淠史杭灌渠切岭滑坡综合治理方法研究和探讨pdf

作者:admin 来源:未知 点击数: 发布时间:2019年07月06日

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  合肥工业大学 硕士学位论文 淠史杭灌渠切岭滑坡分析管理方式的研究和切磋 姓名:张本静 申请学位级别:硕士 专业:岩土工程 指点教师:王国体 20050501 淠史杭灌渠切岭滑坡分析管理方式的研究和切磋 摘要 近年来,我国铁路、公路、水利水电、矿山、城市扶植成长敏捷,大规模扶植带 来的高边坡病害问题日趋严峻,高边坡病害的防治问题也遭到越来越多的关心,为了 确保工程功能的实现及国度和人民生命财富的平安,岩±工程界的学者和工程手艺人 员持久以来做了大量的科学研究及试验工作,为防止和管理边坡不变研究摸索出了大 量的科学理论及现实操作方式。跟着科学手艺的前进,高边坡病害的防治手艺正向着 复合型、轻型化、施工机械化标的目的成长,应力重塑法锚索加固手艺适应了这一成长的 要求,因为其在管理土质边坡中的大量长处,必将获得敏捷的推广使用。 本文在引见边坡分类及边坡不变阐发方式根本上,引见了江淮分水岭淠史杭灌区 切岭地域人工边坡滑坡的成因及常规管理方式,引见了应力重塑法的根基道理,然后 重点会商了操纵预应力锚索加固手艺达到土质边坡实现应力重塑的根基办法,通过理 论阐发及工程实践,阐述应力重塑法在土质边坡滑坡管理中的理论及适用价值。 环节词:应力重塑法预应力锚索人工边坡边坡不变阐发 Discussion and Researchof inthe neatment Ways Comprehensive of at Landslide in area Qie—ling Pi—Shi—Hangirrigation Abstract the IIl has in recent a constIuction vears,our coulltryexperiencedrapiddevelopment ofrailroad and highway,wate卜co璐e“ancyhydropower’mines锄dci够i缸hs虹uctIlres. The coⅡs咖ctionalsocreatedserious of la唱e—scale problemslligh-s1叩es”dromedayby much focusedon tosolveit.Inorderbotll attemion王1asbeen how torealize dayandpublic state and the of slife, purposess“宅guardsecurity proper可afd 吐比engineering people and inthe矗ontof have out scholars carried engineers geo—technicalengineering in researchandtests ofdnein subst锄ialworkscientific overa tlle longperiOd past,如d lotsof out de exploIed ways,both_【heoreticalaIld口rac主ic8l,ina_Kn窖wi也laIldslide and andcQntr01. w“hthescienti6c me prevention AIong techn0109icalproP,ess, ofslide a11d is towards control tecllIlologys”出omeprevention developillgcompound, andmechanicalintre咖ent.The Wi也 light ways technology slope咖engmelling memod anchorsconfonnst0the willbe sn℃ss-陀coveryusingexpansion development.It and duetoits of spread in订eatmemsoil popularized rapidly specincadⅧntages slopes slide. Thisanicle tlle ofslideanmcial in仃oducedcause of sloDesandconve埘onal in 妣砒ment arcaof standsfor a_tershed district,whichaw Pi-shi-hangirrigationQie-ling beMeen andHuihe classification rivers,aRer and Chan百ing jmroducings10pe slope mebasic of me血0d丽th on stabilitya工lalysis,explained str℃s§—recoVery emph髂is meory 也euse of anchofsinthetreatm尉nsoil pre—stressedexpansion of slopeslide.Tkou曲 meoreticaland and theoretical valueoftllisnew analysisprojectexperience,tlle pmctical methodhasbeen insoiI slidecontr01. expoundedmlly slope words:stress Key recoVery aIlchor’anificial method,pre-stress,expaIlsionslope,slope stability analysis 合肥工业大学 本论文经答辩委员会全体委员审查,确认合适合肥工业大学硕士学 位论文质量要求。 答辩委员会签名(工作单元、职称) 主席: ,f玺 古肌v毪爱弓 霸纭 委员: 蕴出本酬歧似r纱培z, 刑物锻笛笏] L 盏 。多网勋 导师; 拥彳 插图清单 图3一】边坡主应力迹线示企图………………………………………………5 图3—2坡顶及坡面张力带示企图……………………………………………6 图3.3坡角对坡脚最大剪应力影响图………………………………………6 图3.4谷底宽对坡脚最大剪应力影响………………………………………6 图3.5边坡应力分布与剪变…………………………………………………10 图3.6滑坡形态示企图………………………………………………………12 图5—1舒岗滑坡计较断面……………………………………………………23 图5.2舒岗滑坡桩内力计较简图……………………………………………25 图513舒岗滑坡镇脚简图……………………………………………………26 图6一I坡面应力重塑示企图………………………………………………28 图6.2预应力锚索加固边坡设想施工流程图………………………………29 图6—3圆弧型粉碎边坡锚固受力阐发………………………………………30 图6—4典型外锚头布局示企图………………………………………………33 图6.5预应力锚索施工法式…………………………………………………35 图6.6预应力锚索束体布局示企图…………………………………………36 表格清单 表5.1 舒岗滑坡撑桩和削坡方案投资比力表…………………………………24 表5—2撑桩和削坡方案优错误谬误比力表…………………………………………24 表5.3桩内力计较成果表………………………………………………………25 表6.1注浆体与土层界面连系强度表…………………………………………32 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指点下进行的研究工作及取得的研究 功效。据我所知,除了文中出格加以标注和称谢的处所外,论文中不包含其他人曾经 颁发或撰写过的研究功效,也不包含为获得 金腰工些太堂 或其他教育机构的 学位或证书而利用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论 文中作了明白的申明并暗示谢意。 …一躲纺孕穆撕期:一多月,,日 学位论文版权力用授权书 本学位论文作者完全领会金目垦互些太堂相关保留、利用学位论文的划定,有权 保留并向国度相关部分或机构送交论文的复印件和磁盘,答应论文被查阅和借阅。本 人授权金壁王些盔堂能够将学位论文的全数或部门内容编入相关数据库进行检索, 能够采用影印、缩印或扫描等复制手段保留、汇编学位论文。 (保密的学位论文在解密后合用本授权书) 学位论文作…:形季彭 新签名 签字日期:≯钌车多月,,日 签字目期: 年 月 日 学位论文作者结业后去向: 工作单元: 德律风: 通信地址: 邮编: 致 谢 值此论文完成之际,谨向我的导师王国体传授暗示最热诚的感激。 在我工程硕士进修阶段,王国体传授和蔼可掬的立场,严谨求实的学风,理论联 系现实,深切浅出的讲授方式,对同窗无微不至的关怀给我留下了一生难忘的印象。 在我论文选题、材料收集及论文撰写过程中,导师赐与了悉心的指点,提出了很多宝 贵的看法和建议,使我深受启迪,受益非浅。在此,我再一次领导师致以最诚挚的敬 意! 别的我要感激土木建筑工程学院和研究生部的列位任课老教师,因为你们的辛勤 教诲,使我又获得一次获得获取学问的机遇,热诚地祝愿你们。 十分感激我的校外导师骆克斌传授,是你的指导,使我的论文撰写有充分的材料; 十分感激我院的地质总工程师张贻火同志在我论文撰写过程中,赐与我的协助。 感激我的家人出格是我的老婆张金萍密斯对我整个进修过程的支撑和激励,你们 是我完成学业的精力动力。 作者:张本静 二oo五年蒲月 第一章 绪论 1.1研究边坡不变的意义 边坡是在天然营力的感化下某人工勾当过程中构成的坡体。按照其岩性可 分为粘性土类边坡、碎石类边坡、黄土类边坡,岩石边坡等。边坡在其构成后, 在必然的期间内是不变的,但因为风化、剥蚀、地层布局、地球营力、水、动 动物及人类勾当的影响,而构成分歧类型的薄弱虚弱布局面,从而形成坡体不不变, 而构成滑坡:跟着我国经济扶植的不竭成长,水利水电、铁路、高速公路、桥 梁等工程的日盏增加,人工切岭、人工边坡不竭呈现,天然边坡因扶植水库使 地表水体的水位不竭上升,构成不不变体,形成滑坡。如许给国度经济及人民 的生命财富平安带来必然的要挟,所以研究边坡不变,对可能发生的边坡失稳 及对失稳的预测和防治研究具有现实的意义。 1.2边坡不变研究的现状 我国地区广宽,山水纵横,天然构成的坡体重多,加之现代化扶植程序的加 快,水利水电、铁路、高速公路等工程项目日以添加,人工边坡到处可见,为 了包管工程办法平安靠得住地运转,工程手艺人员对边坡不变的研究及注重程度 同见提高。目前对边坡的研究次要在保守边坡不变阐发方式的根本上阐明工程 地段天然某人工边坡能否可能发生风险性的变形与粉碎,论证其变形与粉碎的 形式、标的目的和规模,设想出不变而经济合理的人工边坡或以维护并加大其不变 性而采纳经济合理的工程办法,以包管边坡在工程使用期间不致发生风险性的 变形与粉碎。其次是当边坡发生不不变现象或滑塌时,采纳工程办法来阻挠坡 体继续变形或滑塌,大部工程办法是被动的承受坡体变形发生的下滑力,没有 从底子上处理问题。近几年,不少工程界的专家提出很好的方式来处理边坡稳 定问题,虽然在理论上还不是太成熟,但有相当的适用价值。 1.3边坡不变研究面对的坚苦 边坡不变研究是为领会决工程现实问题,它有较强的争对性,由于分歧的 坡体有分歧的特点。起首,地质岩性、地形地貌、布局、机关、地下水、植被 笼盖程度及人类勾当等城市给坡体不变带来影响,因此给边坡不变研究带来很 多不确定要素:其次,因为边坡防治的工程量大、投资多,机械设备笨重,现 场前提差,给一般性的研究形成良多坚苦;再者,因为扶植单元要求工期紧, 留给工程手艺人员研究现实问题的时间短,为管理而管理,没有足够的时间对 边坡进行深切细心的研究,没有从底子上找出处理问题的方式。从而形成统一 地段的滑坡会反复呈现多次或统一类型的滑坡在多处呈现,形成国度和人民生 命财富遭到庞大的丧失。 1.4应力重塑法锚固手艺在边坡管理方面的感化及意义 人工开挖的土质边坡滑坡的管理与防治,重点是要抓住其内在要素,并结 合考虑外部要素。其内因是土体坡面应力形态的改变和抗剪强度的降低。恢复 土体概况原有应力形态,使开挖后的坡面应力形态答复到或近似答复到原有的 应力形态,如许,坡面土体就会连结本来天然土体所具备的强度前提和初始稳 定性。应力重塑法是通过穿过边坡滑动面的预应力锚索,外端固于坡面,内端 由固于滑动面以内的不变土体中,锚索所施加的预应力自动地改变了边坡土体 的受力形态和滑动面上的不服稳前提,既提高了土体的全体性,又添加了滑面 上的抗滑力,从而达到加固边坡、提高不变性之目标。预应力锚索支护与保守 的抗滑桩支护、挡土墙支护有着素质的分歧,后者常常是被动地承受粉碎土体 所发生的荷载,而预应力锚固则能够自动地去加固土体,无效地节制其变形, 防止土体坍塌粉碎的发生。 应力重塑法锚固手艺在边坡管理及防治上的意义在于其工程办法简单,工 程投资低,便利、快速、便于施工,管理结果好。在我国推广应力重塑法边坡 管理手艺,不只有严重经济意义,并且有着主要的现实意义。 第二章影响边坡不变的要素 2.1边坡的分类 2.1.1按构成边坡的岩性分 边坡按构成岩性可分为粘性土类边坡,碎石类边坡,黄土类边坡,岩石类 边坡。 2.1.2按岩层布局分 ①层状布局边坡:由彼此平行的一组布局面形成的边坡。按条理的几多能够分 为:单层布局边坡、双层布局边坡、多层布局边坡。 ②块状布局边坡:出二组或二组以上产状分歧的布局面组合而成的斜破。 ③网状布局边坡:布局面比力稠密,标的目的犯警则的边坡。 2.1.3按岩层倾向与坡向的关系分 ①顺向边坡:岩层走向与坡向垂直,倾向与坡向分歧。 ②反向边坡:岩层走向与坡向垂直,倾向与坡向相反。 ③切向边坡:岩层走向与坡向订交。 ④直立边坡:岩层产状直立,走向与坡向垂直。 2.1.4按边坡成因分 ①剥蚀边坡:次要因为地壳上升,外力对岩体概况发生剥蚀感化而成。地壳上 升的速度分歧,斜面坡的外形亦异。如直线边坡申明上升活动与剥蚀感化均等: 凹形边坡暗示上升活动小于剥蚀感化,凸形边坡暗示上升活动大于剥蚀感化。 ②堆积边坡:岩石风化剥蚀后,碎屑物质堆积在山麓处而成。 ③侵蚀边坡:受地表水的侵蚀丽成,可分岸蚀和沟蚀两种。 ④滑塌边坡:天然边坡被粉碎,发生滑动、崩塌而成的边坡。 ⑤人工边坡:天然边坡遭到报酬的感化某人工开挖、堆积等而成的边坡。 2.2影响边坡不变性的要素 影响边坡不变的底子缘由在于构成边坡的岩土性质、布局机关和边坡的外 形,这些要素是决定不变的内在要素;而水的感化、地动和报酬等要素是影响 边坡不变的次要外部前提。 2.2.1岩士的性质i包罗岩土的坚硬密实程度,抗风化和抗软化能力,抗剪强度,颗粒大小、 外形以及透水机能等。 2.2.2岩层布局及机关:包罗节理、劈理、裂隙的发育程度及分布纪律,布局面 胶结环境以及薄弱虚弱面、破裂带的分布与边坡的彼此关系,下伏岩土面的形态和 坡向、坡度等。 2.2.3地貌要素;边坡的高度、坡度和形态是影响边坡不变性的主要要素,边坡 的外形分歧,其内部应力形态也不不异,改变边坡的外形,就必然会惹起内部 应力形态的变化。 2.2.4风化感化:风化感化对边坡的影响为: ①风化感化使岩土的强度削弱,裂隙添加,影响边坡的外形和坡度,使地面水 易于侵入,改变地下水的动态等。 ②沿裂隙风化时,可使岩土体零落或沿边坡崩塌、堆积、滑移等。 2.2.5天气感化;岩土风化速度、风化层厚度以及岩石风化后的机械变化和化学 交化,均与天气相关。 2.2.6地动感化:地动感化除了岩土体遭到地动加快度的感化而添加下滑力外, 在地动感化下,岩土中的孔隙水压力添加和岩土体强度降低都对边坡的不变不 利。 2.2,7水的感化:地表水和地下的勾当是导致滑坡的主要缘由,因为水的渗入, 惹起岩土的重度添加、抗剪强度降低、产活泼水压力、静水压力,地下水消融 岩土中的易溶物质等。 2.2.8报酬要素:人们在平整场地、构筑公路、铁路、渠道时,因为不合理地开 挖坡脚、不恰当地在边坡上弃土或在边坡上建筑衡宇或堆置材料等。 第三章 边坡不变阐发 边坡的构成,使岩土体内部原的应力形态发生变化,呈现坡体应力重分布, 主应力标的目的改变,应力又发生集中;并且,其应力形态在各类天然营力及工程 影响下,跟着坡体演变雨又不竭变化,使边坡岩土体发生分歧形式的变形与破 坏。边坡不变阐发,就是在阐明工程地段天然边坡能否可能发生风险性的变形 与粉碎,论证其变形与粉碎的形式、标的目的和规模,设想不变而又经济合理的人 工边坡,或以维护并加大其不变性而采纳经济合理的工程办法,以包管边坡在 工程动用期间不致发生风险性的变形与粉碎。 3.1边坡应力分布特征 边坡的变形与粉碎,决定于坡体中的应力分布和岩土体的强度特点。领会 坡体中应力分布特征,对认识边坡变形与粉碎机制很有需要,瞄准确评价边坡 不变,制定符合现实的设想和整治方案有指点意义。可是,因为坡体凡是长短 均质、各向同性的介质,坡形也千差万别,边坡变形与粉碎过程中又不竭地改 变其应力形态。 3.1.1边坡成坡后的应力场 边坡成坡前,岩土体中应力场为原始应力形态,开挖成坡后,坡体质点便 向坡面标的目的挪动,应力从头调整,发生较着的应力重分布现象。按照已有的光 弹试验材料,能够看出应力分布的一些特点: (1)坡体中主应力标的目的发生较着偏转(图3一1)。坡面附近的最大主应力(o .)与坡面近于平行,其最小主应力(o。)与坡面近于正交:坡体下部呈现近乎程度 标的目的的剪应力,且总趋向是由内向外加强,愈近坡脚处愈强。向坡体内部爱渐 恢复到原始应力形态。 碰魈勰凰 (a)n=30‘,w=O: (b)a=75。,w=0: (c)Q=20“,w耋0.8H;(d)a=75“,w兰0.8H。 图3一l边坡主应力迹线示企图(o,=O) (2)坡体中发生应力集中现象。坡脚附近构成较着的应力集中带;坡角愈陡, 集中愈较着。坡脚应力集中的次要特点是最大主应力(o,)与最小主应力(o。)的 应力差达到最大值,呈现最大的剪应力集中。构成一个最大的剪应力增高带。 (3)坡面的岩土体因为侧向压力近于零,现实上变为两向受力形态;而向坡 体内部逐渐地变为三向受力形态。 (4)坡面和破顶的某些部位,因为程度应力较着降低而可能呈现拉应力,形 成张力带,如图3—2所示。 缓 么篮匿圈 图3—2坡项及坡面张力带示企图 o.=3YH (a)o。=0(b) (暗影部门是张力带) 现实上,边坡应力分布远比以上复杂,它还受多种要素的影响。 3.1.2影响边坡应力分布的次要要素 边坡构成后,其应力分布次要受原始应力形态、坡形和岩土体布局特征的 影响。边坡应力特征起首取决于未被开挖前岩土体的原始应力形态。任何边坡 无破例埠处于必然汗青前提下的地应力情况之中,出格在新的机关活动强烈的 地域,往往具有较大的程度机关残存应力(o,)。因此这些地域斜面坡岩体的临 空面附近常常构成应力集中,次要表示为加剧应力分异现象。这在坡脚、坡面 及坡顶张力带表示的最较着(图3—2_b)。研究表白,程度机关残存应力愈大, 其影响愈大,二者呈反比关系。与自重应力形态下比拟,边坡变形与粉碎的范 围增大,程度加剧。 弋、兰厂西 f 二—。 } 一-/。 ./丫 √/一 。,.L逐个 , I l ’一』-_ 图3—3坡角对坡脚最大剪应力影响 图3.4谷底宽对坡脚最大剪应力影响 l——W至;0.8H,o r20;2——W耋O.8H,o,23YH: YH;w一谷底宽度,H=坡高。 3一w=O,o,=3 坡面几何形态是影响坡体应力分布的次要要素。反映坡面几何形态的次要 要素是坡角。坡角添加时,坡顶及坡面张力带的范畴扩大(图3·2):坡脚应力 集中带的最大剪应力也随之增高(图3.3)。谷底岩土体将因谷坡岩土体向下滑 移趋向而呈挤压形态,应力增高,变形加剧。这种谷坡的影响次要表此刻坡脚 附近,而当谷底宽度(w)大于O.8倍坡高(H)时这种影响便削弱。此外,凹 坡使沿坡面走向的程度压应力(两头压应力)加强;凸坡则程度压应力减弱, 或呈现拉应力。前者利于坡体不变,尔后者相反。可见,陡坡与缓坡、狭小坡 与单面边坡、凸面与凹面边坡比力,前者比后者较易变形与粉碎。 边坡变形与粉碎的首要前提,在于坡体中具有着各种形式的布局面:其影 响尤以岩质边坡为著。边坡岩土体的布局特征对坡体应力场的影响相当复杂, 它次要表示为出于岩土体的不均一和不持续,使其沿布局面周边呈现应力集中 或应力阻滞现象。因而,它形成了边坡变形与粉碎的节制性前提,从而发生不 同类型的边坡变形与粉碎的机制。试验表白,坡体中平缓薄弱虚弱布局面的上盘应 力值较高,下盘应力值较低:而软硬两种岩土体界面处,硬侧应力值急剧增高。 可见,坡体中布局面的具有,使边坡应力不持续。 边坡中布局面周边应力集中的特点,次要取决于布局的产状与主压应力的 关系。布局面与主压应力平行,将在布局面端点部位或应力阻滞部位呈现拉应 力和剪应力集中,呈现向布局面两侧成长的张裂。布局面与主压应力垂直,将 发生平行布局面标的目的的拉应力,或在端点部位呈现垂直布局面的压应力,有益 于布局面压密和边坡不变。布局面与主压应力斜交,布局面岐边次要为剪应力 集中,并于端点刚近或应力阻滞部位呈现拉应力。顺坡布局面与主压应力呈 300~400交角,将呈现最大的剪应力与拉应力值,对边坡不变十分晦气,坡体易 沿布局面发生剪切滑移,同时可能呈现折线型蠕滑裂隙系统。布局面彼此交汇 或转机处,构成很高的压应力和拉应力集中区,其变形与粉碎常较猛烈。 3.I.3天然营力要素对边坡不变的影响 边坡在天然情况中不竭遭到各类表里营力要素的感化。这些营力要素影响 边坡不变性,有的是可逆的,有的是不成逆的。实践证明,虽然对边坡不变性 影响的天然营力良多,但在必然前提下,必有一个或几个是次要的,起决定作 用的,即主导营力要素。 改变边坡外形,惹起坡体应力分布的变化:河道、水库及渠道的冲刷和掏 刷,使岸坡外形发生变化。当侵蚀切露坡体底部的薄弱虚弱布局面,使坡体处于临 空形态,或侵蚀切露坡体下伏薄弱虚弱层的顶面,使坡体得到原有平稳形态,最初 导致粉碎。人工削坡未考虑岩体布局特点,切露了节制边坡不变的次要薄弱虚弱结 构面,构成或扩大了}临空面,使坡体得到支持,会导致边坡的变形与粉碎。施 :E法式不妥,坡顶开挖进度慢而坡脚丌挖进度快,加陡边坡或构成倒坡,使坡 脚应力集中增大,常导致边坡的变形与粉碎。 改变边坡岩土体的力学性质,使坡体强度发生变化:风化感化使坡体强度 减小,边坡不变性大大降低,推进边坡变形与粉碎,坡体岩士风化愈深,边坡 不变性愈差,不变坡角愈小。水的浸湿感化对边坡不变性的风险大而遍及,尤 当边坡岩土体亲水性较强或有易溶矿物构成时,如含易溶赫类粘土质页岩、钙 质页岩、凝灰质页岩、泥灰岩或断层角砾岩等,浸水易软化、泥化或崩解,导 致边坡变形与粉碎。 3.2边坡变形与粉碎 边坡构成过程中,其原始应力从头分布,岩土体原有均衡形态便响应发生 变化。在此新的应力前提下,坡体将发生程度分歧的局部或全体的变形与粉碎, 以达新的均衡。自边坡构成起头,坡体便处于不竭的成长变化的总趋向中,首 先变形,逐渐成长为粉碎。边坡变形粉碎的成长过程,能够是漫长的,如天然 边坡的成长演化;也能够是短暂的,如人工边坡的构成与变化。边坡变形与破 坏的发生前提和影响要素相当复杂。但它次要取决于坡体本身所具有的应力特 征和坡体抵当变形与粉碎的能力大小。这两者彼此关系和成长变化,是边坡具 有的内在矛盾。可见,坡体中因为应力分异所呈现的应力集中带,又有抵当变 形与粉碎能力较低的布局面,并当它在空间上形成晦气于不变的组合型式时, 则是以上矛盾成长变化的核心。 边坡变形与粉碎是边坡演变的两大形式,前者以坡体中未呈现贯通性粉碎 面为特点;后者是在坡体中己构成贯通性的粉碎面。并由此以必然的加快度发 生位移为标记。变形与粉碎是一个成长的持续过程,其闻具有羞量与质的转化 关系。近年来,岩体粉碎机制及蠕变理论研究,已充实揭示了二者之间所具有 的纪律性,为边坡不变研究奠基了理论根本。因而,必需研究边坡变形与粉碎 的整个过程,并注重这一过程中变形的研究。这对于定性地揭示坡体应力与结 构强度的矛盾关系,判定现有前提下坡体的不变情况,预测边坡粉碎的可能程 度,都有主要意义。 312.1边坡变形 边坡变形以坡体未呈现贯通性的粉碎面为特点,但在坡体各个局部,出格 在坡面附近也可能呈现必然程度的分裂与错动,而从全体看,开末发生滑动破 坏。它表示为松动和爬动。 ①松动 边坡构成的初始阶段,坡体概况呈现~系列与坡向近于平行的陡倾角张裂 隙,被这种裂隙切割的岩体便向临空标的目的抓紧,挪动。这种过程和现象称为松 动。它是一种边坡卸荷回弱的过程和现象。 具有于坡体的这种松动裂隙,能够是应力重分布中重生的,但大多是沿原 有的陡倾角裂隙发育而成。它仅有张丌而无较着的相对滑动,张开程度及分布 密度由坡面向深处而逐步减小。当包管坡体应力不再添加和布局强度不再降低 的前提下,边坡变形不会猛烈成长,坡体不变不致粉碎。 边坡常有各类松动裂隙,实践中把发育有松动裂隙的坡体部位称为边坡卸 荷带;在此,可称为边坡松动带。其深度凡是用破面线与松动带内侧界线之间 的程度间距来怀抱;边坡松动使坡体强度降低。又使各类营力要素更易深切坡 体,加大坡体内各类营力要素的活跃程度,它是边坡变形与粉碎的初始表示。 所以,划分松动带,确定松动带范畴,研究松动带内岩体特征,对论证边坡稳 定性,出格在确定开挖深度或灌浆范畴+都具有主要意义。边坡松动带的深度, 除与坡体本身的布局特征相关外,次要受坡形和坡体原始应力形态节制。明显, 坡度愈高、愈陡、地应力愈强,边坡松动裂隙便愈发育,松动带深度也便愈大。 ②爬动 边坡岩土体在以自重应力为主的坡体应力持久感化下,向临空标的目的的迟缓 而持续的变形,称为边坡爬动。研究表白,爬动的构成机制为岩土的粒间滑动 (塑性变形),或沿岩石裂纹微错,或由岩体中一系列裂隙扩展所致。它是在应 力持久感化下,岩土体内部一种迟缓的调整性形变,现实上是趋于粉碎的一个 演变过程。坡体中由自重应力惹起的剪应力与岩土体持久抗剪强度比拟很低时, 边坡只能减速爬动;只要当应力值接近或跨越岩土体持久抗剪强度时,边坡才 能加快爬动。因而,边坡最终粉碎,总要颠末必然的过程,或短暂,或时间慢 长。边坡爬动大致分为表层爬动和深层爬动两种根基类型。 (1)表层爬动 边坡浅部岩土体在重力的持久感化下,向临空标的目的迟缓变形形成一剪变 带,其位移由坡面向坡体内部逐步降低直至消逝,这即是表层爬动。破裂的岩 质边坡与松散的土质边坡,表层爬动甚为典型。当坡体剪应力还不克不及构成持续 滑动面之前,会构成一剪变带,呈现迟缓的塑性变形。密实粘土边坡的这种剪 应变,每米可达2.5厘米。岩质边坡的表层爬动,常称岩层结尾“挠现象”,系 岩层或层状布局面较发育的岩体,在重力持久感化下,沿布局面错动和局部破 裂而成的屈曲现象。 图3.5边坡应力分布与剪变带 o。o厂一主应力迹线,Ⅱ,“厂最大剪应力迹线:Ⅱ~可能滑动面 ∑△一坡面变形量:△h一坡顶沉降量;D一剪变带厚度;L一张裂隙 表层爬动的岩层术端挠曲,普遍分布于页岩、薄层砂岩或石灰岩、片岩、 石英岩,以及破裂的花岗岩所形成的边坡上。薄弱虚弱布局面愈稠密,倾角愈陡, 走向愈近于坡面走向时,其发育尤甚。它使松动裂隙进一步张开,并向纵深发 展,影响深度有时竞达数十米。 (2)深层爬动 深层爬动次要发育在边坡下部或坡体内部,按其构成机制特点,深层爬动 有薄弱虚弱基座爬动和坡体两类。 坡体基座产状较缓且有必然厚度的相对薄弱虚弱岩层,在上覆层重力感化下, 以致基座部门向临空标的目的爬动,并惹起上覆层的变形与解体,是“薄弱虚弱基座蠕 动”的特征。薄弱虚弱基座性较大,坡脚次要表示为向临空标的目的爬动,挤出{而软 弱基座中具有脆性夹层,它可能沿张性裂隙发生错位。薄弱虚弱基座爬动将惹起上 覆岩体变形与解体。上覆岩体中薄弱虚弱层会呈现“揉曲”。脆性层又会呈现张性裂 隙;当上覆岩体全体呈脆性时,则发生不服均断陷,使上覆岩体分裂解体。上 覆岩体中裂隙由下向上成长,使被解体上覆岩体迟缓地向下滑移。且被解体成 的岩体之间可完全丧失联合,好像漂浮鄙人伏薄弱虚弱基座上。 坡体沿缓倾薄弱虚弱布局向临空标的目的迟缓挪动变形,称为坡体爬动。它在卸荷 裂隙较发育并有缓倾布局面的坡体中,比力遍及。有缓倾布局面的岩体又发育 有其它陡倾裂隙时,形成坡体爬动根基前提。缓倾布局面夹泥,抗滑力很低, 便会在坡体重力感化下发生迟缓的挪动变形。如许,坡体必然发生微量动弹, 使转机处起首遭到粉碎。这里起首呈现张性裂,将转机端堵截;继续粉碎,形 成次一级剪面,并陪伴有架空现象;进一步便会构成持续滑动面。滑面一旦形 成,其推滑力跨越抗滑力,便导致边坡粉碎。 3.2.2边坡粉碎 边坡中呈现了与外界持续贯通的裂坏面,被朋分的坡体便以必然加快度滑 移或崩塌,离开母体,称为边坡粉碎。 天然边坡的构成过程往往比力迟缓,而坡体中应力的变化和附加荷载的出 现可很敏捷。边坡粉碎便可能呈现不怜悯况。当敏捷构成的坡体应力已跨越岩 土体极限强度,足以构成贯通性粉碎面时,边坡粉碎便急骤发生,松动及爬动 变形的时间很短暂;反之,若坡体应力小于岩土体极限强度而大于持久强度时, 边坡粉碎前总要颠末一段较长时间的松动及爬动变形过程。此外,天然营力对 边坡粉碎的影响很大。某些营力(如地动力、空地水压力)俄然加剧,可使一 些本来并未较着松动及爬动变形迹象的边坡,也会俄然粉碎。边坡粉碎的形式 良多,次要形式有崩塌、滑坡及滑塌。 ①崩塌 边坡前的部份岩体,被陡倾布局面朋分,并以俄然的体例离开母体,翻腾而下, 岩石互相抵触触犯、粉碎,最初堆积于坡脚而构成岩堆,这种过程现象称为崩塌。 其规模相当悬殊,有大规模的山崩,直至小型岩石塌落。 崩塌次要发生在600以上的陡坡前缘处,高陡边坡和陡倾裂隙,或由边坡 前缘的裂隙卸荷成长而来,或因为基座爬动形成的边坡解体构成。这些裂隙在 表层爬动感化下,进一步加深、裂宽,并促使坡脚主应力加强,或坡体爬动进 一步加剧,下部支持力削弱,惹起崩塌。所以,崩塌在高陡边坡处具有较好的 发育前提。构成的岩堆给其后侧坡脚以侧向压力,再次发生崩塌的冲破处将上 移。所以,崩塌具有使边坡逐次撤退退却、规模逐小的趋向。巨型崩塌常发生在巨 厚层状和块状岩体中;软硬相问层状岩体,多以局部崩塌为主。天然营力的影 响,常能使分裂面的成长加剧,如风化、地表水冲刷、空地水压力、地动或爆 破震动等,出格是地动惹起坡体晃悠和大暴雨渗入使空地水压力剧增,以至可 使被朋分的岩体俄然折断,向钋倾倒崩塌。天然界的巨型山崩,老是与强烈地 震或特大暴雨相伴生。 ②滑坡 边坡岩土体沿着持续贯通的粉碎面向下滑动的过程与现象称为滑坡。显 然,滑坡是因为沿着持续贯通的粉碎面推滑力跨越抗滑力所致,是二者矛盾斗 争的成果。 3.2_3滑坡的形态和特征 滑坡有其较着的鸿沟和地形特征,在野外是能够识此外。滑坡地域常构成 ~种特殊的滑坡地形,即在较平整的坡面上呈现低于四周原始坡面的环谷状洼 地,后 顶部有圈椅状陡崖的滑坡后壁;凹地中往往坡状崎岖,裂隙、错台等 遍及分布;前部则有稍为隆起且缓坡向自茸延{申的滑坡舌。它可使河道阶地变位, 阶面突陷、错断,以至将河道堆弯曲、逼向对岸。滑坡体的两侧常构成冲沟, 它们呈现“双沟同源”现象。此外,滑坡体上还会呈现醉汉林、马刀树;常有 地下水大片出露而成为池沼、池塘。这些现象可作为鉴定滑坡的具有及其周界 位置的根据。 以上是滑坡形态的总轮廓,相关滑坡的各部门布局和形态阐发如下 (1)滑床面:也称滑动面或滑面,即上述的贯通性粉碎面。滑床面一般较光 滑,有时可见到擦痕,犹如断层面。滑床面上土石粉碎比力强烈,发生片理化 和糜棱化现象,其厚度较大时可构成为滑动带。 (2)滑坡体:依靠于滑床面下滑的那部门坡。它常可连结岩土体的原始布局, 内部相对位置根基不变。 (3)滑坡床:滑床面下伏未动的岩土体。它完全连结原有的布局,但在滑动 周界处可呈现分歧性质的裂隙。 (4)滑坡台地:滑坡体因各段下滑的速度和幅度分歧而构成一些错台,呈现 数个陡坎和高程分歧的平缓台面。 (5)滑坡舌:滑坡体前缘伸出部门,常呈舌状,故名之。其根部隆起部门称 为滑坡鼓丘。 (6)滑坡裂隙:滑坡体在滑动过程中各部位受力性质和挪动速度分歧,受力 也不均,则发生分歧力学属性的裂隙系统。一般可将裂隙分为拉张裂隙、羽状 剪切裂隙、鼓张裂隙和扇形张裂隙等。 图3.6滑坡形态示企图 】一滑坡体;2一滑床面;3一滑动周界;4一滑坡床:5一滑垃后雕 6一滑坡台地;7一滑坡台坎;8一滑坡舌;9~后缘拉张裂隙 10一鼓张裂隙;11一扇形张裂隙 与崩塌比拟较,滑坡对边坡的粉碎不局限于边坡酊缘,也可涉及深层的破 坏。滑床面可深切坡体内部,以至到坡脚以下,可分为坡上、坡脚、坡基等滑 动类型。滑坡的挪动速度一般较为迟缓,但有很大差别,它次要取决于滑床面 的力学性状、外营力感化强度以及边坡岩土体的性质和布局特征等。当滑床面 位于塑性较大的岩土中或沿着残存磨擦面滑动时,滑速往往迟缓;相反,当滑 床面切过弹脆性岩体或沿着抗剪强度较大的布局面滑动时,可表示为突发迅猛 的滑动。滑坡有较大的程度位移。它在滑动过程中,虽也发生变形息争体,但 ~般仍能连结相对的完整性。所以根掘上述特征,滑坡可与崩塌相区别。 3-2,4滑床面构成机制 滑坡的发生和成长,次要受滑床面构成机制的限制,有以下三种环境: ①滑坡面的构成不受已有布局面的节制。均质完整滑体或虽已有布局面尚 不成为滑动节制面的坡体中,滑床面的构成次要受控于最大剪应力面。但在坡 顶它与张性分裂而重合,所以滑床面现实上与最大剪应力面有必然的偏离,其 纵断面线近似于对数螺旋线。为研究便利,常把滑床面近似地视为圆弧。这种 滑床面多出此刻土质、半岩质或强风化的岩质坡体之中,均由表层爬动成长而 来。 ②滑床面的构成受已有布局面节制。坡体中己具有的布局面强度较低,而 又能形成一些有益于滑动的组合形式时,它将取代最大剪力面而成为滑动节制 面。岩质边坡的粉碎大都沿着边坡内薄弱虚弱布局面而发生、成长,天然营力要素 的影响也常常通过这种面而发生感化。单一的、成一组互相平行的布局面形成 的滑床面,包罗由此布局面直通坡顶,或者被另一组陡立布局面堵截,或者在 后缘与切层的弧形面相连的几品种型。实践表白,倾向临空标的目的的布局面倾角 在lOo摆布便有发生滑动的可能,150~400范畴内滑动最多见。两组以上的布局 面形成的滑床面,其空间形态形形色色,但滑床面的纵剖面线,可归纳为直线 型、折线型和锯齿型。该当申明,多组布局面形成的锯齿型滑床面,在每一转 折处都可咀呈现切角与次一级剪面的爬动过程;但跟着布局面加密。岩体全体 性发生变化,这种布局面临滑床面的节制感化已不较着,滑床面的总轮廓又转 化为弧形。 ③滑床面的构成受薄弱虚弱基座的节制。受薄弱虚弱基座节制的滑床面是由薄弱虚弱基 座的爬动成长而来的。它能够分为两部份:薄弱虚弱基座中的滑面一般受最大剪应 力面节制;而上覆岩体中滑面受断陷或解体裂隙或布局面节制。当上覆岩体已 被朋分解体而丧失强度,滑动次要受薄弱虚弱基座的节制,凡是这种滑坡滑动较缓 慢。当上覆岩体中裂隙仍具有较大强度时,一旦滑动,凡是为突发而迅猛的崩 塌,它常见于薄弱虚弱基座层很薄的前提下。河谷侵蚀或挖方,可使薄弱虚弱基座被揭 露,易形成基座爬动挤出。变形初期往往呈现一系列小的局部滑面,很少被注 意。变形后期,局部滑面逐步联成连续续滑床面,发生迟缓滑动;~定前提下, 也可沿该滑床面急剧滑动。 3.2.5滑坡体的变形与解体 滑坡体凡是沿着床面下滑,一般环境下能大体上连结全体性。但在其发生、 成长过程中,老是有分歧程度的变形息争体。这种变形息争体,从命于滑坡形 成的同一应力场,而且与滑床面的外形、边坡原有的布局特征以及坡体各部门 下滑速度的差别等相关。总地来说,滑坡的后部门遭到拉张,构成张裂痕,其 标的目的大致与滑坡活动标的目的垂直;而滑坡体的前部则受挤压,发生压缩裂痕,其 标的目的大体上接近于滑动标的目的。因而,在前后挤压带与拉张带之间的坡体上常出 现次一级的与滑坡后壁大致平行的断壁,构成滑坡台地;这种台地能够有多级, 使滑体沿横向解体。滑坡体的两侧及底部,因为母岩的抗滑阻力,常生成很多 羽状扭裂痕,且因为沿滑动标的目的各部门阻力、滑速分歧,也可发生纵向解体。 滑坡体的这种变形与解体,可从地质力学道理加以阐发,把滑坡体与母岩 之间的相对位移看着为力偶感化,在这种感化下决定了滑坡体各部门的主应力 分布特点及其各类裂痕的发育环境。 滑坡体的变形与解体,可形成特殊的布局和表面景观,作为我们识别滑坡 的主要标记。此外,滑坡体的一系列裂隙特征,可启迪滑坡体与滑床的性状。 滑坡自下而上呈现引张裂隙,申明滑体受前缘牵张力构成,属牵引式滑坡。滑 城区纵向分布很长,上部剪切裂隙较着而下部剪切裂隙不较着,申明滑体受上 部推力构成,属推移式滑动。滑坡上部平行分布稠密的引张裂隙区,申明此区 段滑床面变浅。滑动迟缓,地表裂隙稀少,大都是深层滑坡;裂隙发育且具明 显纪律性,多属浅层滑坡。引张裂隙在平面上持续至两侧,在剖面上有错台, 大多与滑床面有间接联系。滑体两侧的剪切裂隙向统一标的目的转机,申明滑动方 向有变化。滑体下部鼓张裂丌隙呈现,可判断为下部滑床面坡度变缓,或里反 倾。滑体中部呈现剪切裂隙,申明该裂隙两侧岩土体滑移速度有差别,并借此 可判断出滑床面横向有变化,其变化点在剪切裂隙处。两类似弧形引张裂隙横 向相连,可认为滑床面横向凸起。渭坡前缘呈现放射裂隙,可认为此处滑床面 变得宽阔。 3.3边坡不变性鉴定 边坡不变性鉴定居前仍处于研究摸索阶段,其鉴定方式根基上可归纳综合为自 然汗青阐发法、力学阐发法、工程地质对比法。在工程实践中这三种方式彼此 验证,相互弥补,分析阐发,才能得出精确的结论,天然汗青阐发法得出定性 的结论,它是其它各类方式的根本,力学计较和工程地质对比法,为定量或半 定量的阐发方式,可间接供给工程设想所必需的数据,这两种方式必需成立在 准确的地质阐发的根本上。 3.3.1天然汗青阐发法 天然汗青阐发法,起首对应对边坡岩土体布局进行阐发,并对已有的边坡 变形与粉碎的迹象作深切的研究,然后,进一步联系边坡所处天然情况和汗青 前提的成长变化,查明促使不变性发生变化的主导要素,以鉴定不变现状和发 展趋向,得出边坡不变性的结论。 边坡不变阐发,应通过野外的察看并进行察看材料的统计,按边坡变形与 粉碎的机制,决定坡体中节制性布局面,据以进行岩体布局分类。分歧布局类 型的边坡,各自有奇特的变形与粉碎特点,发生分歧机制的变形迹象和粉碎方 式。岩质边坡中大量变形与粉碎,次要受已有布局面节制。故不变阐发中,对 布局面组合交线与边坡面间的空间几何干系的解析,有主要意义。目前,普遍 采用赤平投影方式进行这种关系的阐发,次要按照各布局面分歧性状和分歧受 力性质,连系营力要素的活跃程度,判明各布局面在斜破成长演变中的感化、 性质。通过对边坡中已有变形迹象的研究加以论证,并连系边坡构成的全数历 史阐发,确定起节制感化的布局面。通过已有变形与粉碎的研究,揭示出坡体 应力与强度的彼此关系,辨别岩土体不变的成长阶段,预测不变的成长阶段与 粉碎模式。变形与粉碎都是在必然前提下由坡体应力感化的间接成果。在深切 进行坡体不变性内在研究的根本上,还应进行边坡天然情况和构成汗青的阐发 研究,如区域水文及景象形象特征、河道地质感化特点、地下水埋藏和汗青前提、 地开地貌特征、区域地质环境、新机关与地动勾当、人类工程感化的现状及历 史过程等。天然汗青阐发法,不只能鉴定边坡不变现状,对边坡不变性的演化 也能够做出预测,并能为力学计较方式确定鸿沟前提手选用参数,能为工程地 质对比法供给对比根据。 3.3.2力学阐发法 边坡不变性力学阐发法是一种动用很广的方式,它能够得出不变性的定量 概念。力学阐发法以岩土力学理论为根本,有的动用散体静力学的根基理论和 方式,进交运算;也有的采用弹塑性理论或剐体力学的某些概念,去阐发边坡 不变性。这些阐发的根基假定尚不克不及在理论上完全处理,且因影响边坡的天然 营力要素又很复杂,力学阐发法的靠得住性很大程度上取决于计较参数的选择和 鸿沟前提简直定,出格是对布局面抗剪强度目标的选择至关主要。 边坡不变的力学计较,凡是成立在静力均衡根本上,按分歧的鸿沟前提去 考虑力的组合,核算滑面上的滑动力及抗滑力大小,进行不变计较。土质边坡 凡是假定为沿坡体中某一弧状面而滑动的滑体前提根本上,进行不变计较。一 般采用瑞典条分法。 设土质边坡滑面为圆弧,其圆心为O点,将滑体分为若干个等分,每一等 分的土条宽度b凡是为半径R的l/10,即b=0.1R,并对土条编号。以圆心『F下 方土条为O号,顺次为l=1,2,3,…,向下I=-1,-2,.3,…。然后分另0计较 每一土条重w。: Fs=抗滑力矩/下滑力矩=cL+tan中· 式中:c——土体凝结力; 中——土体内摩擦角; w.——第i条块自重; ui一第i条块滑面上的程度力 Q,——第i条块滑面倾角。 3.3.3工程地质对比法 工程地质对比法,次要是使用天然汗青阐发法认识和领会已有边坡的工程 地质前提,并与将要研究的边坡工程地质前提相对比,把已有边坡的研究或设 计经验,用到前提类似的新边坡的研究或设想中去。它包罗边坡变形与粉碎形 式和成长变化纪律的经验、边坡设想经验、取用滑面抗剪强度经验、以及边坡 整治的经验。 工程地质对比法,应留意天然边坡与人工边坡工程地质前提的异同点,这 是论证人工边坡不变性的环节。天然边坡与人工边坡对比,要从工程地质前提 的配合性对比,也要参考工程地质前提的差同性,并区别主导要素与一般要素。 影响边坡不变要素的主次,常驻因地而异,但一般环境下,岩石性质、岩体结 构、水的感化和风化感化是次要的,其他如坡面方位、天气前提等是次要的。 当边坡工程地质前提类似的环境下,其不变边坡便可作为确定不变坡角的根据。 3。4庇护边坡不变性的措旌 为包管边坡不变性,避免导致风险性的变形与粉碎,应采纳防治办法,边 坡防治起首弄清边坡演变纪律,判明边坡不变性下降的主导要素,采打消弭和 改变这些要素的措麓,防止边坡不变性的进一步下降,避免导致风险性的粉碎: 其次是工程安插应尽量避开规模较大的严峻不稳且整治极为复杂的边坡地段。 边坡防治应从以下几个方面考虑工程办法: 3.4.1截引地表水:流向边坡变形区的地表径流,使坡体含水量增大,软化 布局面,降低岩土体强度,推进边坡变形与粉碎。因而,招考虑拦截或引排地 表水,以节制边坡变形区的扩展。能够采纳设截水沟、槽和排水阴沟等及时将 地表水引走,削减其停滞下渗的机遇。 3.4.2疏干地下水:边坡中埋藏有地下水并渗入变形区,常是边坡不不变的 主导要素之一。解除滑带水,疏干坡体,并截断渗入补给,是防治深层滑坡的 次要办法。凡是在坡体外围或坡体内,构筑盲沟或支持盲沟群,程度坑道排水, 砂井和平孔结合排水等办法截断息争除地下水流。 3.4.3削坡:削城减荷,使边坡高度降低,坡角减小。削坡时可按照坡高和 滑面性状进行阐发,确定无效的削坡减荷和堆碴方案,填方部门要有优良的地 下水排水设备。 3.4.4支挡:支挡就是针对不不变岩土体进行支挡,一般有重力式挡土墙、 抗滑桩、抗滑桩连系撑杆等。支挡布局的根本应设置在滑床下面的安定层中。 3.4.5锚固:锚固在过去次要是防治岩质边坡的滑动。常用钢筋、锚索或预 应力钢筋、钢缆,加大布局面法向应力,提高边坡的不变性。目前已普遍使用 到各品种型的边坡管理之中,出格是土质边坡中锚固手艺使用,大大地改善了 过去只利用权用挡土布局的被动受力形态,改被动为自动。 第四章淠史杭灌区切岭滑坡成因及阐发 4.1江淮丘陵地域淠史杭灌区区域地质概况 4.1.1地形地貌 安徽省境内江淮丘陵分水岭总体自南西的大别山余脉向北东标的目的横穿本省 中部,分水岭高程一般在60~100m之间,个体地段较低仅50m摆布,较高处约 200~300m。江淮丘陵分水岭以北为淮河道域,地势由南向北倾斜,接近分水岭 为高丘区,高程100~40m,向北推移为低丘和畈区,地形崎岖较小,再向北为 沿淮湖泊凹地,地形低平,高程~般在25m以下。江淮丘陵分水岭以南为长江 流域,发源于大别山自西向东流向的丰乐河阱北至分水岭问,为典型的江淮丘 陵地形,地面高程多在30~70m之间,丰乐河以南至巢湖边缘为低丘和少量圩 区,高程多为10~30m。 4.1.2地层岩性 以北西西~近工具向展布于大别山北麓的磨子潭一晓天深断裂,和近工具向 展粕于安徽省中部的肥西一韩摆渡深断裂为界,两断裂间属北淮阳地层区,其 往西与北秦岭地层区相接;肥西~韩摆渡深断裂以北属华北地层区;扬予地层 区以北北东走向的郯一庐深断裂为界紧邻上述两地层区之东南侧。安徽省境内 江淮丘陵分水岭及其两侧大部门位于北淮阳地层区北片及华北地层区南缘之六 安一合肥地层小区范畴,地表大部门被第四系地层所笼盖,下伏基岩为分布广 泛的侏罗系、白垩系及下第三系陆相地层,岩性次要有红色砂岩、泥岩、含砾 砂岩、砾岩等。上述基岩及笼盖层部门具有分歧程度的膨胀性岩土特征,是易 发生边坡变形粉碎的地段。构成基底的前震旦系变质岩地层仅局部出露。 4.1.3地质机关 与上述深断裂及地层区对应,安徽省中部大地机关单位划分,在磨子潭一 晓天深断裂与肥西一韩摆渡深断裂之间属秦岭褶皱系北淮阳地槽褶皱带,其与 之相邻的北部为中朝准地台江淮台隆:北淮阳地槽褶皱带南部及东南部则属扬 子准地台机关单位。 北淮阳地槽褶皱带南、北鸿沟磨子潭一晓天深断裂和肥西一韩摆渡深断裂 为区域性深大断裂,具有漫长而复杂的演化史,节制了区内地质机关的成长及 地层、火山岩系的分布。该两断层之间另有一条称为金寨一龙河口断裂带,由 一组斜列的断层带构成,线性特征较着。郯一庐深断裂是一条北北东向展布于 中国东部的区域性大断裂,其规模大(长大于500km,宽5~30km),第四纪仍 有勾当,在其南段的安徽境内,主干断裂带第四纪勾当和变形感化有所削弱, 但其西支(定远一合肥一霍山一线)另有必然的勾当性。 4.1.4区域不变性与地动根基烈度 有史料记录的1336年以来,安徽省中部5级以上地动次要发生在霍山、六 安一带(共7次,震级5.O~6.25级),其次为合肥一带(共1次,震级5.O级), 前者多发生在磨子谭一晓天深断裂和会寨一龙河口断裂带与郯一庐断裂西支交 会带附近,后者则发生于郯一庐断裂附近。 据《中国地动动峰值加快度区划图》(GBl8306),皖中地域在霍山、六安 一带,以及在定远、舒城、庐江一带的地动动峰值加快度为0.19(对应的地动 根基烈度为vⅡ度),其余地域地动动峰值加快度为O。059(对应的地动根基烈度 为Ⅵ度)。 4.2淠史杭灌区切岭滑坡的特点 淠史杭灌区切岭滑坡有以下特点: ①淠史杭灌区切岭大部的开挖深度在5—10米,属于中高边坡;部门丌挖深度 跨越10米,属于高边坡。 ②原渠道设想边坡为1:2.8,后来经削坡处置后,现坡比为1:5摆布。 ③滑坡周界清晰,滑壁高度大,一般在2~3米。 ④滑体下中宽度大,一般在50—100米。 ⑤滑体厚度一般在4—7米。 4.3淠史杭灌区切岭滑坡成因阐发 淠史杭灌区切岭滑坡成因要素良多,经频频研究阐发,次要有以下几种起 节制感化的要素: 4.3.1淠史杭灌区切岭的开挖时间较长,边坡概况土层历经卸荷、干湿冻 胀,渠水位变化比及影响,概况土体强度衰减较大,坡脚附近构成较着的应力 集中带,坡体发生蠕变现象。 4.3.2切岭的弃土间接堆筑于坡顶,其荷载间接感化于坡顶之上,使堤顶的 附加应力添加晦气于边坡不变。同时弃土布局松散,地表水易于渗入滞留,然 后迟缓地向渠道渗出,抬高了边坡的地下水位,更为主要的是渗入地下水持久 浸泡堤身土,使土体含水量添加,软化土体强度。 4.3.3滑坡范畴内的土体属膨胀土,膨胀土的滑坡与水的感化极为亲近,由 于胀缩的性质,强烈受大气影响,膨胀土表层具有一个干湿轮回带,干湿轮回带内. 土体裂隙发育,地表水极易沿裂隙渗入,土体充实饱水后,其强度又大幅度衰 减;同时,地表水同化着其他物质充填到裂隙中,下一个干湿轮回,裂隙进一 步扩大,充填物进一步增加。再者,在干湿轮回带底部,水不易渗入,构成了 较高的孔隙水压力,所以,膨胀土在水的感化下很容易发生滑坡。 4.3.4坡面排水设备不全,滑坡带和堆土区植被庇护欠好,以致坡面被冲 刷构成大量的天然冲沟。 4.3.5渠道季候性的输水,灌溉期渠道水位突增,坡体地下水位上涨;不 灌时,水位急剧下降,地下不反补渠水,构成运 动水压力,循环往复,至使坡体土体抗剪强度降低而失稳。 4.3.6切岭段边坡未护砌,设想水位上下的边坡在水流的冲刷感化下及通 航构成的海浪的持久冲击下,岸坡被不竭侵蚀而构成较陡的浪坎,使阻滑区的 土体大大削减,也是诱发边坡失稳的缘由之一。 4.3.7滑动面下全风化砂岩层走向倾于渠底,接近全风化砂岩上面附着强 度较低的蒙脱土,全Jxl化砂岩概况是粉细砂,胶结极差,强度低,边坡易沿此 接触面滑动。 第五章淠史杭灌区切岭滑坡常规的管理方式 5.1瓦东干渠工程概况 淠史杭灌区是我国第二大灌区,自投入利用以来为安徽的农业成长及城镇 供水做出了庞大的贡献,但在运转的过程中经常呈现边坡失稳现象,有的地段 发生大范畴的滑坡,给灌区的灌溉结果发生不良影响。为领会除边坡失稳给工 程使用带来的丧失,相关手艺部分采纳的良多行之无效的方式,现就淠史杭灌 区瓦东干渠切岭滑坡常规的管理方式引见如下: 瓦东干渠援用淠河总干渠水源,是淠史杭灌区最大的一条干渠,渠首位于 肥西县的新民坝,经寿县沙井冲节制闸由舒岗附近进入长丰县境内,经四树、 下塘、朱巷至杜集水库止,全长102Km,此中长丰境内81公里,灌区范畴:西、 北两面以东淝河与瓦埠湖边缘及朱集、庄墓提水灌区为界;东面与炉桥、驷马 山两处堤水灌区交界;南厩以江淮分水岭为界并与滁河干渠灌区邻接。灌区土 地总面积为1869Km2,设想灌溉面积174万亩,此中自流灌区66万亩,抽水 灌区108力f亩。 干渠于1958年冬开工,1958年通水至长丰下塘集,1975年全线.1m3/s。干渠 设想断面要素:底宽27~9m,水深4~2.7 m,边坡系数2.5,糙率:一般段 15000。 干渠全线处于江淮分水岭北侧的丘陵地带,渠道线践长,切岭多,填方线m的有10 处。于渠建成以来,干渠两岸切岭连续发生多处滑坡现象,并针对遍地滑坡进 行了多次管理。经管理后的滑坡体大多运转优良,但仍然不竭发生新的滑坡。 滑体堵塞渠道,影响渠道的运转。 5.2舒岗切岭工程概况 舒岗切岭横跨寿县、长丰两县,全长505 m,最大切岭深度约9m,渠底 宽20m,原渠道边坡l:2.8,渠底高程41.1 m,积年最高水位未跨越设想水位。 舒岗切邻右岸原已发生滑坡,采纳削坡减载的处置方案,处置后的右岸边坡约 为1:5.O。 2001年4月底在相对位置的左岸又俄然发生较大范畴的滑坡,自两县交壤 39+370处起头,全长约100~110m,滑坡体周界清晰,滑坡顶高程为51.7m, 最大滑壁高度约为2.5m,滑坡体最大宽度35 m,纵向排水沟己完全崩塌:滑 坡体最大深度7m,滑坡体向渠道推进5m摆布,导致渠道现实过水断面削减 10.3 m2,占全断面的9%。 5.3舒岗切岭滑坡工程地质前提 舒岗滑坡地貌单位为切岭区,滑坡概况有大量的天然冲沟,滑坡区土层可 分为三层: ①填土Q。:层厚O.7~3.oom层底标高39.46~50.25m,黄色、褐黄色等, 湿~稍湿,次要成分为粘土,含动物根系,土体孔隙比力大,土质松散,地表 裂隙较多。 m,层底高程39.04~40.25 ⑦层粘土Q4“+91:黄色、黄褐色,层厚O.oo~6.20 m,含大量氧化铁,Fe、Mn结核等,局部富集,湿~稍湿,硬可塑~硬塑形态。 ③层泥质粉砂岩:切岭土层的下卧层,接近坡前部门为滑体滑床的一部门。 该层在渠底出露,层顶较为平展。该层表部根基为全风化,风化为粘土及粉细 砂,紫红色,布局致密。 舒岗滑坡滑动面残存强度凝结力c,=6.7kp。,摩擦巾=9.1(o) 5.4舒岗切岭滑坡工程地质评价 勘测场地范畴内滑坡土体属切岭地貌,土体为不均质体,具有微细和较大 裂隙,其局部裂隙稠密成不持续的薄弱虚弱面。且滑坡范畴内土体属膨胀土,因为 胀缩感化,加速了土体的裂隙发育。切岭边坡土体属超凝结土,渠开挖使边坡 土体布局的应力重分布,坡脚及薄弱虚弱面上的应力集中,边坡土体在渠道开挖卸 荷和大气、气温、降水等分析感化下,随时间推移土体华夏有的微细和较大裂 隙张开,使较完整的土体开裂,为地下水的勾当扩大空间,惹起边坡加剧退化, 边坡土体崩塌,导致滑坡发生。 5.5舒岗切岭滑坡管理工程设想 5.5.1滑坡推力计较:舒岗滑坡的滑动面已构成,按平面问题取单宽用推 力传送法计较。 推力传送法公式: B B n—Wn’·cos En=Kc‘Wn‘sin n‘tg中n—Cn-Fn nr +B—l‘[cos(Bn.1一B。)-sin(BB。).tg巾。] 式中:E。、Er…第n、n.1块滑体残剩下滑力(KN): 、)l,n….第n块滑体分量,此中该块土体在地下水位线与与渠水位线之 间部门采用饱和容重,渠水位以下部门采用浮容重(计较滑动力时土体分量) (KN): W。一~第n块滑体分量,此中该块土体在地下水位线以下部门采用 浮容重,(计较阻滑力时土体分量)KN; 8。B n-1…一第n、n一1块滑面的倾角(度); c。由。…一第n块滑动面的凝结力和摩擦角(kp。、度) F。….第n块滑动面单宽面积(m2), K。….不变平安系数。地质材料齐备,地层环境了然,取 1.05~1.2;地质材料贫乏,地层不清晰时,取1.2~1.6。 5.5.2物理力学目标的选用:滑坡体区域进行了分析工程地质勘测,采用 了钻探取样、静探、坑探等方式。土工试验材料见土工试验总表,滑体与滑床 的容重采用土工试验材料的平均值。滑动面抗剪强度目标按下述方式取用。 残存瓤艟Cr-5眦h¨_j/。 陌%h(町n-¨ii(汹万)I j58 』 7。)/ t一,垂警。。 l完建mffi痢亏筝:l磐J 、\:::‰槲掣乡苴韭女业Ⅲ %锻蝼 槲潲确游鬈黛 l 1~l咎料!{二-b弋一≯列 剐Lj Vjz上虬 。豳)~一 图5.1舒岗滑坡计较断面 第一种按地质演讲保举的残存强度目标值进行计较,如滑体出口推力为 零,就可用这一组数据,若不为零,则滑面抗剪强度目标需按第二种方式取值。 第二种系滑坡发生后,滑体虽沿滑动面仍在迟缓爬动,但根基能够认为 滑体在失稳后处于新临界形态之中,此时假定不变平安系数为1,反算滑动面的 抗剪强度目标。并假定渠底无水,渠道地下水位平渠底。本工程按地质演讲推 荐的残存强度目标值进行训算滑体出I___】推力不为零,故采用第二种方式反算滑 动面的抗剪强度目标。反算的滑动面的残存强度值为:凝结力Cr_5.0kPa,摩擦 角中r=4.370 5.5.3滑体推力计较:舒岗滑坡滑动面抗剪强度按第一种方式取值计较结 果均与现实不符,故需从头试算残存强度c。中,值,即按第二种取值方式计 算。计较断面取最大滑弧断面,滑动而残存强度取c,=5.OkPa,中r=4.370试算时, 滑体出口推力E25=O,所以取滑动面抗剪强度c,=5.O”a,r一4.370 滑体推力:取K。=1.15,以最大渭’弧断面计较,完建期:设置支挡建筑物 KN/m;运转期:设置支挡建筑物处 处E14=358KN/m,出口推力E25=257 E】4=292KN加,出口推力E2产200KN/m。计较断面及推力计较见图。 5.5.4管理方案比力:按照滑坡体的推力、滑坡段的地形、地质环境,结 合雷同滑坡管理工程的经验,本工程滑坡管理次要办法拟采用撑桩方案和削坡 方案进行比力,择优选定管理方案。 方案一:撑桩 该方案的次要特点是将滑体推力由底端嵌固、顶端铰支的 抗滑桩承受下滑力,一部门下滑力由桩F部传至滑床,该滑床为风化的红砂岩, 桩底能够安插为嵌岩桩,平安靠得住;另一部门下滑力由桩顶的斜撑传送到渠底。 在桩体前端安插双铰拱毗连桩体,以包管桩前土体推力抟递在桩上。 安插:撑桩按一排安插,顺水流向的撑桩核心间距为4.5米,抗滑桩的直 径1.5米,采用c20钢筋混凝土布局,桩的圆心与渠底边线m, 桩顶的圆心高程为44.594 m;斜撑梁埋于土中,顶面与边坡齐平,斜撑梁采用 c20砼:镇脚采用c15砼。双铰拱深1 m,宽O.2m,为素混凝土布局。 方案二:削坡 通过削减渠道边坡,使滑坡体下滑力削减,不变平安系数达1-2。按照边 坡不变计较.按1:5.5削坡本段渠道边坡才能达到1.2不变平安系数。对方案 。撑桩和方案二削坡进行比力,两方案的可比工程量、投资估算表~表5-l: 表5.1 舒岗滑坡撑桩和削坡方案投资比力表 合价 总价 方案 项目 单元 工程量 单价(元) (万元) (万元) 桩 m3 366.9 800 29.4 撑梁 m3 54

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