不稳定边坡

不稳定边坡（精选十篇）

不稳定边坡篇1

甘肃兰州某学院建在山坡上, 学院风雨操场看台后与相邻单位院内地面高差约8 m, 原边坡为3 m高毛石挡墙上做370厚砖墙内填3∶7灰土, 边坡为垂直型 (见图1) 。2014年9月发现地面面层出现50 mm宽的裂缝, 准备维修。没过几天正遇到下暴雨, 约15 m边坡滑坡, 滑出的土方推到了围界, 整体掉入邻居单位院内 (见图2) , 所幸因雨天无人路过, 未造成人员伤亡。这不仅严重影响操场看台的继续使用, 而且危及相邻单位人员的生命财产的安全, 必须对此不稳定边坡进行治理加固。委托《某科学院地质自然灾害防治研究所》制定了治理施工方案, 并组织实施。

11边边坡坡地地质质情情况况及及滑滑坡坡原原因因分分析析

该学院地处黄河右岸Ⅳ级阶地区, 总体地势东高、西低, 海拔1 580 m~1 590 m, 相对高差7 m~10 m, 该斜坡总体呈南北向展布, 根据坡体的物质组成, 属土质斜坡。坡宽约150 m, 坡高7 m~8 m。坡体近直立。现状坡顶为学院的体育场看台、库房和宿舍楼楼, , 坡坡脚脚为为某某厂厂的的仓仓库库。。坡坡脚脚已已防防护护, , 修修有有坡坡度度约约7711°°, , 高高55..55 mm, , 墙顶宽约0.5 m的挡土墙。依据DZ/T 0219-2004岩土体工程地质分类标准对勘查区岩土体进行工程地质分类。勘查区主要为粉质粘土, 具湿陷性, 湿陷系数0.01~0.09, 自重湿陷系数为0.001~0.041, 据区域资料, 湿陷性土层深度大于10 m。根据GB 50025-2004湿陷性黄土地区建筑规范, 对土层的湿陷类型及湿陷等级评价得出, 为自重湿陷性场地, 地基湿陷等级为Ⅱ级 (中等) ~Ⅲ级 (严重) 为主。

湿陷性黄土是一种特殊性质的土, 在一定的压力下, 下沉稳定后, 受水浸湿, 致使周围土体软化, 土结构迅速破坏, 可能产生滑坡、沉陷、潜蚀、管涌、翻浆等, 并产生显著附加下沉。该学院护坡顶面为100 mm厚混凝土面层, 因年久及地基变形原因出现了裂缝, 虽然裂缝被及时发现但没有及时采取遮盖、修复等应急措施, 遇到暴雨, 大量雨水进入裂缝, 因变形已欠压密土层加固内聚力消失, 便产生了滑坡。

2 治理方案比选

针对现场地质情况及边坡承受的看台自重及外压提出了两种施工方案供选择。

方案一:锚索框架+锚杆立柱。

1) 锚索框架。在该段斜坡中下部挡土墙上设一级锚索框架, 锚固高度为7.5 m, 锚固段均为7 m, 锚索垂直间距2.5 m, 水平间距3.0 m, 孔径130 mm, 倾角20°, 单孔设计拉力100 k N, 锚筋采用115.24高强度低松弛预应力钢绞线制作。框架截面尺寸为0.3 m×0.3 m, 由三排锚索组成。框架与现有挡土墙紧贴。

2) 锚杆立柱。斜坡下部挡土墙上设锚杆立柱加固, 锚杆为上下两排, 水平间距3.0 m, 锚杆材料为Φ28 HRB335钢筋, 长度8.6 m, 倾角20°, 锚孔直径110 mm;外设C25混凝土立柱, 高4 m, 其中基础埋深1.3 m, 截面尺寸为0.4 m×0.4 m, 内配钢筋, 与现有挡土墙紧贴。

3) 优点:工程投资较低, 可以达到治理的目标任务。

4) 缺点:该方案的锚索框架方案在斜坡体育看台段实施较困难, 坡脚距下部的房屋仅约1.5 m, 没有施工场地, 如果需要实施则需要对斜坡下部的房屋进行拆迁, 拆迁工作难度较大, 且费用较高, 可能会影响到该方案的有效实施。

5) 工程造价:造价估算约为60万元。

方案二:排桩+锚索框架+锚杆立柱。

1) 排桩工程。在该段斜坡的边缘布设一排排桩, 排桩直径为0.8 m, 水平间距为2.1 m, 长26 m, 其中地面以上8.5 m, 地下17.5 m, 采用C25混凝土浇筑, 内配有钢筋, 排桩布置在不稳定斜坡体育看台段的顶部平台, 紧邻看台外侧边缘, 位于挡土墙的内侧。

2) 锚索框架。本次锚索框架工程主要对不稳定斜坡除体育看台段之外南北两段。在这两段斜坡中下部挡土墙上设一级锚索框架, 锚索框架高7.5 m, 由三排锚索组成。

3) 锚杆立柱。在不稳定斜坡下部挡土墙上设锚杆立柱加固, 锚杆为上下两排, 水平间距3.0 m, 锚杆材料为Φ28 HRB335钢筋, 长度8.6 m, 倾角20°, 锚孔直径110 mm;外设C25混凝土立柱, 高4 m, 其中基础埋深1.3 m, 截面尺寸为0.4 m×0.4 m, 内配钢筋, 与现有挡土墙紧贴。

4) 优点:该方案可以在有限的施工场地下实施, 同时也不需要拆迁, 可以有效的保证该方案的顺利实施, 达到治理的目标任务。

5) 缺点:工程造价较高, 工期长。

6) 工程造价:造价估算约为90万元。

为了达到治理不稳定斜坡的目的, 虽然方案一中的工程造价相对较低, 但是在该方案中的斜坡下部仓库的拆迁工作难度较大, 拆迁费用较高, 甚至严重影响到该方案的有效实施, 因此根据经济投资、施工的难度等各方面因素综合分析对比后, 认为方案二是较为理想的方案, 比选结果是选用方案二治理不稳定斜坡。

3 治理工程实施

人工清理已滑坡的土方, 挖出不稳定土方, 在此期间派人监控护坡的不稳定情况, 随时报告, 并组织施工队伍人员、材料、机械进场。

3.1 排桩工程

排桩布置在不稳定斜坡体育看台段的顶部平台, 紧邻看台外侧边缘, 位于现有挡土墙的内侧。每5根相邻的排桩桩顶采用冠梁连接, 冠梁采用C25钢筋混凝土浇筑, 截面为矩形, 宽为0.8 m, 厚为0.6 m, 共40根。

3.2 锚索框架

根据不稳定边坡特征及计算潜在最危险滑面位置, 不稳定斜坡除体育看台段之外南北两段边坡中下部设置一级锚索框架。

锚索框架:锚索框架为KJ1型锚索框架, 设置三排锚索, 锚固高度为7.5 m, 锚固段均为7 m。锚索设计长度从上到下依次为14 m, 13 m, 12 m, 锚索垂直间距2.5 m, 水平间距3.0 m, 孔径130 mm, 倾角20°, 单孔设计拉力100 k N, 锚筋采用1φ15.24高强度低松弛预应力钢绞线制作。各种深度的锚索孔数量总和为99孔。C25框架梁截面尺寸为0.3 m×0.3 m, 内配钢筋, 紧贴现有挡墙外侧。

框架梁横梁每间隔6 m布设伸缩缝, 缝宽2 cm, 用沥青麻筋填塞。即锚索框架横向6 m为一片, 该段锚索框架共16.5片。锚索框架在现有挡墙上设置。

3.3 排水工程

在排桩的内侧布设排水沟, 排水沟采用矩形断面, 顶宽0.36 m, 底宽0.36 m, 深0.4 m, 壁厚0.12 m, 材料为C25混凝土, 采用铸铁箅子盖板, 盖板长为0.75 m, 宽为0.45 m, 厚为0.3 m, 排水沟地基处理采用3∶7灰土夯实。

3.4 其他工程

其他工程主要包括挡墙, 路面硬化, 围墙, 3∶7水泥土夯填。1) 挡墙:该工程位于现有的挡墙顶部至坡顶硬化路面段, 高2 m, 顶宽0.6 m, 外侧坡率与下部现有挡墙坡率一致, 内侧坡率1∶0.25, 挡墙顶面高程与排桩顶梁一致, 总长150 m, 采用浆砌块石衬砌;

2) 路面硬化:在现有的硬化路面至排水沟之间的素土回填区域采用混凝土硬化, 混凝土厚0.15 m, 基础采用3∶7灰土夯填, 厚0.15 m, 总长150 m;

3) 围墙:施工过程需要把现有挡土墙顶部的围墙拆除, 在施工完成后在新建挡墙的顶部修建围墙, 墙高2.0 m, 总长150 m。

4 治理效果

经过两个月的加固治理施工后, 对边坡上看台墙面、地面的已有裂缝用贴纸方法进行监控, 并每天检查有无新裂缝出现, 已有裂缝有无变化, 对门窗、墙角等反应敏感部位进行定期观察。经过一段时间的观察, 看台墙面原有裂缝无进一步发展, 也无新裂缝出现, 说明整个地基处于稳定状态, 加固治理是成功的。

5 结语

针对湿陷性黄土地基, 并作用长期荷载的边坡侵入雨水滑坡后采用了排桩+锚索框架+锚杆立柱加固治理的施工方法, 并取得比较满意的效果, 供类似工程参考。

摘要：结合某边坡滑坡的具体案例, 针对湿陷性黄土地基并作用长期荷载的边坡情况进行了分析, 针对侵入雨水的滑坡提出了采用排桩+锚索框架+锚杆立柱加固治理的施工方法, 并取得了比较满意的效果, 供类似工程参考。

关键词：边坡滑坡,排桩,锚索框架,锚杆,加固

参考文献

[1]罗宇声.湿陷性黄土地区建筑规范[M].北京:中国建筑工

露天矿边坡稳定总结2 篇2

每次大的深部构造运动都会导致产生新的应力状态

水平应力=上覆岩层重力×侧压应力系数

构造应力场内：自重应力

水平应力

铅直应力

李四光《地质力学理论》

非洲测得：水平应力是铅直应力的2.6倍

2.6其他因素影响

一、露天矿存在年限

具体讲应指边坡服务年限

时间长，岩体强度减弱大，稳定系数大些

二、边坡形状

凹形：侧向阻力大，稳定性好

凸性：侧向阻力小，稳定性不好

但凸性边坡剥离量最小，经济合理

三、地形荷载：外排土场就近位置

推进方向（工作线）破坏岩体完整性，引起边坡滑落

总之，因为边稳固什么很多，尚待研究。

3—1

边坡工程地质工作程序

一、边坡工程工作主要任务：

1、搜集影响边坡稳定性的各项因素；

2、分析边坡岩体的稳定性：

—查明岩体中结构面分布及岩性变化；

—分析潜在滑面；

—建立滑动模式。

二、边坡工程地质工作程序：

三、1、区域地质背景；

四、2、矿区地质构造；

五、3、露天矿现采场边坡工程地质条件；

六、4、露天矿最终采场边坡工程地质条件；

七、5、露天矿边坡工程地质分区。

三、露天矿边坡各阶段的工作内容

-矿山地质勘探报告；

-露天矿设计阶段；

-投产以后岩层暴露。

1、岩性分布；

2、地质结构面分布

3、出水点；

4、采掘台阶现状；

5、工程地质分区及剖面线；

6、岩石力学试验取样地点

3—2

岩体结构面的调查

主要调查节理、岩层面产状、密度。

方法：地面测量；钻孔。

一、结构面地面调查（表3-1为调查内容）

二、钻孔定向取芯，主要是探明深部的不利结构面。

（一）岩芯定向

三个要素：倾向、倾伏角、围岩轴

线（旋转的某一基准线）。

第五章

边坡稳定性计算

5.1概述

一、边坡岩体内部分析

1、有两种运动

a、相对静止：边坡稳定

b、显著变动：滑坡（变动非常复杂）

2、滑坡原因

a、驱动滑坡因素

荷载

震动

水

构造应力

温差应力

b、抗滑能力

岩体强度

二、露天采场边坡

1、高大边坡

2、暴露岩层多

3、地质构造面纵横交错

4、水文及工程地质条件复杂

因此，边坡随时监控调整，合理的边帮角只能最终评价。

三、目前研究现状及任务

1、土体边坡稳定研究，解决岩石边坡有许多问题

2、露天边坡稳定计算任务

a、验算已有边坡的稳定性，以便决定是否采取防护措施，并作为防护设施设计的依据。

b、设计露天矿合理边坡角，在已知开采深度，设计既经济合理又安全的边坡角。

c、边坡的技术原理

Ⅰ、到界边帮台阶的减震爆破

Ⅱ、防排水

Ⅲ、伞檐处理

管理不善，缓坡可能滑坡，管理好陡帮也可能安全（例如平装西露天矿）结合生产工艺

3、经验法选取边帮稳定角

爆破<40度

金属矿<50度

4、边坡稳定表示方法

当

Fs<1，滑坡

当

Fs=1，极限平衡

当

Fs>1，稳定。保守起见:

=1.1－1.5，多数取1.3。

根据边坡服务年限选取不同值

四、本章研究内容：

1、确定边坡岩体内最危险区

2、分析区内的全部作用力

3、求FS4、判断稳定程度

5.2计算基础及方法分类

一、边坡稳定分析步骤

1、确定滑面

2、分析滑面上的作用力及反作用力，建立平衡条件

二、计算方法

1、刚性极限平衡法

①、将滑体视为刚体

②、滑体的位移是剪切破坏

③、滑体在滑面上的平衡条件，应用滑块在斜坡上的平衡原理

2、有限元法

3、概率法

5.3平面滑面计算法

边坡沿某一倾斜面滑动，发生在以下条件：

1、滑面走向与边坡走向平行或近于平行（）度左右

2、滑面出露在坡面上，二者相交在坡面上

3、滑体两侧有裂面，侧阻力小（略）

一、边坡内有确定的滑面及垂直裂隙

(一)、数学分析法

设：1、岩石不透水，垂直裂隙渗入，流经滑面自坡面逸出，水的压强呈线性分布。

2、滑体重力W，水压U及V均通过滑体重心不产生力矩，滑体无转动，则滑体稳定条件为：

当断裂出露在坡顶时：

当断裂出露在坡面时：

边坡的稳定程度，以稳定系数表示，抗滑力与滑动力之比：

C=0

（二）矢量法

力多边形封闭为平衡状态

步骤：

1、绘铅直重力矢W，比例自选

2、接W之首绘V矢，与W方向垂直

3、接V之首绘U矢，与铅直方向成β角

4、接U之首绘反力矢N，与铅直方向与U同

5、求封闭力矢S，其方向平行滑面，指向与滑动方向相反。

自W之尾绘线，使其平行滑面，并与N矢相垂交，便是所求平衡抗力S。

抗力中摩擦阻力

接U绘拐角φ，在S线上截取便是

稳定系数：

二、边坡内无确定的滑面，最危险滑面位置可分析求得

1、滑面临界倾角（不计U、V）

平衡方程：

又由于：

故：

或：

令：

最后解得：

（最危险滑面倾角）（排土台阶，土边坡，锡盟地区）

α<45度多为圆弧滑坡，坡角较大时，多为平面滑面

2、直立边坡的临界高度：

当边坡垂直时，α=90度

所以：

带入整理后得：

应用公式：

教材中：

方法二：

5－7式将

代入上式可得：

对于垂直边坡时，α=90°：

把α=90°代入5－7式：

以上绘制曲线图5－6：

说明：

1、垂直边坡的高度大于上式值时，岩体自重力足，以使边坡产生剪切破坏，滑坡。

2、小于上式值时，处于弹性应力状态，不发生剪切位移。

3、任意边坡滑动时，剪切面仅在距坡顶一定的深度即

以下方能产生，以上岩层成为弹性层，它的破坏呈拉断。

抗拉强度小于抗剪强度

4、当边坡体内某局部开始达到塑性变形，而远未形成滑坡之前，坡顶处便首先出现

垂直张裂隙，往往称作为滑坡的前兆特征，用来预报即将发生滑坡。

存在最小的极限高度，相对应的弱面倾角为：

当C=0时，张性断裂时，岩石坚硬：

极限平衡

说明：当C

趋于0

时，滑面被较陡的坡面切割，而沿滑面的摩擦角又小于滑面倾角时，即：，则可能产生滑坡，与坡面和坡角无关（在α>β时而言）,此时为增加边坡稳定性,减少坡高和削坡是无益的,只有沿滑面削掉或机械加固，煤矿多见此种例子。

三、边坡内无确定的拉张裂缝，其最危险的位置可分析求得

1、滑体稳定系数

将

带入上式

2、拉张裂缝的临界高度

解Fs的极限值（最小化）

不考虑水的因素，一般采用减弱系数法处理，分步微分法

设：

求Fs极值，设，用分步微分法：令

又知：，令：

得：

3、滑体临界顶宽

从图中求：

代入上式：

四、实例分析

1、条件：已知某矿坡高382m，坡角42度，断层倾角70度（弱面），宽度5m，求解①：Fs，②：坡角

岩体力学性质：

闪长岩：

γ=27KN/m3

c=500－1000KPa

φ=40度

断层c＇=0－30KPa

φ＇=18度

2、滑动模式

经分析确定为平面滑动

不稳定边坡篇3

【关键词】高边坡；开挖爆破技术；影响

1 高边坡开挖爆破技术现状

在水利水电工程建设中，从爆破规模和速度上来说，边坡开挖由最早的小规模、缓慢爆破，发展到了目前的大规模、高速开挖爆破，从爆破工艺上来说，经历了从简单手风钻爆破、药壶爆破、洞室爆破、浅孔台阶爆破、深孔台阶爆破，洞室加预裂爆破，发展到目前的深孔台阶加预裂和光爆的组合爆破方法。边坡开挖爆破与边坡本身的规模、地质结构和施工设备等有关，但对于大规模的特高边坡，深孔台阶加预裂和光爆的组合爆破方法已经是目前普遍采用的开挖方式。但细部的完善还有许多工作要做。

保留边坡岩体稳定性一直是岩土工程建设中的重要问题，光面、预裂爆破是常用的保护基岩稳定、减少基岩破坏的方法。两者的爆破效果具有一定的相似性，但爆破作用的原理具有相当的差异，目前，在水电系统的开挖爆破中，对于宽台阶爆破，一般采用预裂：对于窄台阶爆破，一般采取光爆，但由于对不同条件下的光面、预裂爆破成缝理论和实践缺乏深入的研究，对两者的使用也缺乏严格的界定。随着我国水利水电项目建设的重心逐步转向西部，许多大型水利水电工程均坐落在大西南的高山峡谷地区，这些地区的边坡一般高而陡，地势险峻，地质条件差，开挖技术要求高。因此需要研究复杂地质条件下高边坡台阶爆破及光面、预裂爆破设计理论，爆破边坡质量控制技术及安全标准。由于地形、地质条件等因素的影响，高边坡开挖布置困难，支护和开挖之间相互干扰。为了避免干扰，提高机械的使用效率，只有增大爆破规模，只有采用深孔大区微差爆破技术。另外，随着开挖台阶的不断下降，边坡越来越高陡。在这种开挖爆破规模大，且边坡高陡、地质条件差的情况下，爆破振动对于高陡边坡的动力稳定性影响问题日益突出。

2 高边坡开挖技术

2.1 集中药室洞室爆破

受到施工条件和钻孔机具限制，只能采用对施工机具和施工条件要求不高的小洞室爆破。该方法是通过开挖导洞到山坡的坡体内，在坡体内开挖立方体或球形药室，装药实施爆破的一种爆破方法。该方法药室比较集中，单个洞室的一次装药量比较大，对保留岩体的影响也较大。且开挖形成的边坡坡面质量比较差，边坡的稳定性也很差。

2.2 条形药室洞室爆破

与集中药室相比，本方法的炸药分布在条形药室中，炸药相对分散，单孔或单个洞室的一次装药量有所下降。

2.3 药壶爆破

药壶爆破法在六七十年代的边坡开挖广为采用，相对于洞室爆破来说药壶爆破法是一个巨大的进步。该方法先钻深孔，再进行孔底扩孔，在炮孔底部形成一个比较大空腔，在空腔内装药实施爆破。这种方法本质上与洞室爆破是一样的，都属于集中药包爆破，只不过药包变得比较小而已。

2.4 深孔台阶爆破法

到上个世纪八十年代末期，随着钻孔机具的进步，深孔钻进的速度大大提高，深孔台阶爆破开始成为边坡开挖的主要手段。通过选择不同的台阶高度，自上而下分层开挖，每層均是多排多孔爆破，效率和质量大为提高。

3 影响预裂爆破的主要因素

3.1 爆破参数的影响

在预裂爆破中，最重要的参数是孔径和孔距，孔距一般取孔径的8—12倍。这在比较坚硬、结构完整的岩体中是可行的，但对于节理裂隙比较发育的岩体，预裂效果不够理想。除了孔径和孔距外，还与线装药密度、装药量和装药结构有关。这是因为形成完整预裂面的关键在于预裂缝的贯通并具有足够的宽度，炸药和装药结构决定了孔内爆压的大小和分布，从而决定了预裂缝能否贯通以及预裂面的平整度好坏。预裂爆破时孔内爆压大于岩石动态抗压强度时出现裂隙，其中主裂隙的迅速贯通有利于预裂面的形成，这就要求有合适的药量和装药结构，药量太小，不利于主裂隙的形成；药量太大，除主裂隙以外的次生裂隙增多，都不能保证预裂缝的质量。炸药品种也会对预裂质量产生影响，预裂爆破时，理想的情况是爆炸冲击波作用于孔壁的径向压力低于岩石的极限抗压强度，而切向拉伸应力大于岩石的抗拉强度。在一般情况下，炸药爆炸时药包表面的冲击波压力峰值，可达数万兆帕，这个数值已远远超过了岩石的抗压强度，因此为了减轻作用于岩壁上的压力，不宜采用高猛度高爆速炸药，同时不耦合系数要大。

3.2 施工质量的影响

预裂爆破的成功与否，不仅取决于合适的爆破参数和地质结构，而且施工也极为重要。尤其是钻孔质量，钻孔偏差太大，对预裂质量的影响是致命的。例如在预裂爆破中，如果在平行于边坡面方向有误差会使炮孔负担面积不均匀，如果在垂直于边坡方向有误差则不利于预裂缝的形成，这些不仅会影响边坡预裂面的成形，还会造成严重的超挖和欠挖现象。为了使爆区形状规整而且符合要求，就必须保证钻孔精度。

4 开挖爆破技术对边坡稳定性的影响

爆破都会对边坡稳定造成不利影响，其影响主要体现在爆破振动，爆破振动可能造成边坡长期失稳，要研究开挖爆破对边坡的影响程度，评估边坡的稳定性，寻找爆破震害控制措施。

4.1 影响高边坡爆破振动速度的主要因素

4.1.1 爆破参数

在给定爆心距的条件下，影响高边坡爆破振动速度的控制性因素为最大单响药量。当爆破单响药量不变条件下，当炮孔直径不变而药卷直径增加时，各个方向上质点的峰值振速普遍增加：在距离爆源10m以内范围此现象尤其明显。可见，装药不耦合系数对爆破振动峰值振速有显著影响，不耦合系数越小，质点峰值振速越大。

4.1.2 边坡的坡度

针对1276—1262高程梯段爆破，分别建立边坡坡度分别为1：0.0、1：0.25和1：0.6的三种坡度的模拟结果表明：边坡开挖轮廓面上，开挖边坡越陡，开挖部位上部各马道同一部位的峰值振动速度越大，峰值应力越大。

4.2 爆破振动的控制措施

4.2.1 爆源的控制

爆源决定了爆破振动产生的大小，对爆源的控制主要是要提高爆破能量用于破碎岩石的比例，减小产生爆破振动的能量比例，主要的措施是加强对临空面的处理，临空面必须处理整齐，避免压渣和挤压爆破。在起爆时差设计上，要尽量减孔内雷管的段别，增大排间时差，提高起爆段位之间的精度。根据爆区的其体情况优化爆破参数。在这里，我们认为，采用高精度的起爆系统对于降低振动是有显著作用的，尤其是排间9ms的起爆段别，既可以避开段差小于8ms视为重段的理论，也可以使段差产生的频率为爆破主振频率的1/2，从理论上讲有波峰和波谷叠加以降低振动的功效。

4.2.2 传播途径的控制

在振动的传播过程中，如果遇到裂缝或者断层等地质弱面，对振动有明显的衰减作用。因此形成人工弱面对于减震有很好的作用。因此需要加强预裂爆破的作用，充分利用预裂面的减震作用。从研究的情况来看，预裂爆破超前相邻的主爆孔100ms即可满足要求，但本章的计算结果也表明，预裂缝的宽度对振动的衰减有很大影响，因此应尽量给予预裂爆破足够的形成预裂缝的时间，使预裂缝达到足够的宽度。因此预裂孔的起爆时间应大于100ms，在保证整个网络安全的情况下，尽可能大些。设置减震孔也是切断传播途径的有效方式。

总之，在高陡边坡的开挖爆破的过程中，我们一定要选择最适当地开挖爆破技术，尽量避免高边坡开挖技术对边坡稳定性造成不利影响。

参考文献

[1]正宇，中国爆破新技术，冶金工业出版社，2002（5）

[2]袁海忠，贵州光照水电站高边坡开挖爆破，爆破，2007(1)

[3]喻胜春，爆破振动作用下影响中隔墩动态响应的因素分析，武汉大学，2001（3）

不稳定边坡的灾害防治篇4

1 不稳定边坡地质灾害的危险性

随着经济建设的步伐不断的加快, 经济的迅猛发展, 出现了人工爆破、滥砍滥伐、等一系列的工程活动, 这些都是在加剧地质灾害的发生, 人工破坏的后果要远远大于自然的灾害, 最值得注意的是, 这些人工破坏的后果, 更有可能引起连锁性的岩溶塌陷。

不稳定边坡地质灾害主要分为:自然灾害和人为破坏。自然灾害主要是因为自然环境问题, 它是不以人的意志转移, 主要是预防为主。人为破坏属于人为地质灾害, 主要是由于不合理的歌过渡的开采, 挖掘等社会活动而诱发的地质灾害, 其特点为。

(1) 灾害面广。一般的自然灾害 (除特大灾害之外) , 其危害性一般有一定的局限性, 在人为破坏的情况下更容易出现更大规模性和不确定性。

(2) 破坏速度快。我们知道自然灾害的形成, 要经过气候变化, 地质演化等长时间过程之后会形成, 而在人为的因素诱发下, 过渡的不合理的人类经济活动大大地缩短了自然演化时间, 加速岩土体的岩性变化, 从而导致的灾害的发生。

2 不稳定边坡地质灾害的防治

不稳定边坡地质灾害防治工程的最大特点是隐蔽性 (如抗滑桩) 、复杂性 (如抗滑桩+锚拉+挡板+冠梁) 和多样性 (防治滑坡可采用桩, 亦可采用挡土墙) , 以地下工程施工为工艺特点, 与地基与基础工程和岩土工程具有十分相近或相同的工艺流程、施工工序和施工方法。

不稳定边坡地质灾害的防治原则:防是本, 治理为标, 实行全区预防, 重点治理的方针, 结合该地区目前的经济实力, 在综合区划基础上来开展地质灾害的防治对策研究工作。

不稳定边坡地质灾害治理要和围绕边坡绿化, 削坡、削坡开阶和回填工程要与边坡绿化技术措施相结合。遵循“技术可行, 经济合理, 功能优先, 安全可靠, 美观适用”的设计原则, 全面考虑治理技术、经济和效果的关系, 通过比选, 优化编制切实可行的设计方案。

2.1 滑坡防治措施

根据设计原则和治理要求, 通过削坡 (开阶) 以消除地质灾害和改善绿化条件, 采取坡面喷射植物种子、栽植乡土苗木复合方式, 加速近自然植被恢复, 以确保绿化效果。在滑坡边界修截水沟, 防止外围地表水进入滑坡区;在滑坡区内坡面修筑排水沟;在覆盖层上用浆砌片石或人造植被铺盖, 防止地表水下渗;对于岩质边坡用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。

滑坡的种类较复杂, 针对小型土质滑坡, 常用的护坡方式为:降坡率、修砌后、侧缘 (截) 排水沟、前缘挡土墙、砌石护坡、锚杆与土钉墙护坡、植被护坡等。针对大型滑坡建议采用混凝土灌注抗滑桩或锚拉抗滑桩等加固措施作为阻滑支撑工程;局部增加挡土墙、砌石护坡等支挡不稳定岩体;用预应力锚杆或锚索加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡;固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度;SNS边坡柔性防护技术等。

对于岩质边坡, 其稳定性主要取决于岩性特征、结构面发育情况、边坡高度、坡度、坡面与结构面的组合关系、地下水的影响等。对于边坡的不同段, 各因素在边坡稳定性中所起的作用也不同。根据实地地质调查情况, 采用地质分析法及赤平极射投影法对边坡稳定性进行分析论证。

2.2 崩塌防护措施

岩质崩塌通常采用的护坡方式有:清理危岩、修葺承石、格构锚固、锚喷支护、预应力锚索 (杆) 加固等支护手段。

3 不稳定边坡地质灾害的防范管理

地质灾害的防治管理工作必须遵循超前预见性原则、顾全大局原则、长远利益至上和科学筹划原则等。地质灾害的防范主要应从以下几方面进行实施。

3.1 确立地质灾害防治管理规范化

实行分级管理, 推进减灾社会化、信息化、规范化和法制化建设, 将地质灾害防治管理与矿产资源开发、国土资源利用管理结合起来, 建立与当地社会经济发展相适应的地质灾害管理体系。

3.2 健全的地质灾害信息网络系统

针对地质灾害点多面广和比较分散的特点, 建立“监测到点、责任到人”的群测群防网络体系, 发动隐患区群众开展深入、细致、持久的群测群防工作。分区域建立了地质灾害群测群防信息网络。为落实地质灾害监测任务, 规范统一监测记录。与气象部门水利部门联合, 搭建气象预警预报平台, 第一时间了解气象部门与地矿部门联合发布地质灾害预警的预报信息。

3.3 合理规范人类工程活动

合理规划采矿、地表采挖及建筑工程, 严禁乱砍乱伐等。在矿山的开发建设时要进行地质环境影响评价、预测可能发生的地质灾害;使过去无序的采掘活动逐步规范化、合理化。其次, 在黄土滑坡、崩塌最普遍的地质灾害区域, 应减少人工切坡和粗放式农业开发, 新建工程要远离黄土斜坡灾变体, 并做好工程范围内地质环境的稳定性评价, 禁止在不稳定斜坡上兴建工程。

3.4 建设地质灾害群测群防组织

必须有专门的机构和人员来进行统筹, 联合当地政府、企业与居民, 形成紧密协作的联防监测体系, 建立县、乡、村、企事业单位及个人上下一体的地质灾害信息网络系统, 群测群防, 层层落实预测预报责任。实践表明, 建立地质灾害信息网络系统是减少灾害损失的有效途径, 具有重大的实际意义。

4 结束语

合理规划采矿、地表采挖及建筑工程等活动已迫在眉睫。地质灾害防治工作, 应坚持“谁诱发、谁治理、谁受益、谁出资、谁开发、谁保护”的原则, 建立多元化机制, 确保其资金保障。群测群防, 建立地质灾害信息网络系统。随着新技术、新方法、新材料在地质灾害防治工程中应用, 地质灾害防治技术必将迈上新的台阶。不稳定边坡地质灾害防治工作必将是一项长期的艰巨的工作, 任重而道远。

摘要：人类工程活动的日益频繁以及山体表层受大气、水、生物、地质应力的共同作用等综合影响, 致使许许多多不稳定边坡形成, 进而出现地质灾害发生的频度和规模逐年增加。主要包括崩塌、滑坡及泥石流等灾害类型, 严重制约着当地经济的发展, 同时对人民的生命财产也构成极大威胁。文章就多年的施工经历, 就不稳定边坡的地质灾害防治进行探讨。

关键词：不稳定边坡,灾害,防治

参考文献

[1]地质工程勘察.检验监测及设计施工与灾害防治技术实用手册[M].中国知识出版社, 2007, 11.

[2]胡茂焱.地质灾害与防治技术[M].中国地质大学出版社, 2005, 9.

[3]刘传正.地质灾害勘查指南[M].中国地质出版社, 2000, 8.

地灾边坡稳定性分析及治理篇5

关键词：地灾边坡；稳定性；治理对策

引言：

近几年来，随着公路的不断发展，这不仅将城市之间的距离拉近了，还方便了人们的日常生活。然而公路的发展却影响到了地灾边坡的稳定性。所以分析边坡的稳定性是一项非常重要的工作。通常情况下，边坡的地质构造、水文地质的实际条件、地形地貌、新结构运动等成为影响边坡稳定性的自然因素。与此同时人类的各种活动也对边坡的稳定性产生了一定的影响。

一、影响地灾边坡稳定性的因素

地质条件、水文地质条件、新构造运动、地面因素、气候因素等成为影响边坡稳定性的重要因素。

（一）地质条件

岩土体本身具有力学性能，该性能严重影响到边坡的稳定性。所以如果边坡的性质不同，那么要采取不同的方式来对边坡的稳定性进行控制。尽管有一些条件也会影响到边坡的稳定性，但是我们可以忽略这些条件的影响，在對边坡的稳定性进行分析的时候，往往要充分考虑到边坡结构面的实际状态与边坡面这两者间的关系。

（二）水文地质条件

所谓水文地质条件指的是地下水的实际活动情况以及实际活动状态。边坡的稳定性与地下水的实际活动状况有着非常密切的联系。如果地下水的运动比较活跃，此时地下水与坡体结构会相互运动，这就会增加坡体的下滑力，还大大降低边坡的稳定性。从某种程度上来讲，在治理边坡的时候，要充分考虑到边坡的水文地质条件，以此来保证边坡的稳定性。

（三）人类的工程活动因素

在削坡的时候，如果没有严格按照相关的计划来进行，这就会减小坡体滑动面的抗滑力，此时假如坡体的下滑力不能得到增加，那么这就会大大降低了边坡的稳定性。在实际削坡的过程中，人们往往会忽略增加坡体下滑力这一因素。坡顶加载是指给坡体施加了下滑力，但是却没有严格按照下滑力来增加坡体的抗滑力。除此之外，坡顶加载会导致坡脚的剪应力集中起来，还会增大坡顶的张应力，最终促使坡体的失稳几率得以增加。如果加载物较为松散，那么当遇到雨水之后，这些加载物就会被冲入到坡体，从而影响到了边坡的稳定性。

二、地灾边坡所带来的危害

（一）滑坡

人们经常会听到“滑坡”这一地质灾害，此地质灾害往往出现在大雨之后。通常出现滑坡的原因在于斜坡的岩体或者土体经过了很长时间的风吹日晒等因素，这些斜坡的岩体或者土体会慢慢松动，并且在自身重力的作用下坡面松动的部分开始下滑，此种现象被称为滑坡。在划分滑坡的时候，依据引发滑坡的力学特征可以将其分成以下两类：第一类，牵引式滑坡；第二类，推移式滑坡。所谓牵引式滑坡指的是有一些滑坡所呈现出来的阶梯状，此种滑坡被称为牵引式滑坡。引起牵引式滑坡的原因如下：刚开始先从坡体的下部滑落，这就导致坡体的上部也开始慢慢滑动，但是上部滑动的时间较慢，因此牵引式滑坡所持续的时间较长。推移式滑坡呈现出波状起伏的形状，引起推移式滑坡的原因如下：下部岩体在受到上部岩体挤压之后，这就导致下部岩体发生了变形，同时此类滑坡的滑动速度远远超出了牵引式滑坡的滑动速度。

（二）崩塌

所谓崩塌指的是整块的岩块从母体上脱落下来，沿着陡坡猛烈跳跃，最后掉落下来。崩塌这一地质灾害具有突发性的特点，因此崩塌是很难被注意到的。当发生了崩塌后，所带来的危害性是非常大的。

三、治理边坡稳定性的对策

工程地质、支挡防护成为影响边坡稳定性的两个因素，本文主要从以下几个方面来阐述一下治理边坡稳定性的措施。

（一）准确分析工程的地质条件

在影响边坡稳定性的众多因素中，工程的地质条件是一个非常重要的影响因素。因此要准确分析工程的地质条件。在设计边坡的时候，既要考虑到工程地质的条件，又要从客观的实际条件出发，进行相关的设计工作。但是在实际工作中，一些现实因素导致设计师无法准确分析地质资料，这就大大增加了设计的难度。要想制定出准确、具有可行性的边坡施工设计图，那么必须要有准确的工程地质资料。但是如何获得准确的工程地质资料呢？一般在开通了施工便道后，需要相关工作人员准确的分析地质情况。

（二）确定不同的支挡结构

抗滑挡墙、抗滑桩是经常用到的稳定边坡的方法。但是这些传统的方法仅仅是在短时间内取得了良好的效果，如果时间久了，采用这些方法来进行稳定边坡也会带来推移现象与被推移现象。尽管施工质量是毋庸置疑的，但是推移现象、被推移现象是不可避免的。当大雨过后，边坡的岩土层会发生松动，表面层的岩土层具备了流变力学这一特点，这就大大增加了侧向压力，最终推翻了抗滑挡墙。所以，从防滑上来讲，被动的防守是不可行的。要想真正达到维护边坡稳定性的目的，这就要对坡体本身进行加固，还对坡体的力学性能进行改善。其中锚杆预应力锚索点就是一种比较成熟的技术。现阶段国内用的最多的一种方法就是锚杆预应力锚索点。

（三）边坡植物防护措施

1、种草防护。种草坡面防护的适用范围如下：边坡稳定、边坡高度较低、土质适宜种草等。种草坡面防护不适于岩石边坡防护，如果要在岩石边坡中适用，那么就要根据岩石边坡来研发出新的生物防护技术。种草坡面防护具有施工简便、成本较低、保护环境的好处。

2、土工网植草防护。所谓土工网植草防护是一项将坡面加固与植物防护相结合的边坡防护措施。在此技术中所使用的土工网是一种防护边坡的新材料，此种材料是经过特殊工艺后所产生的三维立体网，其具备了加固边坡的功能。在播种刚开始的时候，其还具备了防止冲刷的功能，确保草籽的正常生长。随着植物的不断生长，植物慢慢覆盖了坡面，此时植物已经与土工网共同防护边坡，并且也可以达到绿化边坡的目的。由于土工网植草护坡能承受每秒四米以上的流速，因此从某种程度上来讲，干砌片石护坡被土工网植草护坡所取代。现阶段，在边坡防护工作中用到的最好要属土工网植草护坡。通过采取种草防护、土工网植草防护这两种措施来达到保护边坡稳定性的目的。

四、总结

总而言之，很多因素都会影响到边坡的稳定性，所以在实际设计过程中，设计师要考虑到影响边坡稳定性的各种因素，其还要到实地进行考察，充分结合当地的地质状况来寻找防治边坡稳定性的措施。

不稳定边坡篇6

1 边坡基本特征

1.1 边坡形态特征

甘肃警察职业学院燃气锅炉房西侧不稳定边坡整体东西长约163.6m左右,边坡高38~42m,边坡前缘人类工程活动较为强烈,形成了高约6~8m陡坎,坡顶为一宽约20~50m平台,坡体除南端受雨水冲蚀局部形成落水洞及坍塌外,坡体其他地方无变形痕迹,坡体植被主要有柏树、杨树及其他草类植被,植被覆盖率较高,约90%以上。该边坡主要威胁坡脚2#宿舍楼、拟建锅炉房人员的生命及财产安全。

1.2 边坡结构特征

边坡坡体剖面结构主要由第四系黄土,黄土状粉土、卵石及古近系泥质砂岩组成。黄土、黄土状粉土重度一般在12.9~18.5k N/m3,天然含水率4.8%~24.5%,天然孔隙比0.8~1.1,饱和度11.3%~81.2%,孔隙率42.9%~53.4%,压缩系数0.1~1.2MPa-1,压缩模量1.9~18.2MPa,粘聚力12.0~22.9k Pa,内摩擦角17.7°~26.9°。变形模量15MPa,承载力特征值120k Pa。卵石重度21k N/m3,粘聚力0k Pa,内摩擦角40°。变形模量45MPa,承载力特征值500k Pa。泥质砂岩重度24.521k N/m3,粘聚力190k Pa,内摩擦角27.1°。变形模量280MPa,承载力特征值370k Pa。

1.3 边坡体变形特征

该不稳定边坡整体无变形迹象,边坡体前缘由于人类工程活动削山回填造地使坡体前缘形成高约6~8m不等的陡坎,在陡坎处局部可见小的滑塌现象和裂缝的发育,裂缝一般宽约5~10cm(前缘滑塌体积不大,一般为1~3m3),滑塌体已被清理。

该边坡变形迹象一般处于雨季时会加剧,因水渗入坡体后会引起岩土的重度增加、抗剪强度降低、产生动水压力和静水压力,此外,地下水还能溶解岩土中的易溶物质,使边坡土、石体的成分和结构发生变化,地表水不断冲刷和切割坡脚,对坡脚产生冲刷淘蚀作用,对边坡体进行开挖坡脚继续进行破坏,会使坡体前缘形成更高的临空面,使岩土体应力失散,前缘无支撑体,破坏了岩土体安息角,纵而使边坡体容易失稳下滑。2.1参数选取(见表1)

2边坡稳定性分析

2.2 定量计算

边坡稳定性计算采用Slide滑坡稳定性计算软件及所列Excel公式进行综合分析计算,计算方法采用Bshop simplified。

计算公式:

计算条件:

采用规范:通用方法;

计算目标:安全系数计算;

安全系数计算目标:圆弧滑动法;

地震烈度:8度;

水平荷载系数:0.05;

2.3 稳定性计算结果及评价

该边坡在现状工况下处于基本稳定状态,在暴雨及地震工况下边坡处于欠稳定状态。如图1所示。

3 十字地梁锚杆(索)治理技术在本工程的应用

3.1 防治对策选择

该项目本着既安全环保,又经济可行的原则,提出锚固+坡脚矮墙+排水工程治理措施,对边坡中部采用锚固十字地梁锚杆(索)工程。

3.2 十字地梁锚杆(索)设计

甘肃警察职业学院燃气锅炉房西侧不稳定边中部采用十字地梁锚索进行锚固,锚索自边坡坡体高程1500m起布设,共布两排,呈梅花形布置,锚索孔径φ130mm,锚索由3束φ15.2高强度低松弛预应力钢绞线制成。锚固段长度15m,自由段长10m,安装倾角15o,锚索孔内灌注M30水泥砂浆,水灰比0.45~0.5,灰砂比1∶1,砂浆体强度不低于30Mpa,孔口注浆压力不低于0.2Mpa,孔内注浆压力不低于0.1Mpa。地梁、竖肋截面尺寸0.3m×0.4m,竖肋横向间距2m,横梁竖向间距2m,地梁为C25现浇钢筋混凝土。混凝土地梁镶嵌置于斜坡中,嵌置深度大于框架截面高度的2/3,如图2~图7所示。

4 结论

1)十字地梁锚杆(索)工程在甘肃警察职业学院燃气锅炉房西侧不稳定边坡治理中应用效果佳,该治理措施在兰州地质灾害治理中尚属首次,具有借鉴意义。

2)十字地梁锚杆(索)具有以下优点:1可减少对边坡削坡、树木及植被的砍伐,有效保护生态环境;2可与锚杆(索)同时施工,可先进行预制再安装,交叉作业,大大提高了施工进度;3降低了工程施工成本,减少了材料浪费;4该措施的应用即经济又环保,方案简单易行,防治效果显著,具有普遍的指导意义。

3)十字地梁锚杆(索)的缺点:1预制十字地梁锚杆(索)对施工条件要求较高,需有一定的施工场地,便于预制和安装;2对于整体稳定性差的边坡不宜使用,仅便于边坡局部不稳定的条件下使用。

参考文献

[1]郑颖人,陈祖煜,王恭先,等.边坡与滑坡工程治理(第二版),人民交通出版社,2010.8,ISBN978-7-114-08564-2.

[2](DZ/T 0219-2006)滑坡防治设计与施工技术规范[S].北京:中国标准出版社,2006.

[3](GB50011—2011)建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社.

[4]李松,张川.甘肃省东乡县特大滑坡地质灾害形成机制治理方法[J].甘肃地质.2013(1).

[5]吴玮江,王念秦.甘肃滑坡灾害[M].兰州:兰州大学出版社,2006:40-88.

[6]王念秦,张倬元.黄土滑坡灾害研究[M].兰州:兰州大学出版社,2005:40-70.

[7]陈祖煜,汪小刚,杨健,等.地质边坡稳定性分析-原理.方法.程序[M].北京:中国水利水电出版社,2005.

露天矿生态边坡与边坡稳定性篇7

1 生态边坡的概念

生态边坡就是对环境、原生物等生态造成最低影响, 并且适当还原、保护的边坡工程, 是在保证边坡安全的基础上考虑生态保护、环境景观的边坡工程理念。

生态边坡的核心内容是生态护坡。生态护坡就是边坡工程设计和施工中考虑生态环境保护, 采用天然材料以自然的方式加固和保护边坡坡面及坡体, 露天矿生态边坡主要是指采用边坡植被保护排土场边坡 (采用生长植物, 即单独采用生长植物, 或者采用生长植物与土木工程措施相结合的方法, 或者采用生长植物与非成活植物材料相结合的方法) , 以减轻边坡的不稳定性和坡面的侵蚀破坏, 即植被护坡。

植被护坡不是通常意义的的园林绿化植被技术, 而是采用植被蓄水固土的原理来稳定岩质或土质边坡, 并能降低工程施工所带来的环境破坏, 达到美化环境和景观的一种技术。该技术涉及岩土工程学, 生物学、植物学、园艺学、土壤肥料学等多种学科的综合性工程技术, 是环境土体工程的重要组成部分。

露天矿生态护坡除了美化环境、恢复生态的作用外, 另外一大功能就是可以加固边坡、稳定边坡。当然, 这需要根据不同的边坡条件, 选择适宜的护坡形式和植被类型, 才能起到植被护坡的作用。因此, 必须认清露天矿边坡的特点, 同时考虑采用植被加固的露天矿边坡的稳定性的评定方法与特性。

2 生态边坡与露天矿边坡稳定性

边坡失稳主要有三种类型, 表面运动、浅层失稳和深层失稳。表面运动包括土壤的蠕动、冰融和土壤的侵蚀作用;浅层失稳是指发生在地面下2m内的滑移、转动和两者相结合的破坏形式;深层失稳的破坏深度超过了大多数树根和灌木根系所能伸展到的范围。研究表明, 边坡植被对边坡的表面稳定和浅层稳定具有重要作用。

植被对边坡的影响, 不能简单笼统地以“有利”或“不利”来划分, 本文以植被的“水文作用”和“力学作用”来说明边坡植被对边坡稳定性的影响如表1所示:

注:1) H—水文作用;M—力学作用。

2) 该类作用对边坡稳定可能是有利的或不利的, 取决于具体场地条件采用植被护坡的人工边坡是否稳定, 可以用边坡的稳定系数F来评定。

2.1 无植被边坡的稳定分析模型

假定边坡失稳破坏时沿平行于边坡坡面的某一倾斜滑面滑移, 取失稳边坡的某条滑体为分析模型, 应用有效应力分析法 (如图1) , 无植被边坡滑移面上的边坡稳定系数为:

式中z—土体的竖直高度, m;

c'—土体的有效粘聚力, k N/m 2;

γ—土的重度, k N/m 3;

β—坡角, °;

γw—水的重度, k N/m3;

hw—地下水平面距滑动面的垂直高度, m;

φ'—土体的有效内摩擦角, °。

2.2 有植被边坡的稳定性分析模型

考虑边坡植被对边坡稳定的主要影响作用 (如图2) , 植被边坡滑移面上的稳定系数为:

式中c'R—因边坡植被根系对土体的加强作用, 土体的有效粘聚力的增量, k N/m2;

θ—植被的根系与滑动面的夹角, °;

W—由植被重量造成的超载, k N/m 2;

T—滑动面上根的抗拉力, k N/m;

D—平行于边坡的风载荷, k N/m。

3 露天矿生态边坡的力学效应

植被能增强边坡的浅层稳定性, 为了达到这一目的, 植被主要通过其根系的加固作用来提高土壤的抗剪强度。边坡植被对坡体的加固作用主要表现为深根的锚固作用和浅根的加筋作用两方面。植被根系的存在可以提高边坡岩土体的粘聚力, 锚固作用可以提高边坡岩土体的抗剪强度, 使原先岩土体的抗剪强度向上升高, 加筋作用又限制了岩土体的侧向膨胀变形而使增大到, 在不变的情况下这将使最大剪应力减小, 如图3所示, 在这两种护坡植被根系作用的共同影响下, 能使得人工边坡岩土体的承载力提高。

边坡植被的存在可以降低坡体的孔隙水压力, 提高岩土体的抗剪强度, 有利于边坡的稳定。其中, 护坡植被的须根通过传递作用在边坡土体中的剪应力提高边坡土体的抗剪强度。

须根引起的岩土体抗剪强度的提高值可由下式表示:

式中, △s—岩土体抗剪强度的提高值;

tR—单位岩土面积上须根产生的拉应力;

φ—岩土体的内摩擦角;

θ—在剪应力区须根受剪扭曲的角度。

值得注意的是, 只有在须根充分生长, 并且陷入边坡岩土体中的须根不发生滑动或不被拔出时, 护坡植被须根才发挥出最大作用。因此, 护坡植被须根在坡体受剪过程中, 一般会发生下列三种不同程度的变形破坏:

3.1 折断

须根的抗拉强度可用来提高边坡岩土体的抗剪强度。设计时, 需要计算须根的平均抗拉强度TR和须根截面积与岩土体截面积的比值AR/A。在这种情况下, 岩土体的张拉应力tR为:

将式 (4) 带入式 (3) 得:

根据经验数据, [sinθ+cosθtanφ]的平均值为1.2, 所以上式简化为:

可见, 护坡植被对坡体抗剪强度的提高取决于根系的平均抗拉强度和根系的面积率。

3.2 伸长

须根的伸长量不足时, 根的抗拉强度没有被充分利用。在这种情况下, 须根抗拉强度的应用量就由须根的伸长量和须根的抗拉系数ER所决定。用力的平衡分析法可以得到单位面积岩土中须根所受拉应力为:

式中ER—须根的抗拉系数;

τb—须根和岩土之间的粘结力;

z—受剪区的厚度;

θ—须根受剪弯曲角度;

D—须根的直径。

在式 (7) 中须根的抗拉应力假定为线性分布。将式 (8) 、式 (9) 带入式 (3) 中, 得到由须根的伸长所引起的岩土抗剪强度的提高值为:

式 (10) 表明了坡体抗剪强度的提高与护坡植被须根直径的平方根成反比, 因此, 在根面积率相同的情况下, 直径小的须根比直径大的须根对坡体土的抗剪强度的加强作用更有效。

3.3 滑动

如果护坡植被根系的抗剪强度低于坡体破坏面上的剩余下滑力, 则在外力的作用下边坡将会沿着滑面下滑。一般而言, 护坡根系的加筋作用能够增强无扰动岩土体的抗剪强度, 而锚固作用能在岩土体扰动后增强根系对岩土体下滑变形的抵抗作用, 从而增强坡体的抗剪强度。也就是说, 护坡植被根系的存在能够增强岩土体的抗剪强度, 一定程度上减轻滑体的滑动模式。如果须根很短, 那么当坡体土和根系的复合体受到剪力作用时, 须根就很容易滑动或被拔出, 这样须根就不再起到加强坡体的作用。须根产生滑移时作用在须根上的最大拉应力为:

式中D—须根的直径;

L—最大剪应力作用处须根的长度。

某一个级径范围内, 如果有n个须根, 则这些须根对岩土体抗剪强度的提高值为:

如果护坡植被有j种会产生滑动的根, 并且属于每种根系的根的数量为, 则由于根系的存在, 坡体岩土抗剪强度的提高值为:

在实际边坡的岩土环境中, 护坡植被根系具有不同的直径和长度, 而且具有不同的抗拉强度, 上述三种情况可能会同时发生, 所以需要根据具体情况来综合分析考虑。

4 生态护坡的水文效应

护坡植被有多种水文作用, 包括蒸发、截水、渗透、延缓、过滤和表面硬化等作用, 可以有效地控制雨水对土体的侵蚀, 控制边坡的水土流失, 降雨截留, 削弱溅蚀, 降低坡体的空隙水压力以及增加土体粘聚力等。露天矿边坡植被的水文作用, 主要表现为对降雨的冲击和侵蚀的控制。一定密度的草地、草本植被可以大大减少雨水冲蚀所造成的土体流失。如果边坡植被的密集覆盖区是立体统一的, 那么减少的流失量会更大;如果开阔的覆盖区是单一或分散的, 其作用就大大降低, 甚至产生负面影响。这是因为当雨水水流绕过土块发生分流时, 土块上游的压力比下游的高, 那么在下游就会出现漩涡或湍流, 在上游也可能出现逆流现象, 所以在上游和下游都可能发生侵蚀, 这就意味着独立植被区的侵蚀率可能还高于无植被区, 因此应尽量避免一簇一簇的植被种植方式。

5 结论

1) 生态边坡是在保证边坡安全的基础上考虑生态保护、环境景观的边坡工程理念。具有与边坡周边环境和谐的突出优点, 未来将会在露天矿中得到推广。

2) 植被根系的存在可以提高边坡岩土体的粘聚力, 植被生态护坡主要是通过深根的锚固作用提高土壤的抗剪强度和浅根的加筋作用增强土体的粘聚力, 从而实现对边坡的有效保护。

3) 植被对坡体抗剪强度的提高取决于根系的平均抗拉强度和根系的面积率。而坡体抗剪强度的提高与护坡植被须根直径的平方根成反比, 因此, 在根面积率相同的情况下, 直径小的须根比直径大的须根对坡体土的抗剪强度的加强作用更有效。

4) 密集立体统一的边坡植被覆盖区, 能够有效的减少雨水冲蚀造成的土体流失。

生态边坡技术和景观方法的应用具有重要社会意义和工程价值。它可以最大程度地减少露天矿边坡工程对周围环境造成的负面影响, 恢复被破坏的生态环境, 改善露天矿边坡附近的环境和景观。

参考文献

[1]张永兴.边坡工程学.北京:中国建筑工业出版社, 2008.

[2]杨俊杰, 王亮, 郑建国等.生态边坡客土稳定性研究[J].岩石力学与工程学报, 2006.

[3]赵华, 黄润秋.岩石边坡生态护坡特点及其关键技术问题探讨[J].水文地质工程地质, 2004.

[4]钱晓红, 关云鹏, 吴玲杰.现代生态护坡技术的应用研究[J].内蒙古水利, 2009.

[5]王可钧, 李焯芬.植物固坡的力学简析[J].岩石力学与工程学报, 1998.

岩质边坡结构面对边坡稳定性的影响篇8

边坡是人类生活和进行工程活动最为普遍的地质环境。随着经济社会不断的发展，越来越多地质灾害问题出现在人类的生活生产中，不仅对社会造成了巨大的经济损失，而且严重的危害人类的安全及人类社会的进一步发展，很多国内外的学者对各类边坡进行了大量的研究，在解决边坡问题上取得了举世瞩目的成就。然而，边坡稳定性研究方法仍是当今社会一个不容忽视的问题，也是边坡稳定性研究的基础。

2 分析结构面对边坡稳定性的影响

2.1 边坡稳定性系数计算方法[1]

极限平衡法假定岩土体破坏是由于滑体沿滑动面发生滑动而造成的。假设滑动面已知，其形状可以是平面、圆弧面、对数螺旋面或其他不规则面，通过考虑斜坡上的由滑动面形成的隔离体或其分块的力学平衡原理(即静力平衡原理)分析斜坡在各种破坏模式下的受力状态，以及斜坡体上的抗滑力和下滑力之间的定量关系来评价斜坡的稳定性。

本文假定边坡可能产生平面滑动，故边坡稳定性系数Ks按下式计算:

其中，γ为岩土体的重度，k N/m3;c为结构面的粘聚力，k Pa;φ为结构面的内摩擦角，(°);A为结构面的面积，m2;V为岩体的体积，m3;θ为结构面的倾角，(°)。

2.2 分析步骤

1)采用式(1)计算边坡稳定系数。

2)边坡结构面倾角α的变化对安全系数的影响。

在边坡高30.5 m，边坡坡角β=90°，结构面粘聚力c=48 k Pa，结构面摩擦角φ=30°，γ=24 k N/m3，边坡为一层，不考虑张裂隙及地震等作用的工况下，分别计算边坡结构面倾角α变化10°，20°，25°，30°，35°，40°，45°，50°，55°时的边坡安全系数(见表1)。

当结构面倾角α取10°，20°，25°，30°，35°，40°，45°，50°，55°时，其他条件不变，安全系数经历大—小—大变化(见图1)。因此当坡角恒定时，随着结构面倾角的增加，边坡稳定系数可能增加也可能减小。因此，在工程实际中，重点分析结构面倾角的变化，利用上述结论对岩质边坡的稳定性进行分析，确保边坡的稳定性。

3)研究边坡结构面岩体粘聚力c的变化对安全系数的影响。

在边坡高30.5 m，边坡坡角β=90°，结构面倾角α=60°，结构面摩擦角φ=30°，γ=24 k N/m3，边坡为一层，不考虑张裂隙及地震等作用的工况下，分别计算边坡结构面岩体粘聚力c变化20,25,30,35,40,45,50,55时的边坡安全系数(见表2)。

当粘聚力c取20,25,30,35,40,45,50,55时，其他条件不变，边坡安全系数见图2，安全系数随着粘聚力的增大而增大。因此随着粘聚力的增大，边坡安全系数增大，即粘聚力越大边坡越安全。

4)边坡结构面岩体摩擦角φ的变化对安全系数的影响。

在边坡高30.5 m，边坡坡角β=90°，结构面倾角α=60°，结构面粘聚力c=45 k Pa，γ=24 k N/m3，边坡为一层，不考虑张裂隙及地震等作用的工况下，分别计算边坡结构面岩体摩擦角φ变化20°，25°，30°，35°，40°，45°，50°，55°时的边坡安全系数(见表3)。

当摩擦角φ取20°，25°，30°，35°，40°，45°，50°，55°时，其他条件不变，边坡安全系数见图3，安全系数随着摩擦角的增大而增大。因此随着摩擦角的增大，边坡安全系数增大，即摩擦角越大边坡越安全(见图3)。

3 结语

1)岩体中结构面的存在是影响岩石边坡稳定性的重要因素之一。2)其他条件恒定时，边坡稳定性系数不会随着结构面的增加而增加或减小，而是呈现从大—小—大的变化，因此要根据实际情况具体问题具体分析。3)随着结构面的粘聚力或内摩擦角的增加，安全性系数随之不断增大，边坡也越稳定，但是，摩擦角对安全系数的影响表现得更为显著。4)综上可以看出，当想通过增大结构面倾角提高边坡安全系数时，粘聚力和内摩擦角对安全系数的影响不容忽视，反之亦是如此;因此，结构面产状因素对边坡的稳定性影响并不是确定性的，在实际问题中，充分考虑到结构面倾角与粘聚力、内摩擦角的最优组合，这时，边坡处于最理想稳定的状态，对工程安全性及经济的合理性更为重要。

参考文献

[1]张飞,池秀文.岩质边坡稳定性分析的探讨[J].岩土力学,2011,24(sup):37-38.

[2]GB50330-2002,建筑边坡工程技术规范[S].

[3]陈祖煜,汪小刚,杨健,等.岩质边坡稳定分析——原理.方法.程序[M].北京:中国水利水电出版社,2005.

[4]湖北省水利水电勘测设计院.边坡工程地质[M].北京:水利水电出版社,1983.

边坡稳定分析方法综述篇9

1 常用的边坡稳定分析方法

边坡稳定分析的刚体极限平衡方法原理。

刚体极限平衡方法原理的三大要点[1]。

(1) 刚体条件:在分析滑坡的受力和变形过程中, 忽略滑体的内部变形, 认为滑体为不可变形的刚体。

(2) 极限强度条件:假定滑体处于极限强度状态。

(3) 力的平衡条件:在考虑安全系数后, 滑体在所受各种力的作用下处于平衡状态。

1.1 瑞典条分法

如图1所实示, 瑞典条分法的安全系数Fs的一般计算公式表达为:

式中:Wi为土条重力;θi为土条底部中点与滑弧中心连线垂直夹角;抗剪强度指标c、ϕ值是为总应力指标, 也可采用有效应力指标。工程中常用的替代重度法进行计算, 即公式中分子的容重在浸润线以上部分采用天然容重, 以下采用浮容重;分母中浸润线以上部分采用天然容重, 以下采用饱和容重, 这种方法既考虑了稳定渗流对土坡稳定性的影响, 又方便了计算, 其精度也能较好地满足工程需要, 因此在实际工程中得到广泛应用。

1.2 毕肖普法[2]

毕肖普 (Bishop) 考虑了土条两边的侧向力的不平衡, 土条上的受力有重力iW, 滑面上的法向力Ni, 切向抗滑力Ti, 两侧面法向力Ei和Ei+1 (水平向) , 切向力Yi和Yi+1 (竖向) , 如图2所示。它们是平衡的, 形成的封闭力多边形。根据竖向力平衡条件, 有

式中, ∆Yi=Yi-Yi+1, 抗滑力Ti是抗剪强度τf提供的。对于有一定安全性的土坡, 抗剪强度并没有全部发挥, 仅仅发挥了1sF。毕肖普定义安全系数sF为土的实际抗剪强度与保持平衡 (指总体平衡) 所须要的强度之比。即sF=τfτ, 安全系数Fs是对整个土坡而言的, 对各土条均取这一相同的值, 意味着假定滑动体各部分强度的发挥程度是一致的。

将其代入式 (2) 整理后求出Ni, 再将Ni代入式 (3) 得:

式中iilb=cosα, 为土条宽。

对滑动体建立整体力矩平衡方程, 各土条间的侧向力成了内力, 在整体方程中不出现, 法向力Ni通过圆心, 又不引起力矩, 故总体力矩平衡方程为ΣWiai-ΣTiR=0

将式 (4) 代入, 整理后可得

1.3 杨布法

杨布 (Janbu) 沿用了毕肖普关于安全系数的定义, 以及土条的竖向力平衡的公式, 因此式 (2) 至式 (4) 照用。杨布补充了土条水平力的平衡方程补充了土条的力矩平衡方程, 为了力矩平衡方程的简化, 将土条宽度取得很小, 不用b而用∆x来表示, 它与土条高度相比是微量。这样对土条底面中心取力矩平衡, 并略去高阶微量, 可得

杨布假定土条侧向力作用位置在土条高的1/3处, 将条土条侧向力作点连成一线, 叫推力线。上式中hi为推力线与滑面线之间的竖向距离, α1i为推力线在各土条的仰角, 它不同于滑面仰角αi。

与毕肖普法的所不同的是, 杨布法不是建立总体力矩平衡方程, 而是建立总体水平向力的平衡方程, =Σ∆0iE。由式 (6) 得

由式 (2) , 将Ni用Ti表示, 代入式 (7) , 再将式 (4) 代入可得

由于没有用整体力矩平衡方程, 因此滑动面不须要假定为圆弧面, 可以是任意形状的面, 这也是与前两种方法不同的。当土层软硬变化使滑动面不成圆弧状时, 这种方法显现其优越性。

2 结语

本文简要介绍了几种边坡稳定分析的方法, 及各种方法的适用性。

摘要：介绍了土坡稳定分析常用的瑞典法、毕肖普法和杨布法安全系数的定义方法, 对土坡稳定分析有一定的指导意义。

关键词：边坡,稳定,安全系数

参考文献

[1]冯守中.公路软基处理新技术[M].北京:人民交通出版社, 2008.

基于强度折减法的边坡稳定性分析篇10

【关键词】边坡；强度折减法；安全系数

1.绪言

在土木工程中常常会遇到边坡问题一旦处理不好就会为工程留下隐患，为此许多学者提出了各种近似计算边坡的方法，为边坡稳定性计算提供了切实可行的手段。时卫民[1]等对直线型滑面进行了深入探讨，Bishop，Janbu[2-3]对圆弧条分法进行了深入的研究和完善，赵洪波[4]等对非圆弧型滑动面边坡稳定性分析做了大量分析，郑颖人[5-6]等对强度折减法在边坡稳定分析中取得了丰硕的成果。本文已砂土和黏性土两种土质边坡为例通过plaxis有限元软件对边坡稳定性进行分析，获取不同种类土的滑面形式，为边坡稳定性分析提供一定的参考意见。

2.安全系数求解方法

2.1极限平衡法求解边坡安全系数

极限平衡法作为传统的边坡稳定分析方法其基本理论为：假定一种可能的滑动面，分析临界状态下，土体内部强度与外力之间的平衡，计算土体在自重作用下的边坡稳定。在该方法上已经形成了大量的计算模式和计算方法，本文选取两种常用的模型进行计算，直线型滑面法，和圆弧滑面法，其中圆弧滑面法选用常用的瑞典圆弧条分法进行计算。

2.2强度折减法求解边坡安全系数：

强度强度折减法是将土体的抗剪强度指标用一个折减系数F，如式（2.2）和（2.3）所示的形式进行折减，然后用折减后的虚拟抗剪强度指标，取代原来的抗剪强度指标。计算公式如下所示：

（2.1）

（2.2）

通过不断增加折减系数F，反复计算直到边坡发生临界破坏，此时所得的折減系数及为安全系数K。

3.算例

使用plaxis有限元软件对土质边坡进行强度折减法分析。选用砂土和黏性土两种土坡，其它参数见下表：

表3-1 土坡主要参数

种类重度kN/m3弹性模量kN/m2泊松比黏聚力kN/m2内摩擦角

砂土17.01.30e40.3035.0

黏性土16.01.0e40.3515.015.0

3.1有限元强度折减法计算结果