边坡治理工程初步设计

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1、边坡治理工程初步设计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 correlative a

2、nd 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 as theoretic

3、calculate. Basing on the basic principles and the calculate results, a project of the landslide treatment be provided.Key words: stabilityslide piles landslide treatment目录1. 工程区自然条件 12. 工程地质概况 12.1 地形地貌 12.2 地层岩性与岩土工程地质特征 12.3 地质构造 32.4 水文地质条件 52.5 人类工程活动 63. 边坡特征 73.1 边坡形态特征 73.2 边坡物质组成 73.3 边坡的水文地

4、质条件 84. 边坡稳定性分析104.1 边坡类型及安全等级104.2 影响边坡稳定性的因素104.3 边坡稳定性分析 114.4 边坡破坏模式及控制条件134.5 边坡岩石的物理力学性质155. 边坡稳定性计算165.1 按岩层层面滑动进行稳定性验算165.2 按岩体破裂面进行稳定性验算175.3 按裂隙面滑动进行稳定性验算196. 支护结构设计216.1 设计依据216.2 选择支护方案216.2.1 设 计 原 则 216.2.2 设 计 支 护 方 案 226.3 锚杆计算的理论基础226.3.1 锚 杆 的 基 本 原 理 236.3.2 锚 杆 的 力 学 作 用 236.4 锚杆

5、计算成果整理257.施工组织设计287.1 施工工序 287.2 施工监测 297.2.1 监测工作的任务和目的 297.2.2 监测设计方案主要技术依据及原则 297.3 监测工作设计307.3.1 监 测 工 作 布 置 307.3.2 观 测 方 法 30参考文献 1结束语 2附图 31. 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

6、。年均气温18.2C，最高气温 42.1T，最低气温-4.1C。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(Q4di)；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

7、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（Q4di）: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（J3p2）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

8、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Q0.51.5坡积物CQdl）:土夹碎石或碎石土；系人工堆积物（Qr ）：块石碎石夹土。侏罗系上统蓬莱镇组第2 段第3 大层J3P2-3Ss3035.8紫厚色粉砂灰色长石砂岩冲部夹两层第2 大层J 2-2-33PSt+Cr7.8薄层浅灰紫色泥质粉砂岩与紫红色 粉砂质泥岩互层。J 2-2-2J3P2 2 2St 夹 Cr15.9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。J3P2-2-1St+Cr15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

9、。第1 大层J3P2-1-4Ss20厚巨厚层浅灰色长石石英砂岩。J3P2-1-3St+Cr8.6薄中厚层粉砂岩夹紫红色粉砂质泥 LJ-I 岩。J3P2-1-2Ss45浅灰色中厚层砂岩。J3P2-1-1St+Cr17.3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，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

10、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

11、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。412图2.156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0.35s，相应地震基本烈 度为可度。(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

12、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， 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

13、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231 m,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

14、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

15、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O.OOOlkm。（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。