《道路邊坡工程》PPT課件.ppt

道路邊坡工程,土木與建筑工程學院 葛 琪 ,邊坡工程是巖土工程的重要組成部分。邊坡的工作狀況直接或間接地影響工程建筑物的穩(wěn)定和安全，尤其是道路邊坡，直接危及道路運營的車輛和人員安全性。 邊坡是指地表面一切具有傾向臨空面的地質(zhì)體，是廣泛分布于地表的一種地貌景觀。峰巒起伏的山川大地，有千變?nèi)f化的邊坡所顯現(xiàn)；蜿蜒曲折的河流湖泊，有水上和水下的邊坡所約束。 邊坡工程廣泛地存在于道路工程中，常常作為附屬結(jié)構，起到維護道路正常運營的目的。,邊坡工程研究的理論基礎需要多種學科的相互結(jié)合、相互滲透，不僅包括工程數(shù)學、工程力學、工程地質(zhì)學、巖土力學，還應結(jié)合計算機仿真技術、巖土工程測試技術等手段。經(jīng)過100多年的研究和發(fā)展，從邊坡的規(guī)律性分析，到邊坡的變形破壞機制的研究，以及邊坡穩(wěn)定性評價和預測預報，均取得了令人矚目的成果，已初步形成邊坡工程獨立的學科體系。這一體系應包括四大部分： 邊坡（或滑坡）的區(qū)域分布規(guī)律性研究； 邊坡的變形破壞機制研究； 邊坡的穩(wěn)定性評價和預測預報； 邊坡工程治理。,了解公路邊坡工程的分類、基本結(jié)構和發(fā)展歷史,提高道橋?qū)I(yè)基本技能,邊坡工程專業(yè)性的知識儲備,邊坡工程穩(wěn)定性分析和初步設計,課程的學習目標,課程的結(jié)構： 第一章 邊坡工程概述 第二章 邊坡工程的變形破壞 第三章 影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素 第四章 邊坡結(jié)構穩(wěn)定分析的通用條分法 第五章 邊坡結(jié)構穩(wěn)定分析的簡化方法 第六章 滑帶土的抗剪強度 第七章 邊坡工程設計,課程的結(jié)構： 第八章 滑坡的防治工程設計 第九章 邊坡加固穩(wěn)定性分析 第十章 有限元法在邊坡穩(wěn)定分析中的應用 第十一章 邊坡工程的坡面防護 第十二章 邊坡工程的監(jiān)測 第十三章 邊坡破壞的預報,課程成績的考核：,課程成績,課堂考勤 30%,表現(xiàn) 10%,思考題 30%,第一章 邊坡工程概述 一、邊坡工程研究內(nèi)容概述,研究內(nèi)容概述,同樣，這種定義也沒有涉及邊坡與滑面是如何形成的，而這些與邊坡工程防治休戚相關，因而這一定義也不適用于工程防治。 由于邊坡與滑坡成因、滑面形成、失穩(wěn)機理、穩(wěn)定分析方法及其防治措施等不同而形成了兩種不同的防治工程，可稱為邊坡工程與滑坡工程。邊坡是指由于工程行為而人工開挖或填筑的斜坡，坡體中滑面是新形成的，開挖與填筑前沒有變形與滑動跡象。而滑坡多數(shù)指山于自然因素而引起坡體變形或滑動的自然斜坡，坡體中的滑面是自然存在的，坡體正處于蠕動變形或滑動階段，坡體有變形或滑動跡象，少數(shù)滑坡指工程開挖形成的斜坡。,2.邊坡與滑坡？ 通常，邊坡與滑坡沒有非常嚴格的區(qū)別標準，通?？砂聪率鎏卣鱽磉M行綜合區(qū)別: (1)邊坡指由工程原因開挖或填筑的人工斜坡;而滑坡指由于自然原因正在蠕動滑動的自然斜坡； (2)邊坡在工程開挖與填筑前坡體內(nèi)不存在滑面，但可以存在未曾滑動的構造面。開挖前坡體無蠕動或滑動跡象；滑坡在坡體內(nèi)存在天然的滑面，坡體已有蠕動或滑動跡象。 (3)當人工斜坡內(nèi)存在天然的滑面或引發(fā)古老滑坡滑面復活時，稱為工程滑坡。反之，當天然斜坡危及工程安全而需治理時則稱為自然邊坡。,因此，邊坡與滑坡的區(qū)別在于： （1）邊坡是涉及工程建設中的人工斜坡，即使是自然邊坡也必須與工程建設有關； 而滑坡通常是由自然原因引發(fā)的自然斜坡，只有工程滑坡才與工程建設有關； （2）邊坡坡體的滑動面是由于人工開挖與填筑后才形成的，原先并不存在，且坡體無蠕動與滑動的跡象； 而滑坡具有自然的滑面，且坡體有蠕動與滑動等現(xiàn)象。,3. 滑坡的危害 滑坡是一種重要的地質(zhì)災害，對人類的生命則產(chǎn)帶來重大威脅。例如滑坡可導致交通中斷，河道堵塞，廠礦城鎮(zhèn)被掩埋，工程建設受阻。 我國日前正處于經(jīng)濟建設高速發(fā)展的時期。滑坡給水利、鐵路、公路、礦山建設帶來巨大損失。 滑坡可以發(fā)生在土質(zhì)邊坡，也可能發(fā)生在巖質(zhì)邊坡。發(fā)生于土質(zhì)邊坡的形態(tài)通常比較單一，基本上以剪切破壞為主，滑裂面為圓弧型或圓弧與夾泥層的組合型。,人類與滑坡災害作斗爭的努力始終沒有中斷過。這一努力表現(xiàn)在認識滑坡機理、完善邊坡穩(wěn)定分析理論和方法、開發(fā)滑坡治理技術和滑坡預報等方面。對滑坡災害認識的不斷深化是建立在地理、地質(zhì)和巖石力學、土力學等一系列科學分支的形成、發(fā)展和完善的基礎上的?；骂A報和治理又是圍繞著確保人身安全和經(jīng)濟建設順利開展而進行。 只有在諸多領域內(nèi)共同開展深入的研究，人類才有可能在防治滑坡方面取得重大進展。,二、 邊坡工程的分類 1. 邊坡的組成,關于邊坡的分類，在國內(nèi)至今還沒有一個公認的統(tǒng)一分類方法，一般情況下有以下幾種分類方式:,邊坡分類,按巖性不同,地質(zhì)環(huán)境與人工改造的程度,按邊坡高度,按變形情況,按邊坡坡度,1. 按巖性不同分類 根據(jù)巖性不同，邊坡可分為巖質(zhì)邊坡和土質(zhì)邊坡。 2. 按地質(zhì)環(huán)境與人工改造的程度分類 可以分為自然邊坡和人工邊坡。 3. 按邊坡高度不同分類 按邊坡高低可分為超高邊坡、高邊坡、中邊坡和低邊坡4類。 4. 按邊坡坡度不同分類 按邊坡坡度可分為微斜邊坡、平緩邊坡、陡坡、急坡、懸坡、倒坡6種類型。,5. 按變形情況不同分類 未變形邊坡：邊坡巖體未發(fā)生位移變形。 變形邊坡：邊坡巖體曾發(fā)生位移變形。,三、邊坡破壞的特征 （1）破壞形式,崩塌,落石,坍塌,滑塌,錯落,傾倒,破壞形式,崩塌，是陡坡上的巨大巖體或土體，在重力和其他外力作用下，突然向下崩落的現(xiàn)象。崩塌過程中巖體(或土體)猛烈地翻滾、跳躍、互相撞擊，最后堆于坡腳，原巖體(或土體)結(jié)構遭到嚴承破壞。,崩塌形成條件: 地形450 脆性巖石或上硬下軟 高陡裂隙,崩塌形成機理示意圖,坍塌，是上層、堆積層或風化破碎巖層斜坡，由于土壤中水和裂隙水的作用、河流沖刷或人工開挖坡陡于巖體自身強度所能保持的坡度而產(chǎn)生逐層塌落的變形現(xiàn)象。這是一種非常普遍的現(xiàn)象，一直塌到巖土體自身的穩(wěn)定角時方可自行穩(wěn)定。,滑塌，是斜坡上的巖體或土體，在重力和其他外力作用下，沿坡體內(nèi)新形成的滑面整體向下以水平滑移為主的現(xiàn)象。它與坡體滑坡十分類似，滑坡是沿坡體內(nèi)一定的軟弱面（或帶)整體向下滑動。,GZ40陜西省勉縣寧強高速公路K31+300高邊坡在施工中發(fā)生滑塌,傾倒，是陡傾的巖體山于卸荷回彈和其他外力作用，繞其底部某點向臨空方向傾倒的現(xiàn)象，它可以轉(zhuǎn)化為崩塌或滑塌，也可停止在傾倒變形階段。 錯落，是被陡傾的構造面與后部完整巖體分開的較破碎土體，因坡腳受沖刷或人工開挖和震動影響，下伏軟弱層不足以承受上部巖體壓力而被壓縮，引起坡體以垂直下錯為主的變形現(xiàn)象。 落石，是指破碎且節(jié)理裂隙發(fā)育硬質(zhì)巖斜坡，軟、硬巖土層和斷層破碎影響帶巖塊逐漸松動、墜落現(xiàn)象，及大型危巖倒塌、墜落，統(tǒng)稱危崖落石