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1、边坡工程及其防护措施小结一 斜坡灾害 关于斜坡的变形和运动类型，美国人伐纳斯（Varnes)1978年曾提出崩塌、倾倒、滑坡、侧向扩展、流动等类型。我国早期也把他们统称为“塌方”、“塌方滑坡”、“塌方流泥”，铁路和公路部门称其为：“路基病害”。后来，随着研究的深入，逐渐把他们从变形机制和防治上加以区分。我们按照变形的深度（规模）、运动特征和物质类别将其分为坡面变形，边坡变形和坡体变形三类.斜坡块体运动的主要形式如下图所示:a.山崩（崩塌）；b.滑坡；c.错落；d.倾倒；e.坍塌；f.岩体深层蠕变二 滑坡的定义与类型 斜坡上的部分土体或岩体沿着一定的面或带整体向下滑移的现象。 滑坡按单一指标分类
2、:序 号分类指标类 型1按滑体物质组成土质滑坡岩质滑坡2按滑体受力状态牵引式（后退式）滑坡推动式滑坡3按滑坡发生时代古滑坡（全新世以前的）老滑坡（全新世以来发生，现未活动）新滑坡（正在活动）4按主滑面与层面的关系顺层滑坡切层滑坡5按滑坡的规模小型滑坡（10万立方米）中型滑坡（10万50万立方米）大型滑坡（50万100万立方米）特大型（巨型）滑坡（100万立方米）6按滑体含水状态一般滑坡塑性滑坡塑流性滑坡7 按滑体的厚度浅层滑坡（厚度H6M）中层滑坡(6MH20M)厚层滑坡(20MH50M)8按滑面出口的位置坡体滑坡坡基滑坡9按滑坡滑动速度缓慢滑坡间歇性滑坡 崩塌性滑坡高速滑坡 滑坡综合分类表:
3、按滑体物质按主滑动面成因按滑体厚度粘性土滑坡黄土滑坡堆积土滑坡堆填土滑坡岩石滑坡破碎岩石滑坡层面滑坡堆积面滑坡构造面滑坡同生面滑坡浅层滑坡中层滑坡厚层滑坡巨厚层滑坡 三 滑坡产生的条件和原因: 1. 地形地质条件 包括地层,岩性,坡体结构和滑带地层,地质构造和水文地质条件等 我国易滑动地层汇总表: 滑坡的类型岩土组合类型滑面特征分布地区土质滑坡堆积土滑坡崩积、坡积、洪积、冰碛 、残积极部分冲积物堆积层面、基岩顶面河谷缓坡地带黄土滑坡各种黄土，含钙质结核，古土壤和砂铄层同生面、不同黄土界面、基岩顶面黄河中、上游地区北方诸省粘性土滑坡裂隙粘土、灰色粘土、红土、下蜀土同生面、基岩顶面长江流域及以南地
4、区、山西地区堆填土滑坡各种人工堆弃、堆填土（石）同生面、老地面、不同堆填界面交通、水利、工矿场地半成岩地层滑坡昔格达组滑坡昔格达组粉砂岩、粘土岩顺层面、基岩顶面四川西南部共和组滑坡共和组粉砂岩、粘土岩顺层面、切层面青海省岩质滑坡砂、页、泥岩滑坡砂岩、页岩、泥岩互层地层顺层面、切层面各地区碳酸盐岩滑坡石灰岩、大理岩夹页岩、泥灰岩地层顺层面、切层面各地区煤系地层滑坡砂页岩夹煤层、碳酸盐岩夹煤层顺层面各地区变质岩类滑坡千枚岩、片岩、片麻岩、板岩等片理面、构造面、风化界面各地区火山岩类滑坡玄武岩、流纹岩、凝灰岩等构造面、层面、风化界面各地区混合岩类滑坡各种混合岩构造面破碎岩滑坡构造破碎岩构造面构造破碎
5、带 坡体的结构类型和滑坡的破坏模式: 序号坡体结构滑坡的破坏模式基本类型亚类型1类均质体结构1. 均质粘性土结构2. 均质黄土状土结构3. 强风化残积土结构4. 类均质堆填土结构旋转式滑动2近水平层状结构（a10度）1. 河湖相沉积层结构2. 黄土软岩层状结构3. 软、硬岩互层结构 4. 厚层硬岩下伏软岩结构顺层滑动切层滑动切层滑动挤出式滑动3顺倾层状滑坡（ a10度）1. 黄土顺倾层状结构2. 堆积土顺倾层状结构3. 岩层缓倾层状结构4. 岩层陡倾层状结构顺层滑动顺层滑动顺层滑动顺层切层滑动4反倾层状结构（ a10度）1. 缓倾层状结构2. 陡倾层状结构切层滑动倾倒切层滑动5碎裂状结构1.
6、碎块状结构2. 碎裂层状结构旋转滑动顺构造面滑动6块状结构1. 似层状结构2. 眼球状结构顺构造面滑动顺构造面滑动2 滑坡的作用因素: 滑坡是具有滑动条件的斜坡在多种因素综合作用下的结果，但对某一特定滑坡总有一或两个因素对滑坡的发生起控制作用，我们称它为主控因子，在滑坡防治中应着力找出主控因子及其作用的机制和变化幅度，并采取主要工程措施消除或控制其作用以稳定滑坡，对其他因素则采取一般性措施达到综合性治理的目的，如地下水作用引起者以地下截排水工程为主，因削弱坡体支撑力引起者则以恢复和加强支挡工程为主。作用于滑坡的因素可分为自然因素和人为因素，也可分为长期作用因素、短期作用因素和周期性作用因素，但
7、就其对形成滑坡的作用来说，一是改变坡体的应力状态，增大坡脚应力和滑带土的剪应力（即下滑力）的因素，如河流冲刷、开挖坡脚、坡上加载等改变坡形的因素；二是改变滑带土的性状减小抗滑阻力的因素，如地表水下渗、地下水位变化、水库水位升降 、灌溉水和生产生活用水下渗、潜蚀和溶蚀作用等降低滑带土强度的因素；三是既增加下滑力又减小抗滑力甚至造成滑带土结构破坏（如液化）的因素，如地震和爆破震动等。总之，其作用既有力学作用，还有物理化学作用，还有作用的时间过程，进行综合动态分析是必要的。四 滑坡防治的内容: 1. 滑坡的基本性质: 2 滑坡防治技术研究: 工程中常用的方法有: 预应力锚索的高边坡防护:对于山区高速
8、公路,路基工程挖方数量大,路堑边坡高,地质比较差的地段一般采用预应力锚索地梁,以确保路基高边坡稳定. 喷锚网技术的高边坡防护:喷锚网支护是靠锚杆,钢筋网和混凝土上层共同工作来提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度,减少岩土体的侧向变形,增强边坡的整体稳定性.主要适用于岩性较差,强度较低,易于风化的岩石边坡;或虽为坚硬岩层,但风化严重,节理发育,易受自然力影响,导致大面积碎落及局部小型崩塌,岩石的岩性边坡;或岩质边坡因爆破施工,造成大量超爆,破坏范围深入边坡内部,路堑边坡岩石破碎松散极易发生落石,崩塌的边坡防护. 岩石边坡的生态恢复技术喷混植生技术是当前工程创伤的岩石边坡生态修复的最新模式,是岩石边
9、坡工程防护与生态绿化并重的新技术,能使植物在短的时间内快速生长覆盖.该技术利用锚杆加铁丝网技术,运用特制喷混凝土机械将土壤,有机核心料,粘结剂,植物种子等混合干料加水后喷射到岩面上,形成近10cm厚度的具有大小孔隙的硬化体.喷混植生技术的主要特点为:1)适合地质条件恶劣的岩石坡面.2)具有较好的抗侵蚀性和抗水土流失性. 保障植被快速成型及生态稳定性以客土为主的喷混基层的厚度为10cm,能确保植物安全生长的极限需求.石质边坡上喷混植生后,60天能全面覆盖,一年灌草立体生态成型.护坡植物的生态稳定性方面的作用有:能拦截的雨水冲击,减少滴溅能量;通过吸收和蒸腾作用较低土体孔隙水压力;根系深扎交错能增
10、加土体内聚力,提高建植层土体的凝聚强度. 作柔性支护常见的为三维植被网,又成防侵蚀网,以热塑树脂为原料,结构分上下两层,上层为一个经双面拉伸的高弹性模量的基础层,强度足以防止植被网的变形,并能有效防止水土流失,下层是一层弹性的,规则的,凹凸不平的网包组成.另外,可以用刚绳网主动防护,即通过锚杆和支撑绳以固定方式将钢绳网盖在坡面上. 另外常用的边坡处理方法还有抹面与捶面,灌浆和勾缝,水泥土护坡,作护面墙,土钉墙等等措施. 抗滑挡土墙和抗滑桩 抗滑挡土墙与一般挡土墙的区别有以下几点：（1）不是承受一般土压力，而是滑坡推力，后者比前者大得多。（2）胸坡缓、重心低，胸坡10.41 1。（3）基础埋深大
11、，基岩中0.51.0m，土层中1.52.0m或更大，必须置于滑面以下稳定地层。（4）尽量利用墙背填土重量。（5）墙后纵向盲沟要求高。（6）墙体稳定性检算中除抗滑、抗倾覆和截面强度检算外，还应检算从墙底滑动和从墙顶滑出的可能以决定墙的埋深和墙高。（7）推力作用点位置一般不在三分之一墙高，而在二分之一或五分之二墙高处。（8）施工必须分段跳槽开挖，从两侧向中部推进，避免因挖基造成滑坡滑动。 1.全埋式桩；2.悬臂桩；3.锚索桩目前世界各国防治滑坡的工程措施如下:美国滑坡防治工程分类:类型绕避或消除滑体减少下滑力增加抗滑力主要方法与措施1.改移道路2.全部或部分清除不稳定体3.架桥跨越滑体1.改变线路
12、位置或坡度2.排除地表水3.排除地下水4.减重1.排除地下水2.扶壁和反压3.设置桩群4.设置锚秆5.化学处理6.电渗排水7.焙烧处理日本滑坡学会的滑坡防治工程分类:国际岩土学会滑坡防治措施简表:1. 改变斜坡的几何形态1.1 从滑坡的滑动区搬出物质（可用轻型材料代替）1.2 在滑坡抗滑区增加物质（反压护道或填土）1.3 减缓斜坡坡度2. 排水2.1 地表排水，把水排到滑坡区外（集水沟或管）2.2 充填渗水材料（粗卵砾石或土工合成纤维）的浅沟或深沟排水2.3 粗粒材料的支撑盲沟排水2.4 用泵抽水或自流排水的垂直孔群（小直径）排水2.5 重力排水的垂直井群（大直径）排水2.6 地下水平孔群或垂
13、直孔群排水2.7 隧洞、廊道或坑道排水2.8 真空排水2.9 虹吸排水2.10 电渗排水2.11 种植植物（水文作用）3. 支挡结构3.1 重力式挡土墙3.2 框架式挡土墙3.3 笼式挡墙3.4 被动式桩、墩和沉井3.5 现浇的钢筋混凝土挡墙3.6 聚合物或金属的条或片的加筋挡土结构3.7 粗粒材料的支撑扶壁（盲沟）（力学作用）3.8 岩石边坡的固定网3.9 岩石崩塌的减缓和阻止系统（拦石的沟、平台、栅栏和墙）3.10 抗冲刷的保护性岩石或混凝土块4. 斜坡内部加固4.1 岩石锚栓4.2 微型桩群4.3 土钉4.4 锚杆（预应力的或非预应力的）4.5 注浆4.6 石头的或石灰/水泥柱4.7 热
14、处理4.8 冻结4.9 电渗锚杆4.10 种植植物（根系的力学作用） 我国滑坡防治措施简表:类型绕避滑坡排水力学平衡滑带土改良主要工程措施1.改移线路2.用隧道避开滑坡3.用桥跨越滑坡4.清除滑坡1.地表排水系统（1）滑体外截水沟（2）滑体内排水沟（3）自然沟防渗2.地下排水工程 （1）截水盲沟 （2）盲（隧）洞 （3）水平钻孔群排水 （4）垂直孔群排水 （5）井群抽水 （6）虹吸排水 （7）支撑盲沟 （8）边坡渗沟 （9）洞孔联合排水（10）电渗排水1.减重工程2.反压工程3.支挡工程 （1）抗滑挡墙 （2）挖孔抗滑桩 （3）钻孔抗滑桩 （4）锚索抗滑桩 （5）锚索 （6）支撑盲沟 （7）抗
15、滑键 （8）排架桩 （9）钢架桩 （10）钢架锚索桩 （11）微型桩群1.滑带注浆2.滑带爆破3.旋喷桩4.石灰桩5.石灰砂桩6.焙烧五 滑坡推力计算:5.1边坡稳定分析的理论基础: 在土力学中,边坡稳定分析是和另外两个分支即土压力和地基承载力同时发展起来的.1776年法国工程师库仑提出了计算挡土墙土压力的方法,标志着土压力雏形的产生.朗肯在假设墙后土体各点处于极限平衡状态的基础上,建立了计算主动和被动土压力的方法.库仑和朗肯的土压力计算方法后来被推广到地基承载力和边坡稳定分析中,形成了一个体系,这就是极限平衡方法.从库仑和朗肯两种不同思路出发,极限平衡方法也逐渐形成两个独立的分支.一是通过研
16、究滑裂面上作用的离地静力平衡和确定临界滑裂面求得问题的解,在此基础上导出了目前广泛采用的稳定分析的条分法,另一个是在假定土体内处处达到极限平衡状态的前提下,用特征线法求解应力场,在一定的简化条件下,获得问题的闭合解.包括:边坡稳定分析的通用条分法,边坡稳定分析的简化方法包括:瑞典法,bishop法和滑 法.在我国通常使用的是推力传递系数法.5.2 推力传递系数法 滑坡推力计算是防滑工程设计所必须的工作内容，初涉滑坡防治工作的技术人员往往觉得难以把握。 滑坡推力计算主要涉及以下内容： 1、滑坡推力的计算范围； 2、计算公式的选择； 3、滑带各段强度指标（c、）值的选取； 4、附加力的考虑与确定；
17、 5、安全系数的确定； 6、计算推力的校核。(一) 滑坡推力计算范围的确定 1、首先从地质分析上划分各滑动条块，各条分别计算。 2、同一条滑坡是否分级及前后级之间的关系。一般只计算到贯通裂缝的一级，若前面稳定后面自然会稳定。 3、多层滑面应分层计算其滑坡推力。(二) 计算公式的选择 计算方法很多，应根据不同滑面情况选择，一般多用分块推力传递系数法。 第i块的剩余下滑力为： Ei = KWisini - Wi cositgi CiLi+Ei-1i式中：K 安全系数，一般取K=1.101.25； Wi 第i块滑体的重量，KN； i 第i块滑体滑面倾角，度； Ci 第i块滑体滑带土的黏聚力，Kpa；
18、 i 第i块滑体滑带土的内摩擦角，度； Li 第i块滑体滑面的长度，m； Ei-1 第I-1块滑体滑面传给第i块滑体的剩余下滑力； i 传递系数。 i = cos（i i-1 ） sin（i i-1 ）tgi (三) 滑带各段抗剪强度指标（ c、）值的选取 1、由于地质条件和土性的差别很大，不同滑坡c、值差别较大。取样试验因取样代表性、试验方法等问题导致数值分散，故至今国内外均是参考试验值并结合经验值，用反算法求主滑段c、值。 2、试验法。既要做原状土的，更要做重塑滑带的不同含水量下的（天然、塑限、软塑状态）峰值强度和残余强度。 3、经验数据对比是指同类地质条件下同类型滑坡滑带土指标的类比。牵
19、引段和抗滑段岩性变化和c、值变化小，可据经验选取。 4、反算法，主要是反算主滑段c、值。 （1）首先判定滑坡当前的稳定度，如1.0、0.98、1.02等； （2）一个平衡断面方程求一个指标，两个平衡断面方程联立求c、两个值，也可用图解法求。 （3）有条件恢复滑前极限平衡状态时，用极限平衡断面反求；若无法恢复原断面时（如古老滑坡），只能以现有稳定断面反求。(四) 附加力的考虑 1、地震力的考虑（7度以上地震区考虑）； 2、静、动水压力的考虑； 3、滑体浸入水下浮力的考虑； 4、其它附加力的考虑。(五) 安全系数的确定 1、对滑坡性质等了解的程度，清楚者取小、不清楚者取大； 2、保护对象的重要性，重要者取大值； 3、滑坡的危害性，危害大者取大值； 4、临时工程取大值，永久工程取大植(六) 计算推力的校核 1、从当地已被破坏建筑物的强度确定其下限值； 2、从当地滑坡剪出口和抗滑段滑体厚度界定滑坡推力下限值（如被动土压力）； 3、从类似滑坡性质和规模比拟滑坡推力值。