡淘浊，局部岸坡坍塌K10+400600 右岸200船行坡淘浊，局部岸坡坍塌K13+500610 左岸110船行坡淘浊，局部岸坡坍塌3.6.2 不均匀沉降本工程七标岸坡工程施工时发生坍塌，另据调查发现，在部分航道段附近的建筑物与局部护岸，有不均匀沉降现象，主要表现为构筑物沉降裂缝，但程度较轻，未发现明显的沉降塌陷，究其原因，主要由于基础底部土层强度低、压缩性高、结构不均匀所致。3.6.3 地震效应勘区抗震设防基本烈度度，设计基本地震加速度值为 0.10g,设计地震分组为第三组，根据水运工程抗震设计规 （JTJ225-98） ，结合场区地质

37、条件分析，场地覆盖层厚度多在 30.0 米以上，场地类别为类建筑场地，本工程航道沿线软土、软弱土发育，属抗震不利地段。本次钻探揭示，由地表至地面下 20m 以，局部地段存在薄层粉土，根据颗粒分析度验结果，其粘粒含量大于 10，在 7 度地震力下可不考虑砂土液化的影响。勘区第层淤泥为高压缩性、低强度、高灵敏度、具流变性的软土，在 7 度地震力下易产生震陷，在设计中应采取必要的抗震陷措施。由以上介绍可知，本工程地段的工程地质条件并不十分恶劣，但是坍塌，崩岸等工程地质灾害时有发生，有必要对本区段采取适当的防护措施。第四章第四章 护岸部分护岸部分 1616 号横剖图所在位置的岩土特性号横剖图所在位置的

38、岩土特性从钻探揭露的地层来看，本区段具有全新统海陆交互相地层结构特征；其上部地层以海相成因的淤泥与淤泥质粉质粘土为主，中部为河湖相冲积成因的粘性土层，下部为侏罗系片麻岩。为了与详勘单元土层编号一致，勘区分布的单元土层编号呈不连续状，部分层号缺 8 / 40失，从上至下依次分布的大致层位为：粉质粘土与粘土、淤泥、粘土与粉质粘土、粘土与粉质粘土与花岗片麻岩。16 号横剖图所在位置的地质层与亚层的土性特征分述如下：粉质粘土与粘土（Q4al ）：黄褐色、褐色，湿饱和，一般呈可塑状态，局部硬塑，混砂，含云母与铁锰氧化物，较多植物根系与腐植质，高压缩性，低强度，为地表硬壳层，分布较稳定.层厚一般为1.05

39、.7 米，平均层厚 1.63 米。淤泥（Q4al+m）： 灰褐灰色，局部灰黑色，饱和，流塑状态，无臭味或少许臭味，含云母，少量贝壳与腐植物，局部混砂团.具高含水量，高压缩性。该层埋深较浅，平均埋深 3.14 米，下伏于单元土层之下，分布连续.层厚一般为 0.88.3 米，平均层厚 5.65 米，为勘区主要软土层。-1 粉质粘土（Q4al）：灰褐灰色，局部灰黑色，饱和，流塑状态，含云母，少量贝壳与腐植物，局部混砂团.具高含水量，高压缩性.埋深 9.1013.95 米，平均层厚 4.70 米，零星分布，为软土层.粘土与粉质粘土（Q4al ）： 灰色、灰黄色、灰绿色，饱和，一般呈软塑可塑状态，局部硬

40、塑，混砂不均，含云母，少量铁锰结核与钙质胶结，中等压缩性，层位较稳定，埋深 11.5016.60 米，平均埋深13.00 米，分布较为连续，层厚差别较大，为 0.214.40 米,平均层厚 3.85 米。-1 粉细砂（Q4al ）：灰色、灰黄色，颗粒较为均匀，饱和，松散密实状态，土质不均，含云母，局部混少量粘性土.层厚一般为 0.455.0 米，平均层厚 1.85 米，呈薄层状与透镜体状分布于之下.平均标准贯入击数 N=16（434）击。-2 中粗砾砂（Q4al ）：灰色、灰黄色，颗粒较为均匀，饱和，呈中密，含云母，少量钙质胶结块.揭示层厚3.003.70 米，平均层厚 3.35 米，呈透镜体

41、状分布于之下，仅 ZK60、ZK61 与 ZK71 三孔有揭示.平均标准贯入击数 N=19（327）击。-3 粉土（Q4al ）：灰色，湿稍湿，松散中密状态，土质较均匀，混砂较多且不均.层厚一般为 0.74.5米，平均层厚 1.89 米，呈透镜体状分布于的上部或下部，分布不甚稳定.平均标准贯入击数 N=10（317）击。-4 淤泥质粘土（Q4al+m ）：灰色，饱和，呈流塑状态，混砂不均，含云母与贝壳屑，高含水量，高压缩性,仅ZK50、ZK56、ZK60 孔有揭示,平均层厚为 1.37 米，层顶埋深 15.0-18.9 米。粘土与粉质粘土（Q4al ）： 褐黄色混灰绿色，含云母、铁锰质结核与钙

42、质胶结块，刀切较光滑，一般呈硬塑可塑状态，中等压缩性.分布连续与稳定，平均埋深 11.44 米，揭示平均层厚 4.83 米，大部分钻 9 / 40孔该层未揭穿。-1 强风化花岗片麻岩 J2-3：灰绿色灰黄色，夹杂色，含未风化岩块，见灰白色石英岩脉,结构构造仍清淅可辨，原岩风化较为剧烈，岩芯呈细柱状,局部呈砂土状，手掰易散.岩面埋深 19.7 米，岩面标高-21.44 米，揭示层厚 3.5 米，层底未予揭穿.标准贯入击数 N=150 击。 附图四工程地质纵剖图详细地描述了本工程段的岩土特性。从以上叙述可知，本工程段的岩土性质偏土性特征，承载力不够高。在河道疏浚的大背景下，开挖清淤的频率是很大的，

43、单靠岩土体自身的性质很难保证崩塌不发生。 本工程段时有发生的崩塌和局部失稳即表明了进行岸坡防护的重要性。第五章第五章 护岸工程方案的设计条件护岸工程方案的设计条件第一节设计依据（1） 航道整治工程技术规 （JTJ312-2003） ；（2） 建筑地基处理技术规 （JGJ79-2002） ；（3） 工程地质勘察报告（4） 366311-JTJ300-2000 港口与航道护岸工程设计与施工规4.2 设计参数 粉质粘土与粘土物理力学特性指标统计值快 剪固 快含水率重度孔隙比塑性指数液性指数粘聚力摩擦角粘聚力摩擦角压缩系数压缩模量eIpILCCa1-2Es指标名称%kN/m3kPa度kPa度MPa-1

44、MPa平 均 值38.5418.31.0821.960.48126.5515140.553.36频 数4543444545161614121617最 大 值46.019.21.2827.00.86201626230.925.50最 小 值30.913.00.8819.100.2064690.291.90标 准 值38.7317.81.2023.30.5010512110.632.99淤泥与淤泥质粉质粘土物理力学特性指标统计值快 剪固 快含水率重度 孔隙比 塑性指数 液性指数粘聚力 摩擦角 粘聚力 摩擦角压缩系数压缩模量无侧限抗压强度十字板剪切强度比贯入阻力指标名称eIpILCCa1-2ququ

45、CuPs 10 / 40粘土与粉质粘土物理力学特性指标统计值快 剪固 快含水率重度孔隙比塑性指数液性指数粘聚力 摩擦角 粘聚力 摩擦角压缩系数压缩模量无侧限抗压强度eIpILCCa1-2Esqu指标名称%kN/m3kPa度kPa度MPa-1MPakPa平 均 值27.13 19.3 0.74 16.31 0.53 2216.121180.315.8788.8频 数13713413414013740404846636425最 大 值37.00 21.1 0.95 28.10 0.93 462841290.589.80170.3最 小 值21.00 13.3 0.57 3.70 0.03 4778

46、0.121.8030.4标 准 值27.719.70.76617.20.50191419170.325.5172.83第六章第六章 岸坡稳定性分析岸坡稳定性分析%kN/m3kPa度kPa度MPa-1kPakPakPaMPa平 均 值68.916.11.88030.11.26 539101.681.731324.40.42频 数2512542512572579392102101161164624048463最 大 值84.419.12.30242.31.9213819192.533.102542.51.04最 小 值46.512.71.17715.31.0111350.571.10516.10.

47、05标 准 值69.616.01.90030.61.3343891.721.691223.670.41 11 / 40 本工程段岸坡具体情况有很多差别，现在选择本工程段 16 号土坡横剖面的情况来分析。因为 16 号土坡横剖面所在位置相对于所有的横剖面位置而言，工程地质条件中等，极具代表性。第一节 岸坡稳定性验算参数勘区航道沿线的护岸在不同程度上均有破坏、损毁，其主要原因除为人类活动、船行波、软土地基以外，护岸基底土体抗冲能力较差，在船行波冲刷淘蚀作用下，易发生岸坡崩塌与浅层滑坡等不良物理地质现象，特别是护岸基础施工时对边坡稳定有不利影响,故须进行边坡稳定性验算，并视需要采取一定护坡措施.在进

48、行边坡稳定性验算时，建议采用下表推荐值: 边坡稳定性验算土性指标推荐值快 剪固 剪单元土体名称与编号天然重度（KN/m3）C(Kpa)(度)C(Kpa)(度)粉质粘土与粘土18.01661213淤泥与淤泥质粉质粘土16.363117-1 粉质粘土18.71191315-2 粉砂19.2/251028-3 粉土19.8/粘土与粉质粘土19.630133715-1 粉细砂20.0/-3 粉土20.31024/-4 淤泥质粉质粘土18.7/I 区粘土与粉质粘土19.345124015粉质粘土与粘土18.315.551813淤泥与淤泥质粉质粘土17.29398-1 粉质粘土18.91131016-2

49、粉砂19.0526628粘土与粉质粘土19.432112414-1 粉细砂20.1/633-2 中粗砾砂21.6/-3 粉土19.81225627-4 淤泥质粉质粘土18.32071514区粘土与粉质粘土19.736152217粉质粘土与粘土18.81381614淤泥与淤泥质粉质粘土17.2103118粘土与粉质粘土19.740132016 12 / 40-1 粉细砂20.1/-3 粉土20.2/-4 淤泥质粉质粘土18.9/区粘土与粉质粘土19.840152815第二节第二节 护岸上的作用分护岸上的作用分类类护岸上的作用可分为下列三类:(1)永久作用:自重力、土重力、静水压力、浮托力、由永久

50、作用引起的土压力和剩余水压力等;(2)可变作用:装卸和运输机械荷载、人群荷载、堆货荷载、波浪力、水流力、渗流力、冰压力以与由可变作用引起的土压力和施工荷载等;本护岸有一定的车辆荷载。(3)偶然作用:地震作用等。第三节第三节 毕肖普条分法毕肖普条分法的原理与其实现的原理与其实现为了准确把握拟建岸坡工程后土体的稳定性与土压力情况，首先要对岸坡进行稳定性分析.岸坡的概化模型如下图所示：粘性土由于粘聚力的存在，粘性土坡不像无粘性土坡一样仅沿坡面表面滑动。研究表明，均质粘性土坡的滑动面为对数螺线曲面，形状近似于圆柱面，在工程设计中常假定滑动面为圆弧面。建立在这一假定基础上的土坡稳定分析方法称为圆弧滑动法

51、。 均质的粘性土坡失去稳定是由于滑动土体绕圆心发生转动。把滑动土体当成一个刚体，滑动土体的重量 W，将使土体绕圆心 O 旋转，滑动力矩为 MsWd。抗滑力矩由两部分组成：一是滑动面 AC 上粘聚力产生的抗滑力矩；另一项是土体的支承反力所产生的抗滑力矩，支承反力的大小和方向与土的摩擦角 j 值有关。但是滑动面上反力的分布无法确定，因此对于 j0 的土，必须采用条分法分析，才能求得摩擦力所产生的抗滑力矩。对于饱和粘土，在不排水条件下，ju0，fcu时，滑动面是一个光滑面，反力的方向必垂直于滑动面，即通过圆心 O，不产生力矩。这时安全系数可用下式定义： 13 / 40WdRACcMMFusRs滑动力

52、矩抗滑力矩为了将圆弧滑动法应用于 j o 的粘性土，通常采用条分法.条分法就是将滑动土体竖直分成若干土条，把土条当成刚体，分别求作用于各土条上的力对圆心的滑动力矩和抗滑力矩，然后求土坡的稳定安全系数. 静力平衡方程 00, 0izixiMFF和极限平衡方程siiiiiFlcNTtan已知量Pi、Hi、hi 未知量Pi1、Hi1、hi1、 Ni 和Ti未知数和方程 14 / 40如果滑动土体分成 n 个条块，则条块间的分界面有(n1)个.土条界面上力的未知量为 3(n1)，滑动面上力的未知量为 2n，加上待求的安全系数 Fs，总计未知量个数为(5n2).可以建立的静力平衡方程和极限平衡方程为 4

53、n 个.待求未知量与方程数之差为(n2).一般条分法计算中，n 在 10 以上，因此是一个高次的超静定问题.问题求解要使问题得解，必须建立新的条件方程.有两个可能的途径： 一、是抛弃刚体平衡的概念，把土当成变形体，通过有限元法对土坡进行应力变形分析，计算滑动面上的应力分布，从而分析土坡的稳定性. 二、以条分法为基础，但对条块间作用力进行简化假定，以减少未知量或增加方程数. 目前有许多种不同的条分法，其差别都在于采用不同的简化假定上.各种简化假定，大体上分为三种类型： (1)不考虑条块间作用力或仅考虑其中的一个（瑞典条分法和简化毕肖甫法） ；(2)假定条间力的作用方向或规定 Pi和 H 的比值（

54、折线滑动面分析方法） ；(3)假定条块间力的作用位置，即规定 hi的大小，如等于侧面高度的 1/2 或 l/3（普遍条分法）.由于毕肖普条分法计算精度较高，现在以毕肖普条分法进行稳定性分析.毕肖普法是条分法的一种，假定滑动面是一个圆弧面，考虑土条侧面的作用力，并假定各土条底部滑动面上的抗滑安全系数均一样，即等于整个沿动面的平均安全系数.若土条处于静力平衡状态，根据竖向力平衡条件 SFz0，应有： iiiiiiiiiiiiTHWNTNHWsincossincos根据满足安全系数为Fs 时的极限平衡条件：整理可得：siiiisiiiiiFNlcFlcTtan)tan(考虑整个滑动土体的整体力矩平衡

55、条件，各土条的作用力对圆心力矩之和为零.这时条间力Pi 和Hi 成对出现.大小相等，方向相反，相互抵消，对圆心不产生力矩。 15 / 40滑动面上的正压力Ni；通过圆心，也不产生力矩。因此，只有重力Wi 和滑动面上的切向力Ti 又对圆心产生力矩.由整体力矩平衡得： 简化后得： RTdWiiiRNlcFRWiiiisii)tan(1sin这就是毕肖甫法的土坡稳定一般计算公式.式中 DHHi+1-Hi仍然是未知量.毕肖甫进一步假定 DH0，实际上也就是认为条块间只有水平作用力P i而不存在切向力Hi ,于是上式进一步简化为： iiiiiiiisWHWbcmFsin)tan)(1Bishop 法计算

56、过程如下（1）每一分段的滑动弧曲线可近似取直线，将各段图形简化为梯形或三角形，分段计算面积，其中包括荷载换算成土柱部分的面积在。（2）计算稳定系数：根据迭代法计算，首先假定一个值算出 m，代入公式算出一个sF值，这个 Fs 与设定值相比较如小于所设值的百分之一就可确定所设值为此的sFsFsFsF边坡稳定性值。其中：sFsiiiiFmtansincosiiiisQWKFsin)(以下为用 bishop 条分法所做的岸坡稳定性分析表格计算，假设=1.55. sF 16 / 4012345678910111213imiK土条 编号土条宽(m)i()河堤部分面积地基部分面积Wti(kN)Wdi(KN)

57、WsiniQisiniCtibiCdibi=1.55sF=1.55sF11.30555.930106.7121.587.43 12.79 61.00 0.00 0.8549 156.221.304916.630299.3107.5225.9 11.79 61.00 0.00 0.9153 267.1 31.304422.280401.0232.5278.5 0.000 61.00 0.00 0.9579 216.7 41.303924.030432.5216.5272.2 0.000 61.00 0.00 0.9933 121.7 51.303424.640443.50248.0 0.000

58、61.00 0.00 1.0211 221.1 61.303024.30437.40218.7 0.000 61.00 0.00 1.0378 112.5 71.302625.420457.50200.5 0.000 61.00 0.00 1.0494 220.2 81.302224.630443.30166.0 0.000 61.00 0.00 1.0558 210.4 91.301821.440385.90119.2 0.000 61.00 0.00 1.0572 278.7 101.301417.630317.3076.77 0.000 61.00 0.00 1.0534 242.1 1

59、11.301013.240238.3041.38 0.000 61.00 0.00 1.0444 200.5 121.3068.280149.0015.57 0.000 61.00 0.00 1.0304 151.1 13 1.3232.78050.0402.618 0.000 70.72 0.00 1.0166 197.96 14iK3202. 15iiiQWsin)(1977 17 / 40求得滑动安全系数=1.62 iiiisQWKFsin)(1%,现在我们需要进一步修正的假定值，假设=1.57%5 . 4%10055. 155. 162. 1sFsF12345678910111213i

60、miK土条 编号土条宽(m)i()河堤部分面积地基部分面积Wti(kN)Wdi(KN)WsiniQisiniCtibiCdibi=1.57sF=1.57sF11.30555.930106.7121.587.43 12.79 61.00 0.00 0.8554 146.221.304916.630299.3107.5225.9 11.79 61.00 0.00 0.9254 267.1 31.304422.280401.0232.5278.5 0.000 61.00 0.00 0.9589 236.7 41.303924.030432.5216.5272.2 0.000 61.00 0.00 0