《边坡工程处治技术》PPT课件

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1、边坡工程处治技术高利平Tel:13704751065本课程讲述的主要内容：1概述2边坡稳定分析的基本原理和方法3边坡工程稳定性数值计算分析方法4边坡可靠性的分析方法5边坡处治的常用措施6边坡工程处治技术7边坡处治设计程序8边坡工程处治技术作业1概述边坡是工程中最常见的工程形式，边坡工程中遇到的滑坡问题是全球性三大地质灾害之一。边坡处治，在公路、铁路、水利、市政、土建、水运、矿山等工程中占有重要的地位，特别在公路、铁路工程建设中，边坡处治问题十分突出，也是工程建设中比较棘手的问题。本课程比较系统地介绍了边坡工程处治的各类方法。其主要内容包括：边坡处治基本理论及稳定性分析，

2、坡率法与减重设计，抗滑挡土墙的设计与施工，注浆加固边坡的设计与施工，边坡排水工程设计与施工，边坡工程监测，边坡工程与环境。1.1边坡稳定分析的研究现状边坡稳定分析问题一直是土木工程中的重要研究课题，边坡稳定分析有定性分析法和定量分析法。定性分析法主要是通过工程地质勘察，对影响边坡稳定性的主要因素、可能的变形破坏方式、边坡失稳的力学机制以及对已变形地质体的成因及其演化史进行综合分析，从而对被评价的边坡给出一个稳定性状况及其可能发展趋势的定性说明和解释。定量分析法是运用数值分析方法、塑性极限方法、条分法、可靠度方法和模糊数学方法等，对边坡的稳定安全性（安全系数）进行定量的评

3、价。定性分析的优点是能综合考虑影响边坡稳定性的多种因素，快速地对边坡的稳定状况及其发展趋势作出评价。然而，人们更关心的是如何定量的表示其边坡的稳定性，即边坡稳定的定量分析计算方法。边坡稳定分析的计算方法有多种，如数值分析方法、塑性极限方法、条分法、可靠度方法和模糊数学方法等。目前，对于土质边坡来说，为人们所熟知和广泛讨论应用的方法有条分法和有限元方法。条分法因为其力学模型简单适用，可对边坡进行定量的评价，经过长期的工程实践和不断的完善和补充，已经成为边坡稳定分析的成熟方法。近年来随着数值分析方法在工程领域应用技术的成熟，同时为弥补条分法假设上的不足，有限元方法正成为边坡

4、稳定分析的热点。1.2边坡稳定分析的发展历史二十世纪20年代以前，对于土坡稳定和土压力的计算，一律只计算土体的内摩擦力，并假定滑动面为平面。1773年法国工程师库仑和1857年英国学者郎肯分别提出的土压力理论，就是这类方法的代表。1906年，瑞典人彼德森（K.E.Petterson）和胡尔顿根据大量观测实验论证了某些土体(特别是有粘结力的土体)在发生滑动失稳破坏时，滑动面是与圆弧面接近的曲面。在此基础上，彼德森提出了圆弧滑面分析法。此法初创时，仍只计及土的内摩擦力，并且不考虑土体内部土条间的相互作用力，这就是最初的瑞典圆弧法。二十世纪30-40年代，是瑞典圆弧法逐渐完善

5、的时期。瑞典学者费伦纽斯（W.Fellenius）将最初的圆弧法推广到兼有摩擦力和粘结力的土体稳定计算中去，并初步探索了最危险滑弧位置的变化规律。瑞典圆弧法假定土坡稳定为平面应变问题，滑动面为圆弧面，计算中不考虑滑动土体内部各土条之间的相互作用力，抗滑稳定安全系数是用滑弧面上的全部抗滑力矩与滑动力矩之比来定义的。二十世纪40年代以后，不少学者致力于改进瑞典圆弧法。他们研究的方向主要有以下两个方面:一方面，不少作者致力于探索最危险滑弧面的位置，通过制作数表、曲线，以减少计算工作量。如泰勒(D.W.Taylor)、毕肖普(A.W.Bishop)、拉姆里和包洛斯等，通过一些特

6、殊情况的研究，揭示了最危险滑弧圆心位置的某些变化规律。另一方面，有不少人研究滑裂面的形状。1941年太沙基就提出，土体破坏时的滑动面更接近对数螺旋线。但假定滑动面为对数螺旋线，不仅计算工作更繁，而且大量计算对比表明，似乎也不必要。二十世纪50-60年代，人们研究的主攻方向，一是如何在计算中考虑滑动土体内部土条间的相互作用力，二是研究如何将此法推广应用到任意形状的滑动面。这一阶段的研究工作，使土坡稳定分析的理论和方法逐渐完善，主要表现在:1954年，简布(N.Janbu)提出了普遍条分法的基本原理，将最初的圆弧法推广到任意滑动面的情况，并通过假定土条间推力的作用点位置，使

7、问题得到比较合理的解决。1955年，毕肖普明确了土坡稳定安全系数的定义，为滑动面是非圆弧滑面和考虑分条间作用力的各种方法提供了有利条件。1965年摩根斯顿与普赖斯(MorgensternandN.R.Price)提出了“多余未知函数假定的合理性要求”，从而使得分析的成果更趋合理。1967年人们第一次尝试使用有限元研究边坡的稳定性问题，给定量评价边坡的稳定性创造了条件，并使其逐步过渡到数值方法，从而使边坡稳定性研究进入模式机制和作用过程研究成为可能，同时以概率论为基础的可靠度方法也被引入边坡稳定性研究中。同一时期，我国在边坡工程稳定性研究方