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1、岩土工程设计与施工复习大纲2013李文强 何凯中国地质大学工程学院2013/12/11(1) 地质灾害的类型及常见地质灾害形成机理?地质灾害:由于自然或人为作用，多数情况下是二者共同作用，在地球表层比较强烈地危害人类生命、财产和生存环境的岩、土体及其与水的混合体的移动事件.类型:地质构造成因灾害地震与火山；环境工程地质灾害河湖水库灾害、水土流失、土地荒漠化、土地盐渍化、海水入侵、冻融、地面沉降、地面塌陷；地下工程灾害矿井突水、冲击地压、瓦斯突出、矿井及地下工程热害、煤自燃；表层工程地质灾害-崩塌、滑坡、泥石流.能分析给定的地质资料，解释特定的崩塌、滑坡及泥石流的形成？ 地形地貌（陡坡、高山峡谷
2、区） 地质条件（特殊构造单元、岩体结构、易滑岩组) 自然条件 “总诉” 气候条件（降雨、温差) 植被条件（地表水入渗、水土流失） 直接作用人为因素间接作用 “分诉” 崩塌:位于陡崖，陡坡前缘的部分岩土体，突然与母体分离，翻滚跳跃崩崖坠底或塌落在坡脚的过程与现象。一般顺断层或风化层，沿裂隙面，探头崩塌(软硬岩层互层)。形成条件：内部结构1。坡形（大于45度，内部受力，外部临空，稳定性差)； 2.岩性（不同强度岩石在坡体内部结构及坡面边缘不同部位受力情况）；3.分离面（岩土块体之间或块体与母体分离的间断面，指岩层层面，节理面，断层面，各种成因的裂隙和裂缝）及组合特征。 外部环境：1。地震；2.水位
3、升降（增大动水压力,软化岩土，减小抗滑力,岩土的侵蚀作用，加宽裂缝）;3。风力,水力，冻融作用;4.植物的根劈作用；5。人为活动。防治措施：1.主动撤离和躲避;2。防护:拦石沟，落石沟，拦石桩，拦石墙,遮挡明洞；3。地质体改造:地质体材料强化(注浆），结构面强化改造（喷混凝土或挂网喷筋),结构体改造，地质环境条件改造。滑坡:斜坡上的岩土体,在重力作用下沿某一软弱面或软弱带整体滑移.内在因素：1。岩土体的岩性结构（力学强度弱与较坚硬岩层互层结构碎屑岩组）；2。坡形(坡脚大于10度的土质斜坡和坡脚大于45度的岩质斜坡以及下陡中缓上陡)外部因素：1。地表水和地下水流向；2。地震；3。人为活动。防治:
4、“以防为主，及时治理”一 削（挖除,削方减载)；二。挡（挡土墙，抗滑桩,锚固工程)；三。排(地表排水，坡内排水）；四.护；五.改（焙烧法，灌浆法，电渗法）；六。绕。泥石流：发生在山区一种含有大量泥沙和石块的介于洪水和土石滑动之间的暂时性流体。内部条件：特殊地形和松散岩土物质积存情况,泥石流沟谷演变对于泥石流时空发育特征影响。外部条件：1。气象水文；2人为活动（人为开挖，弃土，乱垦滥发）防治：一.水土保持措施；二。工程治理(治水，治泥，水土隔离,挡墙坝，停淤场，排导工程，防护工程）。(2) 滑坡、崩塌及泥石流的主要诱发因素。 “总说”：地震（次级灾害的群发性）；降雨、水位升降；气温变化；加载；开
5、挖;其他人类工程活动. “分说:见第一题中三中地质灾害的外部环境影响因素。(3) 地质灾害的预警与预报？从时间精度上：预测（或预估）、预警、预报和警报（数小时），按预警对象的物理参量划分。滑坡泥石流灾害预警：空间预警、时间预警和强度预警。崩塌滑坡常用监测项目: 链子崖危岩体防治措施：承重阻滑键，预应力锚固,地面排水，防冲拦石坝。(4) 能利用地质灾害的防治措施绕?（防御绕避）削(削坡减荷、放缓边坡)挡（抗滑支挡：桩、挡墙) 固（加固:锚杆、锚索)护（防冲护坡:格构梁、浆砌块石、植草等）排（表里排水）拦（SNS柔性支护网）,根据具体地质条件，提出治理方案.(5) 边坡稳定性评价？应在充分查明工程
6、地质条件的基础上，根据边坡岩土类型和结构，综合采用工程地质类比法和刚体极限平衡计算法进行。边坡稳定性计算方法，根据边坡类型和可能的破坏形式，可按下列原则确定：(1) 土质边坡和较大规模碎裂结构岩质边坡宜采用圆弧滑动法计算；(2) 对可能产生平面滑动的边坡宜采用平面滑动法计算；（3） 对可能产生折线滑动的边坡宜采用折线滑动法计算；(4） 当边坡破坏机制复杂时，宜结合数值分析法进行分析.(6) 熟悉瑞典圆弧法，Bishop法，Janbu法及传递系数法，特别是各方法的平衡公式的假设及推导,知道各方法的不足和优点？瑞典圆弧法假设条件: (1） 土坡稳定属平面应变问题;(2）滑裂面为圆弧,弧面上的滑动土
7、体视为刚体,即计算中不考虑滑动土体内部的相互作用力;（3)定义稳定性系数为滑裂面上所能提供的抗滑力矩之和与外荷载及滑动土体在滑裂面上所产生的滑动力矩和之比；所有力矩都以圆心O为矩心；(4)采用条分法进行计算。平衡公式:土条高为hi 宽为bi 容重为i Wi为土条本身的自重力 Ni为土条底部的总法向反力 Ti为土条底部（滑裂面)上总的切向阻力 滑裂面是任意给定的,需要对各种可能的滑裂面进行计算，从中找出稳定性系数最小的滑裂面.简单,偏于安全。Bishop法假定条件：（1) 土坡稳定属平面应变问题；（2）条块间只有水平作用力,而不存在切向作用力；（3）定义稳定性系数为滑裂面上所能提供的抗滑力矩之和
8、与外荷载及滑动土体在滑裂面上所产生的滑动力矩和之比;所有力矩都以圆心O为矩心；（4）采用条分法进行计算.平衡公式： Janbu法假设条件：(1）假定边坡稳定为平面应变问题 （2）假定整个滑裂面上的稳定性系数一致 （3）假定土条上所有垂直荷载的合力W： Wr+qx+P,其作用线和滑裂面的交点与N的作用点为同一点 （4）假定已知推力线的位置， 推力线应选在土条下三分点附近 平衡公式:传递系数法假定条件：条块间存在相互推力作用,任一条块所受上一条块的推力与上一条块底面平行；最后一个条块的稳定性系数代表整个斜坡的稳定性系数;土条之间不能承受拉力，当任何土条的推力为负时，则推力不再向下传递,而对下土条取
9、推力为零。平衡公式：(7) 危岩体计算中,滑移式危岩体公式要会推导,并会计算有一个锚固力作用后的安全性，其它破坏模式要熟悉？(8) Sarma法基本假设，适用条件要熟悉？可按结构面对滑体进行斜分或者不等距分 ;可以模拟侧面结构面破坏效果及侧面的极限状态； 现场调查记录结构面特征 记录几何形态分析其强度 ；做计算剖面.施加一个虚拟地震力KiWi ; 建立水平和垂直向力的平衡 ； 将强度参数降低F倍 .F=1 得到临界地震系数K；调整F值 直至K等于0时F为稳定性系数 .(9) 坡率法定义？在边坡设计中，如果通过控制边坡的高度和坡度而无须对边坡进行整体加固就能使边坡达到自身稳定的边坡设计方法。坡率
10、法一般考虑的因素? 适用于公路边坡与填方边坡，岩层、塑性黏土与良好的沙土中，地下水位低，有足够的场地。下列边坡不应采用坡率法?1、放坡开挖对拟建或相邻建（构）筑物有不利影响的边坡;2、地下水发育的边坡；3、稳定性差的边坡.(10) 重力式挡土墙的定义、类型及运用？重力式挡土墙:指的是依靠墙身自重抵抗土体侧压力的挡土墙，可用块石、片石、混凝土预制块作为砌体，或采用片石混凝土、混凝土进行整体浇筑。优点是就地取材,施工方便，经济效果好.在我国铁路、公路、水利、港湾、矿山等工程中得到广泛的应用，体积、重量都大。重力式挡土墙可根据其墙背的坡度分为仰斜、俯斜、直立三种类型.1.按土压力理论，仰斜墙背的主动
11、土压力最小，而俯斜墙背的主动土压力最大，垂直墙背位于两者之间.2。如挡土墙修建时需要开挖,因仰斜墙背可与开挖的临时边坡相结合，而俯斜墙背后需要回填土,因此,对于支挡挖方工程的边坡，以仰斜墙背为好。反之，如果是填方工程，则宜用俯斜墙背或垂直墙背，以便填土易夯实.在个别情况下,为减小土压力，采用仰斜墙也是可行的，但应注意墙背附近的回填土质量。3。当墙前原有地形比较平坦，用仰斜墙比较合理;若原有地形较陡，用仰斜墙会使墙身增高很多，此时宜采用垂直墙或俯斜墙。加筋式挡土墙:由墙面板，拉筋，填料组成。依靠填料与拉筋之间的摩擦力来平衡墙面所受的水平土压力（加筋土挡土墙的内部稳定）；并以拉筋，填料的复合结构抵
12、抗拉筋尾部填料所产生的土压力（加筋土挡土墙的外部稳定)，从而保证挡土墙的稳定。可以做的很高，对地基承载能力要求低,适用于大型填方工程，对于浸水和强烈腐蚀地下环境不宜使用。悬臂式与扶臂式挡土墙:一种轻型支挡结构物，依靠墙身的重量及底板以上的填土（含表面超载）的重量来维持其平衡,厚度小，自重轻，挡土高度可以很高，6m左右用悬臂式；6m以上多用扶壁式。它们适用于缺乏石料、地基承载力低及地震地区。桩板式挡土墙:由板状，锚栓,及墙面板组成，板状承受水平压力作用，稳定一是靠桩底端有一定的入土深度后的被动土压力；二是靠板桩顶附近使板桩保持垂直的锚栓。一般常用钢板桩或钢筋混凝土板状,更适应于承载力较低软基条件
13、下。土压力大，要求基础埋深,一般挡土墙无法满足时的高墙，地基充实。(11) 能根据地质条件合理选择挡土墙类型,布置挡土墙的位置？ 布置挡土墙的原则?p 中、小型滑坡，一般将挡土墙布设在滑坡前缘。p 多级滑坡或滑坡推力较大时，可分级布设抗滑挡土墙.p 滑坡中、下部有稳定的岩土锁口者,设置于锁口处。当滑动面出口在建（构）筑物附近，尽可能将抗滑挡土墙靠近建（构)筑物布置 p 滑坡的前缘面向溪流或河岸时，抗滑挡土墙可设置于稳定的岸滩地,或设置在坡脚。p 地下水丰富的滑坡地段,应先进行辅助排水工程，并在抗滑挡土墙上设置好排水设施。p 对于水库沿岸，由于水库蓄水水位的上升和下降，除在浸水斜坡可能崩塌处布设
14、抗滑挡土墙外,在高水位附近还应设抗滑桩或二级挡土墙。(12) 对普通重力式挡土墙的设计时计算过程、内容、方法要熟悉？ 重力式挡土墙的构造要求，如顶宽、伸缩缝间距、泄水，孔间距等必须熟悉？ 墙面坡度常用1：0.31：0.5 基底常做成反坡或锯齿形 土质地基 基底逆坡坡度不宜大于 0.1：1.0；对岩质地基，基底逆坡坡度不宜大于 0。2:1.0 块、条石挡墙墙顶宽度不宜小于400mm，素混凝土挡墙墙顶宽度不宜小于300mm 土质地基 基础最小埋置深度不宜小于 0。50。8m；在岩质地基中 深度不宜小于0。3m前后填土用 透水性较强的填料. 伸缩缝间距:条石、块石挡墙应采用 2025m 素混凝土挡墙
15、应采用 1015m 地基性状和挡墙高度变化处设沉降缝，缝宽 应采用 2030mm 缝中应填塞沥青麻筋或其他有弹性的防水材料 填塞深度不 应小于 150mm在挡墙拐角处，应适当加强构造措施 8 度及8 度以上地震区的挡土墙不宜采用砌结构 对透水地基，且墙前、墙后水位差较大时，挡土墙底板下宜设置垂直防渗体,墙前渗流出逸 处应满足反滤要求. 当地基下卧层为相对透水层时，尚应验算墙前覆盖土层的抗浮稳定性。必要时可采取相应的排水措施。 岩石地基上的挡土墙,可根据防渗需要在挡土墙底板高水位侧设置水泥灌浆帷幕. 采用砌石材料或混凝土预制块修建的挡土墙，其墙体应采取有效的防渗措施。 当挡土墙墙前无水或水位较低而墙后水位较高时，可在墙体内埋设一定数量的排水管
