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1、科类 工学 编号（学号） 20081432 本科生毕业设计某膨胀土边坡加固方案设计A Expansive Soil Slope Reinforcement Design虎加标指导教师： 杨松 讲师云南农业大学 昆明 黑龙潭 650201学 院： 水利水电与建筑学院 专 业： 水利水电工程 年级： 2008级 论文（设计）提交日期： 2012年4月 答辩日期： 2012年5月 云南农业大学2012年4月某膨胀土边坡加固方案设计虎加标 云南农业大学水利水电与建筑学院 昆明 650201 摘 要掌握膨胀土的工程特性和边坡失稳特性，根据相关规律和工程实际经验，采用抗滑桩治理滑坡，并对其抗滑桩进行设计，
2、最后对其治理效果进行评价；采用GEO-SLOPE进行数值模拟分析，判断边坡的稳定性是否满足要求，然后提出用抗滑桩治理滑坡的方案，最后按照有关规范进行设计工作；根据相关工程背景，结合有关勘测资料，采用GEO-SLOPE对膨胀土边坡的稳定性进行数值模拟分析，得其边坡安全系数K=1.0471.3，不满足稳定要求；采用抗滑桩结合设置排水措施进行治理，使其满足稳定要求；结合工程实际，按照规范对其抗滑桩进行设计，结果进行人工挖孔灌注桩加固处理后，边坡稳定性大大提高，安全系数为1.304，满足工程设计要求；运用GEO-SLOPE商业软件对治理前后的边坡进行稳定性分析，从相关分析数据中可以看出，抗滑桩的设置大
3、大限制了滑动面的范围，对减小可能的滑坡规模和提高边坡的整体稳定性效果十分明显。关键词：膨胀土；边坡；GEO-SLOPE；稳定性分析；数值模拟；膨胀土边坡治理A Expansive Soil Slope Reinforcement DesignHu JiabiaoYunnan Agriculture University，Water conservancy and hydropower and architectural Kunming 650201ABSTRACTMaster of expansive soil slope engineering characteristics and ins
4、tability characteristics, according to relevant laws and the engineering practice experience, the landslide control anti-slide pile, and the anti-slide pile design, finally, the treatment effect evaluation;The GEO-SLOPE in numerical simulation, the stability of the SLOPE whether meet the requirement
5、s, and then put forward the anti-slide pile of landslide control scheme, then according to relevant regulations, carry out the design work;According to relevant engineering background, with the related survey materials, the GEO-SLOPE of expansive soil SLOPE stability of numerical simulation, the SLO
6、PE safety coefficient K = 1.047 1.3, do not meet the requirements; stability Combined with the anti-slide pile set drainage measures to control that meets stability requirement; Combined with the engineering practice, according to the code of the anti-slide pile design, the artificial dig-hole pile
7、reinforcement, greatly improve the slope stability, safety coefficient was 1.304, and meet the design requirements;Using the GEO-SLOPE of management of the business software and SLOPE stability analysis, from the related analysis can be seen in the data, the setting of the anti-slide pile limits the
8、 scope of the slip plane of the greatly, to reduce possible landslide scale and enhance the overall stability of the SLOPE effect is obvious.Keywords:Expansivesoil;Slope;Geo-slope;Stabilityanalysis;Numericalsimulati-on;Expansive soil slope managemen目录第一章 前言11.1膨胀土边坡稳定的研究11.1.1膨胀土的定义11.1.2膨胀土对边坡稳定影响的
9、机理分析11.1.3膨胀土研究的意义11.2边坡研究现状21.2.1膨胀土边坡稳定问题的研究现状21.2.2裂隙作用31.2.3水的作用31.2.4风化作用41.3工程背景41.3.1边坡地质条件41.3.2岩土层条件91.3.3气候条件101.3.4水文地质条件101.4主要研究内容和思路111.4.1研究内容111.4.2研究思路111.5 治理滑坡的方案11第二章 边坡稳定计算132.1 极限平衡法132.1.1圆弧滑裂面的稳定分析132.1.2瑞典条分法162.1.3毕肖普法172.1.4 Janbu法182.1.5 Spencer法192.1.6 Morgenstern-Price方
10、法202.2 SLOPE/W程序简介212.3模型建立222.3.1数值模拟剖面选取222.3.2数值模型建立222.4数值模型计算结果及分析232.5本章小结26第三章 堆积体边坡治理对策研究283.1治理方案筛选283.1.1治理措施简述283.1.2堆积体边坡治理方案筛选303.2抗滑桩方案研究313.2.1抗滑桩设计应满足的要求313.2.2抗滑桩设计的基本假定323.3设计方案333.3.1排水系统333.4.2 44剖面373.4.3 11剖面393.5在geo-slope中模拟的结果413.5.1 抗滑桩治理结果图413.5.2土条受力信息图423.6本章小结44第四章 结论与建
11、议45致谢4746第一章 前言1.1膨胀土边坡稳定的研究1.1.1膨胀土的定义膨胀土是指具有吸水后显著膨胀、失水后显著收缩特性的高液限粘土。其重要成分由强亲水性粘土矿物蒙脱石和伊利石组成的，是一种具有膨胀结构、多裂隙性、强胀缩性和强度衰减性的高塑性粘性土，也是典型的非饱和土。膨胀土在中国分布广泛，由于膨胀土的特殊性，常常给道桥施工、路基建设、水利工程等造成边坡失稳而影响工程的正常运行，造成人民财产的巨大损失。为此岩土工程师们开展了大量研究工作，以此来探讨膨胀土边坡灾变机理并采用合理的措施防治膨胀土边坡的工程灾。1.1.2膨胀土对边坡稳定影响的机理分析（1）应力。堑坡侧向内应力足够造成集中应力，
12、局部剪应力超过峰值强度，同时随着土体强度的衰减，破坏区范围也会随着剪应力与强度的比值增加而逐渐扩大。（2）强度。膨胀土体强度随着变形的增加，强度衰减明显，残余强度远低于峰值强度。（3）能量。弹性应变能量是土体变化的最主要因素，沿滑动方向产生需要的膨胀力，使破坏区内的土体发生变形，侧向应力的大小很大程度上由弹性的应变能量控制。膨胀的胀缩性和超固结性在成岩连结作用时逐渐胀缩变形和破坏，这样加强了弹性应变能的恢复和积。1.1.3膨胀土研究的意义 我国占有国土面积2/3以上的山地，大多分布在我国的西南西北地区，其中西南地区分布着大量的由滑坡堆积体、坡积物、残积层、崩塌堆积等组成的松散堆积体斜坡，即主要
13、为受重力作用堆积而成第四系覆盖层斜坡。这类堆积体在天然状态一般能够保持稳定状态，但在工程建设中由于工程布置的需要，对其局部进行开挖，从而破坏了原有工况，产生了堆积体开挖边坡的变形及综合治理问题。因此，研究厚度比较薄的土，抗滑桩是其一种比较好的治理方。本文滑坡体位于某市一山北坡，地质调查与地质资料揭示，某山顶部地层为泥盆系五通组长石石英砂岩，某山北坡滑坡体区域地层为志留系高家边组泥质页岩，五通组长石石英砂岩与高家边组泥质页岩分布区的接触部位及附近区域，伴有燕山期中酸性侵入岩体分布。滑坡体第四系覆盖层层厚4.0-11.0m，基本为残坡积的黄色粘土混碎石，碎石成分主要为五通组的长石石英砂岩岩块；粘土
14、为具中弱膨胀性的非均质膨胀土，基本为泥质页岩风化残积及近距离坡积的产。 因此，为保证坡体稳定，对堆积体边坡稳定性分析和治理的研究十分重要。作者在指导老师的指导下，以某北坡膨胀土边坡作为工程研究对象，对堆积体边坡稳定分析和治理方案进行研究。1.2边坡研究现状1.2.1膨胀土边坡稳定问题的研究现状膨胀土滑坡是膨胀土地区一种普遍的边坡变形和失稳现象，也是膨胀土地区最主要的工程地质问题之一。无论是自然膨胀土边坡，还是人工开挖的膨胀土路堑、渠道边坡或人工填筑的堤坝，滑坡现象都时有发生,既往对膨胀土边坡问题的研究主要取得了如下一些认识膨胀土边坡滑坡的主要特点:浅层性：所谓浅层性即滑坡的深度往往在6.0m以
15、内，甚至更浅些，它往往与大气影响层或风化层深度有。平缓性：所谓乎缓性即滑动面往往比较平缓，与坡面相平行或者与水平呈平缓的角度。渐进性：所谓渐进性即滑动可能首先从滑坡体的下端开始，因为那里的剪应力集中，塑性区首先发生和发展，逐渐向上扩大口由于膨胀土具有应变软化的特性，当剪切位移发展到一定程度，强度越过峰值而逐渐降低向残余值方向过渡，这时滑动更易发生了。渐进性还表现在牵引式或迭瓦式滑坡的现象，这也是膨胀土地区滑坡的一个显著特征。时间规律性：所谓时间规律性主要是指膨胀土边坡滑坡的发生，一般具有明显的季节性和间歇规律。由于膨胀土特性规律的一个重要方面，是土体吸水产生膨胀，含水量升高，吸力急剧下降，强度迅速衰减。所以膨胀土边坡滑坡大多在雨季或渠水(或库水)骤降时活动最频繁，发展最快，其次是春融季节时，也有一定发展。因
