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1、土木工程毕业设计论文土木工程毕业设计论文 摘 要本篇毕业论文从土力学基本理论出发，结合相关设计规范及工程实际，对某边坡治 理工程进行初步设计。在设计中采用计算边坡推力的方法进行边坡稳定性分析，并以滑坡 推力的计算结果和地质勘测资料作为肋梁锚杆支护计算、设计的依据。除了理论上的计算 之外，本文还论述了边坡治理的一些基本原则。根据这些基本原则和计算结果，给出了治 理边坡的方案。关键词： 稳定性 锚杆 边坡治理 AbstractThis paper begins with basic theory of soil mechanics,considering the besigh criteria c
2、orrelative and the engineering factors .In the design,we analyze stability of the landsliode by calculating the landslide thrust.With the calculate results and the data of geology survey,we can calculate and design anti-slide piles. This paper discusses some basic principles of landslide treatment a
3、s theoretic calculate. Basing on the basic principles and the calculate results, a project of the landslide treatment be provided. Key words: stability slide piles landslide treatment目 录 1.工程区自然条件 1 2.工程地质概况 1 2.1 地形地貌 1 2.2 地层岩性与岩土工程地质特征 1 2.3 地质构造 3 2.4 水文地质条件 5 2.5 人类工程活动 5 3.边坡特征 7 3.1 边坡形态特征 7
4、3.2 边坡物质组成 7 3.3 边坡的水文地质条件 8 4.边坡稳定性分析 10 4.1 边坡类型及安全等级 10 4.2 影响边坡稳定性的因素 10 4.3 边坡稳定性分析 11 4.4 边坡破坏模式及控制条件 13 4.5 边坡岩石的物理力学性质 15 5.边坡稳定性计算 16 5.1 按岩层层面滑动进行稳定性验算 16 5.2 按岩体破裂面进行稳定性验算 17 5.3 按裂隙面滑动进行稳定性验算 19 6.支护结构设计 21 6.1 设计依据 21 6.2 选择支护方案 21 6.2.1 设计原则 216.2.2 设计支护方案 22 6.3 锚杆计算的理论基础 22 6.3.1 锚杆的
5、基本原理 23 6.3.2 锚杆的力学作用 23 6.4 锚杆计算成果整理 25 7.施工组织设计 28 7.1 施工工序 28 7.2 施工监测 29 7.2.1 监测工作的任务和目的 29 7.2.2 监测设计方案主要技术依据及原则 29 7.3 监测工作设计 30 7.3.1 监测工作布置 30 7.3.2 观测方法 30 参考文献 31 结束语 32 附图 33 1.工程区自然条件忠县位于三峡工程库区中部，县城上游距重庆市 240km，下游距长江三峡工程坝址 约 360km。本边坡位于忠县县城上游、长江左岸，距县城 10km。行政区划隶属重庆市， 水陆交通发达，交通十分便利。忠县地处川
6、东低山丘陵区，属中纬度亚热带东南季风暖气候区，四季分明，气候温 和，湿热多雨，雨量充沛。年均气温 18.2，最高气温 42.1，最低气温-4.1。年均降 雨量 1172.1mm，最大降雨量 1471.1mm，最小降雨量 866.6mm，长年主导东北风。 2.工程地质概况 2.1 地形地貌边坡位于长江近岸谷坡地带，地貌形态主要为坪状丘陵，高程为 206230m，原始 地形坡度为 1030、局部大于 30。边坡的地形坡度为 64，坡高为 18m，坡下为居民 安置点或规划的安置点，周围建筑物较多。 2.2 地层岩性与岩土工程地质特征边坡区域分布有：第四系全新统人工堆积层(Qr)、第四系全新统坡积层(
7、Q4dl)；基岩 为侏罗系上统蓬莱镇组第 2 段（J3P2） 。各岩土层特征分述如下： （1）第四系人工堆积层(Qr)：主要为边坡开挖形成的碎块石填土层，紫红色，稍密状，主要由 块石、碎石及粘土等组成，碎块石呈棱角状，粒径 110cm，含量 30%。分布于边坡外围， 厚度 0.51.5m。堆填时间在三年以内。 残坡积层(Q4dl)：紫红色、灰黄色，粉质粘土夹碎石，碎石含量 10%35%，粒径 13cm， 最大 56cm，碎石多为强风化状泥岩及砂岩，粉质粘土呈可塑状，土层结构稍密。广泛分 布于坡顶及其以上斜坡地带，厚度 0.51.5m。 （2）侏罗系 边坡区由侏罗系上统蓬莱镇组第 2 段（J3P
8、2）基岩组成，地层岩性见地层岩性简表 2.1（地层柱状引用长江三峡水利枢纽库区忠县与石柱县迁建城镇新址地质论证报告 ） 。 表 2.1 岩 性 一 览 表 系 统 组 段 大层 地层 代号 岩性代号 厚度（m） 岩 性 描 述第四系 Q 0.51.5 坡积物（Qdl）：土夹碎石或碎石土； 人工堆积物（Qr）：块石碎石夹土。 侏 罗系 上统 蓬莱镇组 第 2 段 第 3 大层 J3P2-3 Ss 3035.8 厚层浅紫灰色长石砂岩，中部夹两层紫红色粉砂质泥岩。 第 2 大层 J3P2-2-3 St+Cr 7.8 薄层浅灰紫色泥质粉砂岩与紫红色粉砂质泥岩互层。 J3P2-2-2 St 夹 Cr 1
9、5.9 为中厚层灰紫色泥质粉砂岩夹极少量薄透镜状粉砂质泥岩。 J3P2-2-1 St+Cr 15 上部为薄层灰紫色泥质粉砂岩与紫红色粉砂质泥岩互层；中部为厚约 34m 的粉砂岩；底部为厚 3m 的紫红色粉砂质泥岩。 第 1 大层 J3P2-1-4 Ss 20 厚巨厚层浅灰色长石石英砂岩。 J3P2-1-3 St+Cr 8.6 薄中厚层粉砂岩夹紫红色粉砂质泥岩。 J3P2-1-2 Ss 45 浅灰色中厚层砂岩。 J3P2-1-1 St+Cr 17.3 薄层粉砂岩与紫红色粉砂质泥岩互层。 粉砂质泥岩：紫红色，泥钙质胶结较差，层理不发育，可见次圆状泥钙质粉砂岩团块，粒 径 0.52cm。抗风化能力差
10、，遇水易崩解等特点。 泥质粉砂岩：紫红色，泥钙质胶结，成分较均一，局部夹粉砂质泥质条带或薄层，层面略 有起伏，抗风化能力差。 长石石英砂岩：灰灰白色，泥钙质胶结较好，抗风化能力较强，呈厚层、巨厚层状构造。 2.3 地质构造 (1）区域地质构造与地震本区处于扬子准地台之次级构造单元四川台坳（图 2.1） 。基底主要由早元古代 变质火山碎屑岩及侵入其间的岩浆岩组成；区内沉积盖层出露齐全，侏罗系末的燕山 运动使盖层产生强烈褶皱，断裂较为少见。主要是因为沉积岩的高度柔塑性在地应力作用 下，构造变位的表征是塑性流动，褶皱成山，断裂则少发生。主要断裂与褶皱的形成密切 相关，即发生应力集中部位的背斜核部或偏
11、翼部，向斜内偶见小规模的断裂错动。区内构 造形迹的展布方向由 NE 向渐变为 NEE 向弧形，宽阔平缓的屉状向斜与梳状紧闭的背斜相 间排列，构成隔档式构造。区内主要褶皱有万县向斜、大池干井背斜、丰都忠县向斜、 方斗山背斜与石柱向斜。主要断层有楠木垭大垭口断层、横梁子断层、茨竹垭断层、齐 岳山大断层、吊钟坝断层等，分布于工程区外围。 图 2.1 忠县及其周缘地区构造纲要图 1: 背斜; 2: 向斜; 3: 一般断层; 4: 航磁推测大断裂; 5: 二级构造单元界线; 6: 边坡区 根据中国地震动参数区划图 （GB183062001） ，该地区地震动基岩峰值加速度值为 0.05g，反应谱特征周期为
12、 0.35s，相应地震基本烈度为度。 (2）边坡地质构造 边坡内未见断裂发育，层间剪切带不发育，岩体均为裂隙切割，裂隙一般发育在砂岩中， 裂隙短小；泥岩中微裂隙发育。边坡区地层为单斜构造。 2.4 水文地质条件 边坡区为一向冲沟倾斜的斜坡，该区降雨充沛，大气降水大部分多沿斜坡向冲沟排泄，仅 有少部分降水渗入斜坡体的松散覆盖层及基岩裂隙内。汇水面积 0.0001km2。 该区内的地下水，按其赋存条件可分为孔隙水和裂隙水。孔隙水：主要分布于坡积层和人 工堆积层内。埋藏不深，水量不丰，受季节影响明显。裂隙水：赋存于张开的基岩裂隙中， 水量不丰。地下水主要靠大气降雨补给。大部分降水沿斜坡快速向溪沟排泄
13、，仅有很少部分雨水垂直 下渗，补给地下水。该地段的松散堆积层中，泥岩类和砂岩类地层中，水量均不丰，大多 以渗水的方式排泄，该边坡未见泉水出露地下水的水化学类型为 HCO3 -Ca 型水。 总体而言，该区水文地质条件较为简单。 2.5 人类工程活动 边坡坡顶主要为农田和山地，没有大的人类工程活动。坡脚为居民自建房或规划建房的宅 基地，除规划建房处将来需进行建房施工外，不会有大的人类工程活动。 3.边坡特征 3.1 边坡形态特征 边坡走向 356，倾向 86，坡角 64，多呈上缓下陡状。坡顶高程为 231m，坡底高程 为 213.2215.6m。坡面略有起伏，坡面泥岩风化剥落凹进，砂岩凸出。坡长
14、60m，坡高 18m。 3.2 边坡物质组成 （1）岩性 基岩 边坡的地层主要为蓬莱镇组第 2 段第二大层 J3P2-2 地层，岩性主要为中厚层灰紫色泥质粉 砂岩、砂岩与夹少量紫红色粉砂质泥岩与薄层浅灰紫色泥质粉砂岩夹紫红色粉砂质泥岩互 层。 第四系覆盖层 分布于边坡坡顶及外围，主要为坡积物和人工堆积物，厚 0.51.5m。 （2）岩体风化 高边坡地段出露的基岩，由于自身岩石矿物成份、成岩条件的不同，其风化程度有明显的 差异。泥岩类，抗风化能力弱，其风化后多为碎石及碎石土；砂岩类，一般抗风化能力相 对较强，风化后矿物变异，岩石颜色变浅，力学强度降低。 根据地表及人工边坡出露的基岩的风化特征，按
15、岩土工程勘察规范 （GB500212001） 中的岩石风化分带标准，可将区内风化岩体分为强风化带、中等风化带和微风化带，各风 化带特征如下： 强风化带：岩石结构大部分破坏，颜色变浅，矿物变异，岩石破碎，部分手搓呈砂粒或泥 状，遇水容易松散。 中等风化带：岩石结构有轻微破坏，原岩矿物轻度变异，部分泥岩、粉砂质泥岩和泥质粉 砂岩浸水后容易破碎；砂岩仅沿裂隙、层面及所夹软岩有色变现象。 边坡上部或表层岩体多呈强风化状，强风化厚度 0.35.0m。中风化岩体完整，多出露于边 坡中下部。 3.3 边坡的水文地质条件 （1）地表水迳流条件 边坡区为一向冲沟倾斜的斜坡，该区降雨充沛，大气降水大部分多沿斜坡向
16、冲沟排泄，仅 有少部分降水渗入斜坡体的松散覆盖层及基岩裂隙内。汇水面积 0.0001km2。 （2）地下水赋存条件 该区内的地下水，按其赋存条件可分为孔隙水和裂隙水。 孔隙水：主要分布于坡积层和人工堆积层内。埋藏不深，水量不丰，受季节影响明显。 裂隙水：赋存于张开的基岩裂隙中，水量不丰。 （3）岩（土）体的透水性 土体的透水性：区内土体透水性总体较弱，仅表部人工填土透水性相对较强。 岩体的透水性：据忠县城区大量地质勘察资料揭示，基岩中等风化带岩体透水率少部分为15Lu，大部分小于 1Lu。类比可知，该地段中等风化带岩体应属微透水岩体，强风化岩 体透水性也较弱。 （4）地下水补排形式 地下水主要靠大气降雨补给。大部分降水沿斜坡快速向溪沟排泄，仅有很少部分雨水垂直 下渗，补给地下水。该地段的松散堆积层中，泥岩类和砂岩类地层中，水量均不丰，大多 以渗水的方式排泄，该边坡未见泉水出露。 （5）地下水化学成分 本边坡区无地下水排泄点，据邻近本边坡区的地下水的水化学分析成果显示，水化学类型
