大學(xué)畢業(yè)論文道路邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)

1、摘要隨著我國公路建設(shè)的飛速發(fā)展，邊坡問題日益突出，但由于缺乏對邊坡治理技術(shù)的系統(tǒng)研究，從而為工程埋下隱患，邊坡失穩(wěn)將造成交通中斷，甚至造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響，同時(shí)大大增加了后期維護(hù)處治費(fèi)用。目前公路邊坡的加固技術(shù)主要有擋土墻、抗滑樁、土釘支護(hù)、巖土錨固等，土釘支護(hù)是近三十年發(fā)展起來的新技術(shù)。邊坡的穩(wěn)定性受內(nèi)部因素和外部因素影響，內(nèi)部因素包括地質(zhì)條件、地理背景和自然環(huán)境；外部環(huán)境包括氣候條件、人類活動(dòng)和地震。本文歸納總結(jié)了邊坡穩(wěn)定分析常用方法的特點(diǎn)；分析了邊坡加固常用方法的原理、特點(diǎn)及其適用范圍；歸納總結(jié)了影響邊坡穩(wěn)定的內(nèi)部因素和外部因素；介紹了瑞典圓弧法分析邊坡穩(wěn)定的原理，并應(yīng)用瑞

2、典法對某工程邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了理論計(jì)算分析。關(guān)鍵詞：土質(zhì)邊坡、加固理論、影響因素、穩(wěn)定性分析AbstractWith the rapid development of highway construction, slope stability problem stands out increasingly. But being short of slope retaining research by the numbers, there are a lot of hidden dangers in highway construction. Once slopes lose their sta

3、bility, the landslide will interrupt the traffic and even result in huge economic loss and bring on bad social influences. At the same time, it will greatly increase the evening slope retaining expense.In now, the reinforcement theories of highway slope have retaining wall, anti-sliding pile,soil na

4、iling,geotechnical anchorage, and so on.Soil nailing is the development of new technologies in the past 30 years. The slope stability is affected by inherent factors and external factors. Theinherent factors include the geological conditions, geographical environment and the natural environment. The

5、 external factors include the climatic conditions the human activities and the earthquakes. The dissertation summaries the stability analysis of slope used commonly to methods and characteristics. It is the principle, the characteristics and the scope of application, which are the methods commonly t

6、o use in slope reinforcement. It is the summaries of internal factors and external factors, which have impacted to the slope stability. It is introduce to the principles that are use when analysis to the slope stability, and analysis to a project on the slope stability, through Sweden and FranceKey

7、words: soil slope,reinforcement theory, factors affecting,stability analysis目 錄第一章緒論1第一節(jié)邊坡加固及穩(wěn)定分析的目的和意義1一、邊坡加固及穩(wěn)定分析的目的1二、邊坡加固的意義1第二節(jié)邊坡加固理論及穩(wěn)定性分析的現(xiàn)狀2一、邊坡加固理論的現(xiàn)狀2二、邊坡穩(wěn)定性分析所經(jīng)過的階段3三、邊坡穩(wěn)定性分析常用的幾種方法4第三節(jié)本課題的有關(guān)內(nèi)容7第二章土質(zhì)邊坡的加固理論8第一節(jié)邊坡加固所遵循的原則8第二節(jié)擋土墻加固8一、擋土墻的布置8二、擋土墻的類型及適用范圍9第三節(jié)抗滑樁加固11一、抗滑樁的概況11二、抗滑樁的類型12三、抗滑樁的

8、布置13四、抗滑樁的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍14第四節(jié)土釘支護(hù)14一、土釘?shù)母攀?4二、土釘支護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍15第五節(jié)巖土錨固17一、巖土錨固的基本原理17二、錨固技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍17第三章土質(zhì)邊坡穩(wěn)定的影響因素19第一節(jié)概述19第二節(jié)影響土質(zhì)邊坡穩(wěn)定的內(nèi)部因素19一、地質(zhì)條件19二、地理背景和自然環(huán)境21第三節(jié)影響土質(zhì)邊坡穩(wěn)定的外部因素22一、氣候、徑流條件22二、人類活動(dòng)22三、地震23第四章土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性分析25第一節(jié)直線滑面上土坡穩(wěn)定性分析25第二節(jié)圓弧滑面的條分法分析26第三節(jié)關(guān)于膨脹土邊坡穩(wěn)定性的探討28一、膨脹土物理化學(xué)特性28二、對邊坡的危害28三、膨脹土邊坡的穩(wěn)定分析2

9、8四、結(jié)論與建議30結(jié)論32致謝33參考文獻(xiàn)34第一章 緒論第一節(jié) 邊坡加固及穩(wěn)定分析的目的和意義一、邊坡加固及穩(wěn)定分析的目的對邊坡的加固理論及穩(wěn)定性研究的主要目的在于避免或盡可能的降低滑坡地質(zhì)災(zāi)害對人民財(cái)產(chǎn)的危害及對工程建設(shè)的可能影響，這不但要求我們對滑坡進(jìn)行有效的治理，而且要求我們根據(jù)對滑坡地址類型及其變形破壞規(guī)律的認(rèn)識(shí)，對滑坡變形和穩(wěn)定性的發(fā)展趨勢做出可靠的預(yù)測預(yù)報(bào)1。二、邊坡加固的意義滑坡是一種常見的山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害。我國是一個(gè)多山的國家，從而也是滑坡廣泛分布的國家，每年特別是每年雨季都要發(fā)生若干滑坡，它幾乎遍及全國各省區(qū)，特別是我國西南地區(qū)，滑坡更為頻繁。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，西南地區(qū)發(fā)生的滑坡

10、約占全國滑坡次數(shù)的一半以上，而我國已受到滑坡災(zāi)害威脅和可能受到滑坡威脅的地區(qū)卻占全國陸地面積的五分之一至四分之一?；逻\(yùn)動(dòng)不僅造成山區(qū)局部環(huán)境的破壞，還危害和威脅人民的生命與經(jīng)濟(jì)建設(shè)，據(jù)有關(guān)資料介紹，近20年來，僅意、日、美、俄、印、中、捷克及奧地利、瑞士等國家，各國每年因滑坡所造成的經(jīng)濟(jì)損失，平均達(dá)2.56億美元，總和每年達(dá)120-160億美元。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，人類活動(dòng)的區(qū)域不斷擴(kuò)大，在利用自然與改造自然的活動(dòng)中，遇到的滑坡問題越來越多，滑坡災(zāi)害的影響范圍和程度日趨擴(kuò)大，滑坡災(zāi)害及防護(hù)工程的分析研究也日趨引起世人的關(guān)注。世界是這樣，不言而喻中國也不例外。特別是目前我國正處經(jīng)濟(jì)建設(shè)高速

11、發(fā)展的時(shí)期，滑坡給水力、鐵路、公路、礦山建設(shè)帶來巨大損失。1989年1月10日在中國云南漫灣水電站大壩壩扇開挖過程中發(fā)生的滑坡，不僅耗資近億元進(jìn)行治理，而且使這個(gè)150萬KW的水電站推遲發(fā)電近一年，給云南省的經(jīng)濟(jì)建設(shè)安排帶來了困難。1981年雨季寶成鐵路共發(fā)生滑坡289處，中斷行車2個(gè)月，搶建費(fèi)用達(dá)2.56億元，撫順西露天礦自1914年投產(chǎn)以來，為保持邊坡穩(wěn)定，共剝離巖石1億立方米，2001年5月4日，重慶武隆縣發(fā)生滑坡，將一棟九層住宅樓摧毀，當(dāng)場死亡69人。在公路方面，長期以來，路基邊坡的治理一直是高速公路建設(shè)中的薄弱環(huán)節(jié)。在20世紀(jì)80年代中期以前，我國主要以低等級公路建設(shè)為主，由于交通量

12、小，線路選擇時(shí)線路深挖高填較少，加之投資不大，因而邊坡治理工程不作為公路建設(shè)的主體工程，甚至在工程中對邊坡的治理研究往往被忽視。但是，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路交通事業(yè)日異月新，等級越來越高高填深挖已經(jīng)不可避免。復(fù)雜地形條件下修建高等級公路的情況日益增多，如清連一級公路、坪乳線二級公路都是在粵北山區(qū)復(fù)雜地形條件下興建的。京珠高速公路粵境小塘至甘塘段也經(jīng)過復(fù)雜的地質(zhì)地形，高大邊坡的數(shù)量增多，規(guī)模擴(kuò)大，人工削坡、深切路基對邊坡的穩(wěn)定性的影響增強(qiáng)。國內(nèi)外已有很多公路邊坡失穩(wěn)的實(shí)例，如深汕高速公路K64+835K65+050段邊坡滑坡、坪乳線二級公路洋碰西滑坡、國道107線清新段滑坡等。由于公路邊坡

13、失穩(wěn)不僅影響行車安全，甚至掩埋公路、中斷交通，迫使放棄已成公路的使用，造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。由此可見，對滑坡進(jìn)行研究及防治具有重要意義。另外，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速增長和綜合國力的不斷增強(qiáng)，一系列大型工程已開始或即將開始建設(shè)，如三峽工程、長江和黃河上游擬建的一系列大型（巨）型水力工程、南水北調(diào)工程、青藏鐵路等等，其數(shù)量和復(fù)雜性是前所未有的。如果我們在這些工程中能引入和采用先進(jìn)的邊坡穩(wěn)定性研究思想和方法，其創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益是不可估量的，其意義也是深遠(yuǎn)的。綜上所述，可以足以看出我們進(jìn)行邊坡工作研究，無論是對國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)還是對人民的生命安全都是十分重要的。第二節(jié) 邊坡加固理論及穩(wěn)定性分析的現(xiàn)狀由于

14、我國是一個(gè)多山的國家，我國大部分的公路都是從山區(qū)穿過，再加上我國的地質(zhì)條件表較復(fù)雜，所以我國對于邊坡的工作研究起步也比較早?；仡欉吰鹿ぷ餮芯康臍v程，可以總結(jié)出國內(nèi)外的邊坡研究工作主要經(jīng)過了本節(jié)下面所要說明的幾個(gè)階段。一、 邊坡加固理論的現(xiàn)狀在土質(zhì)邊坡的加固理論方面所用到的主要有朗肯土壓力理論和庫侖土壓力理論兩種。朗肯土壓力理論是根據(jù)半空間的應(yīng)力狀態(tài)和土的極限平衡條件而得出的土壓力計(jì)算方法。由于其概念清楚，公式簡單，便于記憶，所以目前在工程中仍被廣泛應(yīng)用。庫侖土壓力理論是根據(jù)墻后所形成滑動(dòng)楔形靜力平衡條件建立的土壓力計(jì)算方法。由于它具有計(jì)算較簡便，能適用于各種復(fù)雜情況且計(jì)算結(jié)果比較接近實(shí)際等優(yōu)點(diǎn)

15、，因而至今仍得到廣泛的應(yīng)用。通過應(yīng)用上面的兩種土壓力的計(jì)算理論可以計(jì)算出邊坡各部分所受到的各種力，從而可以為邊坡的設(shè)計(jì)和加固做出可靠的依據(jù)。我國在邊坡的加固理論方面的研究主要經(jīng)過了以下三個(gè)階段：20世紀(jì)50年代，治理邊坡災(zāi)害常采用地表排水、削方減載、填土反壓、擋土墻等措施，但經(jīng)驗(yàn)證明，僅采用地表排水、削方減載、填土反壓使滑坡暫時(shí)處于穩(wěn)定狀態(tài)，隨著外界條件的改變，很多滑坡又復(fù)活啦。如1992年寶成鐵路水害，20處滑坡有一半是1956年及其后處理過的，屬于曾經(jīng)整治過但又采取排水、減載或抗滑擋土墻等措施，遇到持續(xù)降雨使滑坡地質(zhì)環(huán)境改變而復(fù)活，60年代末，成昆鐵路沙北車站滑坡整治中首次采用抗滑樁獲得成

16、功，以后成昆，寶成等鐵路建設(shè)中推廣應(yīng)用，鐵二院主持開展了全埋式抗滑樁實(shí)驗(yàn)研究工作，其科技成果獲得鐵道部科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。20世紀(jì)7080年代這一時(shí)期，人們重視支擋的作用，強(qiáng)調(diào)支擋，因?yàn)榭够瑯毒哂胁贾渺`活、施工簡單、對邊坡擾動(dòng)性小等特點(diǎn)，受到工程師的信賴，應(yīng)用普遍，逐步形成抗滑樁支擋為主、結(jié)合削方減載、地表排水的滑坡綜合治理技術(shù)。1982年寶成線水害搶險(xiǎn)，采用路基工程或路基工程與明洞相結(jié)合處理的滑坡共15處，其中14處采用抗滑樁處理。1961年鐵道部頒布標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范對滑坡處理強(qiáng)調(diào)排水，將地面水排去、疏干或排除地下水、清方減載與填土反壓、及抗滑擋土墻作為滑坡災(zāi)害防治主要技術(shù)推薦。20世紀(jì)90

17、年代以來，滑坡整治中貫徹一次根治、不留后患的原則，并充分認(rèn)識(shí)到滑坡的形成是多因素作用的結(jié)果，因此應(yīng)采用綜合治理。以南昆線、達(dá)成線治理情況來看，采用抗滑樁、結(jié)合地面排水整治的滑坡居多，與此同時(shí)，由于預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)理論研究和鑿巖機(jī)械突破性的發(fā)展，設(shè)計(jì)工程師們開始應(yīng)用預(yù)應(yīng)力錨索整治邊坡。對于大型邊坡，主張以排水為主、結(jié)合抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索支擋綜合整治。在國外，邊坡加固理論方面的研究相對我國來說起步較早，比較具有代表性的加固技術(shù)是錨桿錨索的應(yīng)用。由于錨桿錨索能體現(xiàn)出主動(dòng)支護(hù)的概念，因此得到了國外學(xué)者的廣泛的重視。 ArfredBusch于1912年發(fā)明了錨桿，并在美國的一個(gè)煤礦中成功地進(jìn)行了頂板的支護(hù)

18、。通過2030年的試驗(yàn)、改進(jìn)和發(fā)展，美國的錨桿技術(shù)取得了成功。20世紀(jì)50年代，錨桿支護(hù)技術(shù)在各國的工程中得到了大量的應(yīng)用。如今對此技術(shù)研究最為活躍的是美國和澳大利亞，錨桿支護(hù)率占煤巷支護(hù)的90%以上，英國1987年開始從澳大利亞引進(jìn)錨桿技術(shù)，到1994年其錨桿支護(hù)率也達(dá)到了80%。二、邊坡穩(wěn)定性分析所經(jīng)過的階段邊坡的穩(wěn)定性分析研究是從生產(chǎn)實(shí)踐中提出來的重要研究課題，我國發(fā)生的大量滑坡事件不但豐富了滑坡工程實(shí)踐的內(nèi)容，也推動(dòng)了滑坡或邊坡穩(wěn)定的研究工作。從50年代初期開始，在大量滑坡工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，對邊坡巖土體的穩(wěn)定性進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究，取得了一定的進(jìn)展?；仡櫸覈吰路€(wěn)定性研究工作的發(fā)展?fàn)顩r

19、，大致經(jīng)歷了如下四個(gè)階段：50年代特別是50年代初，我國的邊坡穩(wěn)定性研究工作尚處于建設(shè)隊(duì)伍的初步發(fā)展階段，研究工作的重點(diǎn)側(cè)重于滑坡歷史資料的分析及滑坡形態(tài)分類，探討不同類型的邊坡的穩(wěn)定性分析方法及相應(yīng)的變型破壞機(jī)制。在此期間，邊坡的穩(wěn)定性分析多借用土力學(xué)理論，而很少考慮巖體的結(jié)構(gòu)特性及巖體的地質(zhì)結(jié)構(gòu)面，特別是較弱結(jié)構(gòu)面對邊坡巖體穩(wěn)定性影響。自60年代開始，邊坡的穩(wěn)定性研究比較強(qiáng)調(diào)和重視邊坡的工程地質(zhì)，即邊坡的工程地質(zhì)條件及巖體結(jié)構(gòu)特性對邊坡巖體穩(wěn)定性影響研究。中國科學(xué)院地質(zhì)研究所工程地質(zhì)室提出的巖體結(jié)構(gòu)理論及相應(yīng)邊坡巖體穩(wěn)定性分析的巖體工程地質(zhì)力學(xué)方法，對邊坡穩(wěn)定性研究是一個(gè)具有創(chuàng)見性的發(fā)展。

20、該分析方法的本質(zhì)在于以巖體結(jié)構(gòu)理論為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)巖體中結(jié)構(gòu)面特別是軟弱結(jié)構(gòu)面對邊坡巖體變形及邊坡失穩(wěn)破壞的控制作用，運(yùn)用赤平投影及實(shí)體比例投影的作圖方法，確定邊坡潛在不穩(wěn)定塊體可能的幾何形態(tài)或滑移邊界，并用與現(xiàn)場滑坡條件相應(yīng)的滑面巖體強(qiáng)度指標(biāo)，定量分析、評價(jià)邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)。時(shí)至今日，這種分析方法在我國的邊坡工程設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性分析中已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用。70年代，我國邊坡穩(wěn)定性研究的發(fā)展主要在于不斷的豐富和完善巖體工程地質(zhì)力學(xué)的分析原理和方法。在此期間，邊坡工程的加固，現(xiàn)場原位巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)及巖體力學(xué)特性的研究，以及包括數(shù)值模擬及物理模擬在內(nèi)的研究邊坡穩(wěn)定性的各種技術(shù)得到較快的發(fā)展，且更加重視邊坡的變形破

21、壞機(jī)制的研究，在邊坡穩(wěn)定性分析及評價(jià)中強(qiáng)調(diào)進(jìn)行綜合分析評價(jià)研究。自80年代以來，我國的邊坡研究工作又進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)期，其主要特點(diǎn)是在我國大量滑坡工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上建立了我國巖質(zhì)邊坡變形破壞的典型地質(zhì)模型，并提出了以巖體板裂結(jié)構(gòu)理論為基礎(chǔ)的邊坡巖體潰屈破壞模型，強(qiáng)調(diào)了邊坡巖體變形的動(dòng)態(tài)監(jiān)測在邊坡穩(wěn)定分析與評價(jià)的作用。在此期間，比較重視滑坡滑面強(qiáng)度指標(biāo)的反分析，提出在評價(jià)邊坡工作狀態(tài)時(shí)應(yīng)建立并區(qū)別邊坡的穩(wěn)定評價(jià)與安全性這兩個(gè)既相互聯(lián)系，而又存在明顯區(qū)別的不同概念，強(qiáng)調(diào)在邊坡穩(wěn)定性評價(jià)與分析中應(yīng)該考慮巖體中初始地應(yīng)力場作用圖式及露天坑形狀對邊坡穩(wěn)定性的影響。我國是這樣，然而國外也在致力于研究邊坡的穩(wěn)

22、定性這方面的工作。通過總結(jié)最近幾十年的寶貴經(jīng)驗(yàn)，到目前，國內(nèi)外在邊坡的穩(wěn)定性研究方面基本上形成了一套完整的體系。三、邊坡穩(wěn)定性分析常用的幾種方法（一）物理模擬方法即模型試驗(yàn)法，按試驗(yàn)方法不同有塊體結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)，底面摩擦試驗(yàn)和離心模擬試驗(yàn)。塊體結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)主要用于研究在施工和荷載作用下邊坡巖土體的變形機(jī)制，常用于較重要的邊坡。底面摩擦試驗(yàn)的作用與前者相近，但費(fèi)用較少，簡單易行。離心模型試驗(yàn)的突出優(yōu)點(diǎn)是可真實(shí)反映原型結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，只是試驗(yàn)條件復(fù)雜，費(fèi)用高，使用還不普遍。（二）數(shù)學(xué)模擬方法邊坡穩(wěn)定分析的數(shù)學(xué)模擬方法經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，特別是近代計(jì)算機(jī)和數(shù)值分析方法的飛速發(fā)展給其帶來了質(zhì)的提高，較為嚴(yán)

23、格的理論和方法已在實(shí)際中得到應(yīng)用。一般說來，邊坡穩(wěn)定分析的數(shù)學(xué)模擬方法有以下四種：1極限平衡法。這種方法以摩爾一庫侖的抗剪強(qiáng)度理論為基礎(chǔ)，首先假定土體或巖體的滑裂面，將滑坡體劃分成若干垂直條塊，假定這些條塊為剛體，建立作用在這些垂直條塊上的力平衡方程式，求解安全系數(shù)，當(dāng)滑裂面為任意形狀時(shí)該問題通常是不靜定的，需要對條塊間的內(nèi)力做一些假定，從而也形成了各種各樣的分析方法，主要有：（1）瑞典圓弧滑動(dòng)法(Fellenius法)。滑裂面形狀:圓弧滑裂面;假定:不考慮土條兩側(cè)的作用力。一般求出的安全系數(shù)偏低10%-20%，這種誤差隨著滑裂面圓心和孔隙壓力的增大而增大。被譽(yù)為現(xiàn)今巖土工程界的一個(gè)里程碑，現(xiàn)

24、在仍被作為一種古典方法列入各國高校的土力學(xué)教材。（2）簡化畢肖普(Bishop)法?；衙嫘螤睿簣A弧滑裂面;假定:條間力的合力是水平的。一般需要通過迭代方法求得安全系數(shù)。在簡化Bishop方法中，滿足整體力矩平衡和垂直力矩平衡，如果破壞面可近似地看作圓弧，則該法是令人滿意的，被推薦為最常規(guī)的方法。簡化Bishop法和較精確的滿足全部平衡條件的方法所得到的安全系數(shù)相比較，誤差一般小于1%。（3）簡布 (Janbu)法。滑裂面形狀:任意形狀滑裂面;假定:條間內(nèi)力的位置(推力線)。一般需要迭代求得安全系數(shù)。對無粘性土，推力線應(yīng)選擇在三分點(diǎn)或靠近該點(diǎn)的地方;對于粘性土，在壓縮區(qū)(被動(dòng)條件)，推力線位置

25、應(yīng)當(dāng)高于下三分點(diǎn)，在膨脹區(qū)(主動(dòng)條件)，則應(yīng)低于下三分點(diǎn)。該法比較容易使用且無須像摩根斯坦普賴斯(Morgenstern-Price)法那樣要逐個(gè)判斷。（4）斯賓塞(Spencer)法?；衙嫘螤?任意形狀滑裂面;假定:條間力合力的方向相互平行。對整個(gè)滑動(dòng)土體來說，滿足力和力矩的平衡?？紤]每一條塊力和力矩的平衡，然后推導(dǎo)出兩個(gè)循環(huán)公式以確定兩個(gè)未知數(shù)F和6。該法所得的安全系數(shù)從工程角度來看己足夠精確。（5）摩根斯坦普賴斯(Morgrnstem-Price)法?；衙嫘螤?任意曲線形狀滑裂面;假定:兩相鄰?fù)翖l法向條間力和切向條間力之間存在一個(gè)對水平方向坐標(biāo)的函數(shù)關(guān)系。該方法土條滿足力和力矩平衡條

26、件。鑒于此假定，須對全部計(jì)算機(jī)求得的量進(jìn)行合理性檢驗(yàn)。若不合理須重新假定。中國水利水電科學(xué)研究院陳祖煌教授(1983)對邊坡穩(wěn)定分析的摩根斯坦普賴斯(Morgrnstem-Price)法進(jìn)行改進(jìn)，在其基礎(chǔ)上建立了具有普遍意義的土體力和力矩平衡方程，提出在極限平衡分析方法中引入的對土條側(cè)向作用力的假定必須滿足的限制條件，以保證滑動(dòng)土體端點(diǎn)的剪力成對的原理不被破壞。論證了關(guān)于受物理合理性條件限制的各種假定下計(jì)算得出的相應(yīng)的安全系數(shù)相差不大，并且用最優(yōu)化方法尋找具有最小安全系數(shù)的滑裂面。同時(shí)編制了土石壩邊坡穩(wěn)定設(shè)計(jì)專用程序STAB。該程序提供邊坡穩(wěn)定分析領(lǐng)域中傳統(tǒng)的各種分析方法的計(jì)算功能，并可以對圓

27、弧或任意形狀滑裂面搜索相應(yīng)于最小安全系數(shù)的臨界滑裂面，而且對任意形狀滑裂面納入了應(yīng)用隨機(jī)搜索方法求解極值的加強(qiáng)功能。（6）薩爾馬(Sarma)法?；衙嫘螤?任意形狀滑裂面;假定:沿條塊側(cè)面達(dá)到極限平衡。該法對滑坡體進(jìn)行斜條分，可以模擬斷層節(jié)理等不連續(xù)面，用于任何形狀滑坡。2有限單元法。1967年Clough和Woodward首先將該法用于土壩非線形分析。極限平衡法和極限分析法均將滑裂面以上巖土體作為剛體、不滿足變形協(xié)調(diào)條件，而有限單元法則將巖土體看成變形體、可以有效的模擬材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系還可以處理復(fù)雜的邊界條件以及材料的非均勻性和各向異性，對邊坡的應(yīng)力分布、塑性區(qū)范圍和位移等進(jìn)行有效的模擬

28、，彌補(bǔ)了極限平衡法的不足。此外，還可詳細(xì)了解加固處理措施如錨索、抗滑樁等的作用機(jī)理和局部應(yīng)力狀態(tài)等。該法是通過求得每一計(jì)算單元的應(yīng)力及變形，根據(jù)不同的強(qiáng)度指標(biāo)確定破壞區(qū)的位置及破壞范圍的擴(kuò)展情況，并設(shè)法將局部破壞與整體破壞聯(lián)系起來，求得合適的臨界滑裂面位置，再根據(jù)極限平衡分析推求整體安全系數(shù)。由于該類方法較好地慮到了土的非線性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，因此是一種很好的方法?，F(xiàn)階段邊坡工程界使用較多的有限元程序軟件有Flac3D，Ansys等，國內(nèi)已有許多人運(yùn)用這些軟件進(jìn)行邊坡的穩(wěn)定性分析計(jì)算。3離散單元法和塊體理論。Cundall(1970)提出的離散單元法應(yīng)用牛頓定律分析相鄰塊體之間的平移和轉(zhuǎn)動(dòng)，來模

29、擬邊坡塊體崩塌的全過程及模擬邊坡的時(shí)效變形等。離散單元法的一個(gè)突出的功能是它在反映巖塊之間接觸面的滑移、分離與傾翻大位移的同時(shí)，又能計(jì)算巖塊內(nèi)部的變形與應(yīng)力分布。因此，任何一種巖體材料的本構(gòu)模式都可以納到模型中。在巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析中，為了更好地反映節(jié)理巖體的不連續(xù)性，出現(xiàn)了一些將巖體看作完全分割的塊體鑲嵌系統(tǒng)的分析方法。Goodman和 Shi(1975)應(yīng)用拓?fù)鋵W(xué)原理分析了由于滑塊關(guān)鍵塊崩落導(dǎo)致整個(gè)巖體塌落的條件。4模糊數(shù)學(xué)、灰色理論等新方法。近20年來，滑坡研究特點(diǎn)已由過去的單個(gè)滑波現(xiàn)象的描述，分類治理，發(fā)展到現(xiàn)在以定性描述為基礎(chǔ)的定量預(yù)測預(yù)報(bào)研究。在各種邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算方法中都將其邊

30、界條件大大地進(jìn)行了簡化。計(jì)算中選用的各種參數(shù)被認(rèn)為是確定的或線性變化的。對復(fù)雜現(xiàn)象的簡單處理方法，在具體的工程實(shí)例中起到了一定的作用。然而，暴露出來的缺點(diǎn)也勿庸置疑。實(shí)際上，不僅邊坡中的各種計(jì)算參數(shù)是不確定的，而且邊坡系統(tǒng)本身就是一個(gè)不平衡、不穩(wěn)定、充滿不確定性的復(fù)雜系統(tǒng)，其與外界環(huán)境有著不斷的物質(zhì)、能量、信息的交換，具有類似于天氣預(yù)報(bào)的不可長期確定性預(yù)報(bào)性和短期統(tǒng)計(jì)失效的復(fù)雜特點(diǎn)。由此產(chǎn)生了對邊坡穩(wěn)定分析評判的新思路、新理論，包括混沌理論、分形理論、灰色系統(tǒng)、數(shù)學(xué)模糊理論、突變理論等。第三節(jié) 本課題的有關(guān)內(nèi)容本課題總共分為四章：第一章為緒論內(nèi)容，在本章主要介紹了邊坡研究工作的目的、意義及重要

31、性。另外還有邊坡穩(wěn)定性分析及加固理論的研究歷程以及所涉及到的理論知識(shí)，最后介紹了與本課題有關(guān)的一些基本知識(shí);第二章為邊坡的加固理論方面的知識(shí)，該章主要介紹了傳統(tǒng)土質(zhì)邊坡加固的方法、原理及施工方法，對在邊坡加固新方法也稍微介紹了一下，還有在邊坡加固設(shè)計(jì)中需要注意的一些問題。第三章為影響邊坡穩(wěn)定性的幾種因素，該章主要介紹了影響邊坡穩(wěn)定的因素主要分為內(nèi)在因素和外在因素兩種，以及它們對邊坡的影響程度；第四章為土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性分析及案例在這一章中主要介紹了直線滑面的土坡穩(wěn)定性分析和圓弧滑面的條分法分析，在圓弧滑面的條分法分析中主要介紹了瑞典圓弧滑面法的分析方法及理論知識(shí)，最后引用了一個(gè)案例來說明了一下該

32、種方法。第二章 土質(zhì)邊坡的加固理論第一節(jié) 邊坡加固所遵循的原則邊坡加固效果的好壞，在很大程度上取決于所選取的加固理論的優(yōu)劣。根據(jù)場地工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、環(huán)境條件、保證穩(wěn)定的前提下，設(shè)計(jì)最經(jīng)濟(jì)、合理的方案，主要取決于所選用的加固理論，選擇合適的理論知識(shí)就能做到安全可靠，施工順利，縮短工期，帶來客觀的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。邊坡設(shè)計(jì)要解決的根本問題是在邊坡的穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)之間選擇一種合理的平衡，力求以最經(jīng)濟(jì)的途徑使服務(wù)于工程建筑物的邊坡滿足穩(wěn)定性和可靠性的要求。邊坡工程的可靠性是指邊坡及其支護(hù)結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，保持自身整體穩(wěn)定的能力，它是邊坡安全性、適用性和耐久性的總稱。.（1）安全性。邊坡

33、及其支護(hù)結(jié)構(gòu)在正常施工和正常使用時(shí)能承受可能出現(xiàn)的各種荷載作用，以及在偶然時(shí)間發(fā)生時(shí)及發(fā)生后應(yīng)能保持必須的整體穩(wěn)定性。（2）適用性。邊坡及其支護(hù)結(jié)構(gòu)在正常時(shí)能滿足預(yù)定的使用要求，如作為建筑物環(huán)境的邊坡能保證主體建筑物的正常使用。.（3）耐久性。邊坡及其支護(hù)結(jié)構(gòu)在正常維護(hù)下，隨著時(shí)間的變化，仍能保持自身整體穩(wěn)定，同時(shí)不會(huì)因邊坡的變形而影響主體建筑物的正常使用。第二節(jié) 擋土墻加固擋土墻是用來支承路基填土或山坡土體，防止填土或土體變形失穩(wěn)的一種構(gòu)造物。建筑物兩側(cè)土的高度不同時(shí)，較高的一側(cè)土?xí)Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生水平推力。為保持建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，需要設(shè)置擋土墻。在公路工程中，擋土墻可用以支撐路堤或路塹邊坡、隧道洞

34、口、防止水流沖刷路基，同時(shí)也常用于處理路基邊坡滑坡崩坍等路基病害。尤其在山區(qū)公路中擋土墻的運(yùn)用更為廣泛。一、 擋土墻的布置擋土墻的布置應(yīng)根據(jù)路基橫斷面圖、縱斷面圖及墻趾縱斷面圖，并考慮地形、地質(zhì)與水文地質(zhì)情況、材料供應(yīng)及施工技術(shù)水平等條件，選擇和確定擋土墻類型、位置和長度。（一）擋土墻的位置 路塹擋土墻大多數(shù)設(shè)在邊溝旁，山坡?lián)跬翂?yīng)考慮設(shè)在基礎(chǔ)可靠處；路基墻應(yīng)保證路基寬度布設(shè)；路堤墻應(yīng)與路肩墻進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，以確定墻的合理位置；沿河擋土墻要結(jié)合河流的水文地質(zhì)情況及河道工程來布置，注意設(shè)墻后仍保持水流順暢。（二）縱向布置擋土墻縱向布置應(yīng)在墻趾縱斷面圖上進(jìn)行，布置并繪制擋土墻正面圖。如圖2.1所

35、示，布置的內(nèi)容為：1確定擋土墻的起點(diǎn)樁號(hào)和墻長，選擇擋土墻與路基或其他結(jié)構(gòu)物的連接方式；2按地基和地形情況進(jìn)行分段，確定沉降縫和伸縮縫的位置；3布置好各段擋土墻的基礎(chǔ)，擋土墻的基礎(chǔ)底宜做成不大于5%的縱坡:若大于5%時(shí)，應(yīng)做成臺(tái)階狀。但地基為巖石時(shí)，縱坡是不大于5%,為減少開挖，可在縱向做成臺(tái)階，臺(tái)階的尺寸隨地形變動(dòng)，但起高度比不宜大于1：2；4確定泄水孔和護(hù)攔的位置，包括數(shù)量、間隔和尺寸等。圖2.1 擋土墻正面圖（三）橫向布置 繪制起點(diǎn)、墻高最大處、墻身斷面和基礎(chǔ)形式變異處以及其他有關(guān)樁號(hào)的擋土墻橫斷面圖。圖上應(yīng)按計(jì)算結(jié)果布置墻身斷面，確定基礎(chǔ)形式和埋置深度，布置排水設(shè)備等。（四）平面布置在

36、平面圖上，應(yīng)標(biāo)示出擋土墻與路線的平面位置、地貌和地物(特別是與擋土墻有干擾的建筑物)等情況。.此外，還應(yīng)附有說明：1采用標(biāo)準(zhǔn)圖的編號(hào)；2選用擋土墻設(shè)計(jì)參數(shù)的依據(jù)；3所需的工程材料數(shù)量；4其他有關(guān)材料及施工的要求和注意事項(xiàng)等；二、 擋土墻的類型及適用范圍擋土墻的種類繁多，按結(jié)構(gòu)型式可分為重力式、衡重式、懸臂式、扶壁式、加筋土式和錨定板式等幾種。（一）重力式擋土墻重力式擋土墻靠本身的重量保持自身的穩(wěn)定，這種擋土墻通常是由磚、塊石或素混凝土修筑而成，因而墻體抗彎能力較差，同時(shí)土壓力對擋土墻所引起的傾覆力矩和推力要靠墻身自重產(chǎn)生的反傾覆力矩和發(fā)生在基底的抗滑力來平衡，因此，墻身的斷面比較大，這對于擋土

37、墻的穩(wěn)定性和強(qiáng)度可以起到保證作用。重力式擋土墻按墻背的仰斜情況分為仰斜、垂直和俯斜三種。從受力情況分析，仰斜墻的主動(dòng)土壓力最小，而俯斜墻的主動(dòng)土壓力最大。從挖方、填方角度來看，如邊坡為挖方，以墻背仰斜較合理，因?yàn)檠鲂钡膲Ρ晨梢院烷_挖的臨時(shí)邊坡緊密貼合;若邊坡為填方，則以墻背俯斜或垂直較合理，因?yàn)檠鲂眽Ρ程钔恋暮粚?shí)工作比較困難。另外，當(dāng)墻前地形平坦，用仰斜較好;若地形較陡，則用垂直墻背為佳。綜合以上所述，應(yīng)優(yōu)先采用仰斜墻，其次采用垂直墻，而俯斜墻為最差。該擋土墻的特點(diǎn)是：取材容易，形式簡單，施工簡便，適用范圍廣泛。多采用漿砌片(塊)石，墻高較低(6m)時(shí)也可用干砌，在缺乏石料地區(qū)可用混凝土澆筑。

38、其斷面尺寸較大，墻身較重，對地基承載力的要求較高。（二）衡重式擋土墻為減小作用在擋土墻背上的主動(dòng)土壓力，除采用上述仰斜墻外，還可以選擇衡重式擋土墻，該墻上下墻背間有衡重臺(tái)，利用衡重臺(tái)上填土重力和墻身自重共同維持其穩(wěn)定。其墻背有利于減小主動(dòng)土壓力，增大抗傾覆能力，故應(yīng)用甚多。此外還可采用減壓平臺(tái)，平臺(tái)以下部分墻背所受的土壓力僅與臺(tái)下填土的重量有關(guān)。減壓平臺(tái)一般設(shè)在墻背中部附近，并向后伸出，以伸到滑動(dòng)面附近為佳。若擋土墻的抗滑穩(wěn)定性不能滿足設(shè)計(jì)要求，可將基底做成逆坡(稱為逆坡底);為了使基底壓力減小，可加墻趾臺(tái)階，這樣也有利于墻的傾覆穩(wěn)定。衡重式擋土墻的特點(diǎn)是：其斷面尺寸較重力式小，且因墻面陡直、

39、下墻墻背仰斜，可降低墻高和減少基礎(chǔ)開挖量，但地基承載力要求較高。多用在地面橫坡陡峻的路肩墻，也可作路堤墻或路塹墻。由于衡重臺(tái)以上有較大的容納空間，上墻墻背加緩沖墻后，可作為攔截崩墜石之用。（三）懸臂式擋土墻懸臂式擋土墻用鋼筋混凝土建造而成。懸臂式擋土墻由三個(gè)懸臂板組成，即立壁、墻趾懸臂和墻踵懸臂。墻的穩(wěn)定主要依靠墻踵懸臂以上的土重，而墻體內(nèi)所產(chǎn)生的拉應(yīng)力則由鋼筋承擔(dān)。因此，這類擋土墻的優(yōu)點(diǎn)是能充分利用鋼筋混凝土的受力性能，墻體的截面尺寸較小，可以承受較大的土壓力，適用于重要工程中墻高H5m，地基土質(zhì)較差，同時(shí)當(dāng)?shù)赜秩狈κ系惹闆r。在市政工程和廠礦貯庫中廣泛應(yīng)用這種型式的擋土墻。懸臂式擋土墻的特

40、點(diǎn)是：與重力式擋土墻相比，其墻身較薄，斷面尺寸較小，結(jié)構(gòu)輕巧。但墻較高時(shí)，立壁下部的彎矩大，鋼筋與混凝土的用量大，經(jīng)濟(jì)性差。該墻多用做墻高H6m的路肩墻，適用于缺乏石料和地基承載力較低的地區(qū)。（四）扶臂式擋土墻當(dāng)墻高H8m時(shí)，墻后填土比較高，若采用懸臂式擋土墻會(huì)導(dǎo)致墻身過厚而不經(jīng)濟(jì)，通常沿墻的長度方向每隔(1 /3-1/2)H(H為墻高)做一道扶壁以保持擋土墻的整體性，增強(qiáng)懸臂式擋土墻中立壁的抗彎性能。這種擋土墻稱為扶壁式擋土墻，其中的扶壁可以做在外側(cè)，也可以做在內(nèi)側(cè)。扶壁式擋土墻適用于缺乏石料的地區(qū)和地基承載力較低的地段，以及墻較高(6m)的情況。比懸臂式擋土墻更經(jīng)濟(jì)。（五）加筋土擋土墻加筋

41、土擋土墻由墻面板、拉筋和填土三部分組成，土與拉筋之間的摩擦改善了土的物理力學(xué)性質(zhì)，使土與拉筋結(jié)合成一個(gè)整體。在垂直于墻面的方向，按一定間隔和高度水平地放置拉筋材料，然后填土壓實(shí)，通過拉筋與填土見的摩擦作用，把土的側(cè)壓力傳給拉筋，從而穩(wěn)定土體。拉筋材料通常采用鍍鋅薄鋼帶、鋁合金、增強(qiáng)材料及合成纖維等.墻面一般是用混凝土預(yù)制，也可來用半圓形鋁板。加筋土擋土墻屬柔性結(jié)構(gòu)，可以做成很高的垂直填土，從而可以減少占地面積；此外，可以在工廠制造面板、加筋條，在現(xiàn)場用機(jī)械分層填筑，故而施工方便又造型美觀;并且可以地基輕微的變形，因而可用于較軟地基上。同時(shí)，加筋土擋土墻又是重力式結(jié)構(gòu)，可承受荷載的沖擊、振動(dòng)作用

42、，抗展性好。適用于缺乏石料的地區(qū)和大填方工程。（六）錨定板檔土墻錨定板擋土墻是一種適用于填方的輕型支擋結(jié)構(gòu)，在立交橋臺(tái)、港口護(hù)岸、邊坡支擋、坡腳防護(hù)等多種工程中廣泛應(yīng)用。錨定板擋土墻是由墻面、拉桿、錨定板以及充填墻面與錨定板之間的填土所組成的一個(gè)整體。錨定板埋置于墻后的穩(wěn)定土層內(nèi)，利用錨定板產(chǎn)生的抗拔力抵抗側(cè)向土壓力，維持擋土墻的穩(wěn)定。錨定板擋土墻的特點(diǎn)是：基底應(yīng)力小，污工數(shù)量少，不受地基承載力的限制，構(gòu)件輕簡，可預(yù)制拼裝、機(jī)械化施工。適用于缺乏石料的路堤墻和路肩墻，墻高時(shí)可分級修建2。第三節(jié) 抗滑樁加固一、 抗滑樁的概況抗滑樁是承受側(cè)向荷載用以整治滑坡的支撐建筑物，它穿過滑體在滑床的一定深度

43、處錨固，抵抗滑坡推力的作用(如圖2.2所示)?？够瑯冻糜诜€(wěn)定滑坡外，還可用于路基邊坡加固，阻止填方沿基底滑動(dòng)，加固已成建筑物，如擋土墻及隧道防止開裂擴(kuò)大等。圖2.2 抗滑樁工作原理示意圖抗滑樁作為治理滑坡(側(cè)向受力為主)的抗滑措施，從已收集的資料來看:在國外始于20世紀(jì)30年代初(1931年11月12日，美國工程新聞雜志滑坡和樁的作用)，美、蘇、日、英、德、意、波蘭等國使用較早;在國內(nèi)20世紀(jì)50年代初開始使用。在60年代中至70年代末近10年的時(shí)間里，滑坡治理中，并取得了良好的結(jié)果。1967年開始相繼在成昆線沙北拉普、嘎立、甘洛2#等滑坡首次成功地采用大截面挖孔抗滑樁治理，實(shí)現(xiàn)了挖孔抗滑樁

44、新型支擋結(jié)構(gòu)，為滑坡整治增添了一種切實(shí)可行的新手段。二、 抗滑樁的類型1.按樁與樁周介質(zhì)的相對剛度分剛性樁、彈性樁。2按樁頂固定程度分樁頭固定(樁頂用鋼筋混凝土臺(tái)板或梁聯(lián)結(jié))、樁頭自由。3.按樁身埋置情況分全埋式(包括撣樁)、半埋式(懸臂)。4.按平面布置形式分密排和相互間隔的單排及多排。5.按斷面形式分圓形、矩形、方形樁及管樁。6.按樁材料分木樁、鋼筋(軌)混凝土樁、鋼筋混凝土管樁、鋼管及鋼管中加H型鋼樁、鋼軌及鋼板樁。7.按施工方法分沉井樁、鉆孔插入或打入樁、挖孔樁。8.按受力條件分一般抗滑樁、椅式樁墻、門型剛架樁、排架式抗滑樁（如圖2.3所示）、h型排架抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁。a.椅式

45、 b.門式 c.排架式圖2.3 抗滑樁排樁形式三、抗滑樁的布置抗滑樁的平面布置指的是樁的平面位置和樁間距。一般根據(jù)邊坡的地層性質(zhì)、推力大小、滑動(dòng)面以上的厚度、施工條件、樁型和樁截面大小以及可能的錨固深度以及錨固段的地質(zhì)條件等因素綜合考慮決定。對一般邊坡工程，根據(jù)主體工程的布置和使用要求而確定樁的位置。1.抗滑樁的平面位置對滑坡治理工程，抗滑樁原則上布置在滑體的下部，即在滑動(dòng)面平緩、滑體厚度較小、錨固段地質(zhì)條件較好的地方，同時(shí)也要考慮到施工的方便。對地質(zhì)條件簡單的中小型滑坡，一般在滑體前緣布設(shè)一排抗滑樁，樁排方向應(yīng)與滑體垂直或接近垂直。對于軸向很長的多級滑動(dòng)或推力很大的滑坡，可考慮將抗滑樁布置成

46、兩排或多排，進(jìn)行分級處治，分級承擔(dān)滑坡推力;也可考慮在抗滑地帶集中布置2-3排、平面上呈品字形或梅花形的抗滑樁或抗滑排架。對滑坡推力特別大的滑坡，可考慮采用抗滑排架或群樁承臺(tái)。對于軸向很長的具有復(fù)合滑動(dòng)面的滑體，應(yīng)根據(jù)滑面情況和坡面情況分段設(shè)立抗滑樁，或抗滑樁與其他抗滑結(jié)構(gòu)組合布置方案。2.抗滑樁的間距 合適的樁間距應(yīng)該使樁間滑體具有足夠的穩(wěn)定性，在下滑力作用下不至于從樁間擠出?？砂丛谀苄纬赏凉暗臈l件下，兩樁間土體與兩側(cè)被樁所阻止滑動(dòng)的土體的摩阻力不小于樁所承受的滑坡推力來估計(jì)。一般采用的間距為6-10m。當(dāng)樁間采用了結(jié)構(gòu)連接來阻止樁間楔形土體的擠出，則樁間距完全決定于抗滑樁的抗滑力和樁間滑體

47、的下滑力。當(dāng)抗滑樁集中布置成2-3排排樁或排架時(shí)，排間距可采用樁截面寬度的2-3倍。3.樁的錨固深度樁埋入滑面以下穩(wěn)定地層內(nèi)的適宜錨固深度，與該地層的強(qiáng)度、樁所承受的滑坡推力、樁的相對剛度以及樁前滑面以上滑體對樁的反力等因素有關(guān)。原則上由樁的錨固段傳遞到滑面以下地層的側(cè)向壓應(yīng)力不得大于該地層的容許側(cè)向抗壓強(qiáng)度、樁基底的壓應(yīng)力不得大于地基的容許承載力來確定。 錨固深度是抗滑樁發(fā)揮抵抗滑體推力的賴以生存的前提和條件，錨固深度不足，抗滑樁不足以抵抗滑體推力，容易引起樁的失效。但錨固過深則又造成工程浪費(fèi)，并增加了施工難度。一般可采取縮小樁的間距，減小每根樁所承受的滑坡推力，或增加樁的相對剛度等措施來適

48、當(dāng)減少錨固深度。三、 抗滑樁的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍工程實(shí)踐表明，抗滑樁能迅速、安全、經(jīng)濟(jì)地解決一些比較困難的工程，因此發(fā)展較快.它的優(yōu)點(diǎn)有：1.抗滑能力強(qiáng)，污工數(shù)量小，在滑坡推力大、滑動(dòng)面深的情況下，較其他抗滑工程經(jīng)濟(jì)、有效。2.樁位靈活，可以設(shè)在滑坡體中最有利于抗滑的部位;單獨(dú)使用，也能與其他的建筑物配合使用。分排設(shè)置時(shí)，可將巨大的滑坡體切割成若干分散的單元體，對滑坡起到分而治之的功效。3.挖孔抗滑樁可以根據(jù)彎矩沿樁長變化合理布設(shè)鋼筋。因此較打入的管樁等要經(jīng)濟(jì)。4.施工方便，設(shè)備簡單，具有工程進(jìn)度快、施工質(zhì)量好、比較安全等優(yōu)點(diǎn)。施工可間隔開挖，不至引起滑坡條件的惡化，因此對整治已通車路線上的滑坡

49、和處在緩慢滑坡階段的滑坡特別有利。 5.開挖樁孔能校核地質(zhì)情況，檢驗(yàn)和修改原有的設(shè)計(jì)，使其更符合實(shí)際。不足之處是與一般可就地取材的抗滑工程相比，用鋼材和水泥較多?？够瑯哆m用于除流塑性滑坡以外的各種類型滑坡，是目前廣泛使用的治理滑坡的有效措施。對于淺層滑坡或路基邊坡滑坡，可用混凝土樁或混凝土鉆孔樁，使滑體穩(wěn)定。對于巖層整體性強(qiáng)、滑動(dòng)面明確的淺層或中厚滑坡，當(dāng)修建抗滑擋土墻污工量大，或因開挖坡腳易引起滑動(dòng)時(shí)，可在滑坡前緣設(shè)置混凝土或鋼筋混凝土鉆孔樁。對于推力較大的大型滑坡，可采用大截面的挖孔樁，采用分排間隔設(shè)樁或與輕型抗滑擋土墻結(jié)合的形式，以分散滑坡推力，減小每級抗滑建筑物的污工體積。第四節(jié) 土釘

50、支護(hù)一、土釘?shù)母攀鐾玲斨ёo(hù)技術(shù)是近二十多年來發(fā)展起來的一種新型技術(shù)，可適用于作擋土結(jié)構(gòu)及不穩(wěn)定邊坡的支護(hù)結(jié)構(gòu)等，在建筑、交通、水利、地礦等行業(yè)具有無可估量的應(yīng)用價(jià)值.由于土釘結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)、可靠而且施工快速簡便，已經(jīng)在法國、德國、美國、日本等許多國家得到迅速的發(fā)展和應(yīng)用?！巴玲敗?Soil nailing，源自法文Clouage De Sol)就是置于現(xiàn)場原位土體中以較密間距排列的細(xì)長桿件，如鋼筋、鋼管、角鋼或其他材質(zhì)的型材等。通常還在土釘與周圍土體之間注入水泥砂漿或水泥凈漿漿體而構(gòu)成“注漿釘”，以實(shí)現(xiàn)土釘與周圍土體的良好粘結(jié)。原位土體中置入土釘體，是為了土釘體良好的抗拉、抗剪及抗彎性能來彌補(bǔ)原位土

51、體這方面強(qiáng)度的不足，實(shí)現(xiàn)土釘體與土體的共同工作效應(yīng)，充分利用原位土體的強(qiáng)度構(gòu)造一種比較理想的抗力結(jié)構(gòu)。土釘結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是土釘沿釘體全長與周圍土體依靠粘結(jié)力或摩擦力結(jié)合，土釘以群體起作用，與周圍土體形成三維組合結(jié)構(gòu)，在土體發(fā)生變形的情況下，通過與土體接觸面上的粘結(jié)力或摩擦力，使土釘體被動(dòng)受拉，來約束土體的繼續(xù)變形，達(dá)到穩(wěn)定、加固土體的目的。另一方面，密布于土體中的土釘起到了空間骨架的作用，配合以噴射混凝土面板，土-土釘-面板相互作用、共同工作而成為一個(gè)整體，使加固后的土體整體剛度大大提高，變形性能也得以改善，成為一種性能良好的主動(dòng)支護(hù)結(jié)構(gòu)體系。典型的土釘支護(hù)體系(如圖2.4所示)包括三個(gè)部分:被加

52、固的原位土體、置于土體中的土釘以及開挖坡面上的噴射混凝土面層?，F(xiàn)場土體經(jīng)過土釘?shù)木偷貙?shí)施加固并與噴射混凝土面層相結(jié)合，形成一種類似于重力式擋土墻的復(fù)合加固土帶，具有較高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，能夠抵抗土釘結(jié)構(gòu)背后非加固區(qū)的側(cè)壓力及其它類型的荷載。 土釘支護(hù)作為用于土體開挖和邊坡穩(wěn)定的一種新的擋土技術(shù)，由于經(jīng)濟(jì)可靠且施工快速簡便，已在我國的公路工程建設(shè)中得到迅速推廣和應(yīng)用。圖2.4 土釘支護(hù)簡圖二、 土釘支護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍1.土釘?shù)闹饕獌?yōu)點(diǎn)為：（1）用料少、工程量小、施工快；（2）施工設(shè)備輕便、操作方法簡單、施工時(shí)對環(huán)境干擾??；（3）對場地土層適應(yīng)性強(qiáng)；（4）結(jié)構(gòu)輕巧、柔性大、有非常好的抗展性能；（

53、5）隨基坑開挖逐層分段作業(yè)，不占或少占單獨(dú)作業(yè)時(shí)間，施工效率高，開挖完成時(shí)土釘墻就能建好(這一點(diǎn)對膨脹土邊坡尤為重要)；（6）施工不需單獨(dú)占用場地，對于施工場地狹小的工程，該項(xiàng)技術(shù)特別有用；（7）安全可靠，土釘數(shù)量眾多，并作為群體而起作用，個(gè)別土釘出現(xiàn)問題或失效，對整體影響不大，隨時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場開挖出現(xiàn)的土質(zhì)情況和現(xiàn)場監(jiān)測的土體變形數(shù)據(jù)修改土釘?shù)拈g距和長度，萬一出現(xiàn)不利情況也能及時(shí)采取加固措施，避免出現(xiàn)大事故；（8）經(jīng)濟(jì)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，土釘支護(hù)比一般的拉錨支護(hù)可節(jié)約總造價(jià)的10%-30%(美國工程表明，采用此項(xiàng)技術(shù)可節(jié)約30%的造價(jià)，在我國可節(jié)約20%左右)。2.土釘?shù)娜秉c(diǎn)主要有：（1） 施工時(shí)會(huì)對

54、地下管道等設(shè)施產(chǎn)生干擾；（2）對于軟土、無粘結(jié)松散砂土以及地下水豐富的情況，土釘支護(hù)有一定的難度；（3）在軟土中設(shè)置土釘造價(jià)高，國外經(jīng)驗(yàn)表明要高于連續(xù)墻；（4）土釘支護(hù)作為永久性結(jié)構(gòu)時(shí)，需專門考慮銹蝕等耐久性問題。3.土釘支護(hù)的應(yīng)用范圍土釘支護(hù)的應(yīng)用范圍很廣，主要有：（1）土體開挖時(shí)的臨時(shí)支護(hù)，如:高層建筑深基坑開挖、地下結(jié)構(gòu)施工土方開挖，土坡開挖等；（2）永久性擋土結(jié)構(gòu)。這類工程一般與施工開挖時(shí)的臨時(shí)支護(hù)相結(jié)合，如:隧道洞門端部和兩側(cè)擋墻、路塹及路堤土坡?lián)鯄Α蚺_(tái)擋墻等；（3）現(xiàn)有擋土結(jié)構(gòu)和支護(hù)的修理、改建和搶險(xiǎn)加固，如各類擋土墻的維修和加固以及各類基坑支護(hù)發(fā)生失穩(wěn)或變形過大時(shí)的搶險(xiǎn)加固等；

55、（4）邊坡穩(wěn)定，即用于加固可能失穩(wěn)的土堤或土坡。適用土釘支護(hù)的土體包括:地下水位以上或經(jīng)過降排水措施后的素填土、普通粘性土，有一定毛細(xì)水粘聚力的中細(xì)砂土(含水量不小于5%-6%)，有一定天然膠結(jié)能力的砂土和礫石土，具有天然粘聚力的粉土及低塑性土，以及風(fēng)化巖層等。Mitchell (1990)認(rèn)為，土釘在標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)小于10或相對密度小于30%的砂性土邊坡內(nèi)使用是不經(jīng)濟(jì)的。在不均勻系數(shù)2的級配均勻的砂土中使用同樣是不理想的。土釘通常不用于不排水剪強(qiáng)度小于48kPa的軟粘土和塑性指數(shù)高于20%的高塑性上，因?yàn)橥玲敳⒉荒苡行У刂浦惯吰碌娜渥?。第五?jié) 巖土錨固一、 巖土錨固的基本原理巖層和土體的錨固是

56、一種把錨桿埋入地層進(jìn)行預(yù)加應(yīng)力的技術(shù)。錨桿插入預(yù)先鉆鑿的孔眼并固定于底端，固定后，通常對其施加預(yù)應(yīng)力。錨桿外露于地面的一端用錨頭固定。一種情況是錨頭直接附著在結(jié)構(gòu)上，以滿足結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。另一種情況是通過梁板、格構(gòu)或其他部件將錨頭施加的應(yīng)力傳遞于更為寬廣的巖土體表面。巖土錨固的基本原理就是依靠錨桿地層的抗剪強(qiáng)度來傳遞結(jié)構(gòu)物的拉力或保持地層開挖面自身的穩(wěn)定。巖土錨固的主要功能是：（1）提供作用于結(jié)構(gòu)物上以承受外荷載的抗力，其方向朝著錨桿于巖土體相接觸的點(diǎn)。（2）使被錨固地層產(chǎn)生壓應(yīng)力，或?qū)Ρ煌ㄟ^的地層起加筋作用(非預(yù)應(yīng)力錨桿)。（3）加固并增加地層強(qiáng)度，也相應(yīng)地改善了地層的其他力學(xué)性能。（4）當(dāng)錨

57、桿通過被錨固結(jié)構(gòu)時(shí)，能使結(jié)構(gòu)本身產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。（5）通過錨桿，使結(jié)構(gòu)與巖石連鎖在一起，形成一種共同工作的復(fù)合結(jié)構(gòu)，使巖石能更有效地承受拉力和剪力。錨桿的這些功能是互相補(bǔ)充的。對某一特定的工程而言，也并非每一個(gè)功能都發(fā)揮作用。若采用非預(yù)應(yīng)力錨桿，則在巖土體中主要起簡單的加筋作用，而且只有當(dāng)巖土體表層松動(dòng)變位時(shí)，才會(huì)發(fā)揮其作用。這種錨固方式的效果遠(yuǎn)不及預(yù)應(yīng)力錨桿。效果最好與應(yīng)用最廣的錨固技術(shù)是通過錨固力能使結(jié)構(gòu)與巖層連鎖在一起的方法。根據(jù)靜力分析，可以容易地選擇錨固力的大小、方向及其荷載中心。由這些力組成的整個(gè)力系作用在結(jié)構(gòu)上，從而能最經(jīng)濟(jì)最有效地保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。采用這種應(yīng)用方式的錨固使結(jié)構(gòu)能抵抗轉(zhuǎn)動(dòng)傾倒、沿底腳的切向位移、沿下臥層臨界面上的剪切破壞及由上舉力所產(chǎn)生的豎向位移。二、 錨固技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍1.優(yōu)點(diǎn)采用錨固技術(shù)使邊坡巖土體形成一個(gè)復(fù)合整體，增加邊坡的穩(wěn)定性，并改善和提高滑動(dòng)面的抗滑性能;即使在不利的自然條件下，也能有效地保證行車安全，較之其它防護(hù)工程技術(shù)具有高效、穩(wěn)定的特點(diǎn):且整治完工后，不需花大量的人力、物力來養(yǎng)護(hù)維修，耐久性方面也能有效保證。在對高陡邊坡的整治中，錨固技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)更能有效地體現(xiàn)。在經(jīng)濟(jì)性能和有效縮短工期中有不可替代的作用，利用預(yù)應(yīng)力錨索加固高陡邊坡，與其它方