边 坡 工 程 处 治 技 术
目录 第1章 绪 论 ............................................................................................................................... 1
§1.1 概 述 ............................................................................................................................ 1
§1.1.1边坡失稳与滑坡 .................................................................................................... 1 §1.1.2边坡形态与分类 ................................................................................................ 2 §1.1.3边坡稳定性研究的发展 .................................................................................... 5 §1.1.4边坡处治技术的发展 ........................................................................................ 6 §1.2边坡工程的地质勘探 .................................................................................................... 7
§1.2.1边坡勘察中的地质测绘 .................................................................................... 7 §1.2.2边坡工程地质勘探手段 .................................................................................... 8 §1.2.3边坡工程地质试验 ............................................................................................ 8 §1.2.4边坡变形观测 .................................................................................................... 9 §1.2.5边坡滑动面的地质勘探 .................................................................................... 9 §1.3边坡设计的基本资料 .................................................................................................. 10
§1.3.1设计基本资料 .................................................................................................. 10 §1.3.2常用设计参数 .................................................................................................. 10 §1.4边坡设计的基本原则 .................................................................................................. 14
§1.4.1边坡处治的常用措施 ...................................................................................... 14 §1.4.2边坡工程设计的基本原则 .............................................................................. 15 §1.4.3边坡处治方案比选及优化 .............................................................................. 17 §1.4.4边坡处治设计的程序 ...................................................................................... 18
第2章 边坡处治基本理论及稳定性分析 ................................................................................... 19
§2.1 概 述 ....................................................................................................................... 19
§2.1.1边坡稳定性概念 .................................................................................................. 19 §2.1.2影响边坡稳定性的因素 ...................................................................................... 20 §2.1.3边坡稳定性分析基本理论和假定 ...................................................................... 20 §2.2瑞典圆弧法 .................................................................................................................. 22
§2.2.1基本假定 .............................................................................................................. 22 §2.2.2计算公式 .............................................................................................................. 22 §2.2.3渗流影响 .......................................................................................................... 24 §2.2.4稳定计算分析 .................................................................................................. 25 §2.3 Bishop条分法 ............................................................................................................ 26
§2.3.1基本假定和计算公式 .......................................................................................... 26 §2.3.2稳定计算方法 ...................................................................................................... 27 §2.3.3注意问题 .......................................................................................................... 27 §2.4 Janbu条分法 .............................................................................................................. 28
§2.4.1基本假定 .......................................................................................................... 28 §2.4.2计算公式 .......................................................................................................... 29 §2.4.3计算步骤 .......................................................................................................... 31 §2.4.4王复来改进条分法 .......................................................................................... 33 §2.5不平衡推力传递系数法 .............................................................................................. 34
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§2.6边坡稳定分析有限元法 .............................................................................................. 35
§2.6.1有限元法概述 .................................................................................................. 35 §2.6.2弹性非线性模型 .............................................................................................. 36 §2.6.3双屈服面弹塑性模型 ...................................................................................... 40 §2.6.4非线性有限元计算 .......................................................................................... 44 §2.6.5土单元的破坏模式及应力迁移 ...................................................................... 47 §2.7边坡大变形的流形元法 .............................................................................................. 50
§2.7.1数值流形方法的位移 ...................................................................................... 50 §2.7.2大变形流形方法的基本方程 .......................................................................... 52 §2.8快速拉格朗日法(FLAC法) ......................................................................................... 54
§2.8.1FLAC法简述 ..................................................................................................... 54 §2.8.2 FLAC法基本原理 ............................................................................................ 54 §2.8.3 FLAG法计算过程 ............................................................................................ 56 §2.9边坡工程的反分析法 .................................................................................................. 57
§2.9.1反分析法简述 .................................................................................................. 57 §2.9.2反分析基本原理 .............................................................................................. 57 §2.9.3参数反演的优化法 .......................................................................................... 60 §2.10其他方法简介 ............................................................................................................ 62
§2.10.1遗传进化算法 ................................................................................................ 62 §2.10.2神经网络算法 ................................................................................................ 63 §2.10.3模糊测度理论 ................................................................................................ 64 §2.10.4灰色系统理论 ................................................................................................ 65
第3章 坡率法与减重设计 ......................................................................................................... 70
§3.1 概 述 ................................................................................................................... 70
§3.1.1坡率法与减重的概念 ...................................................................................... 70 §3.1.2坡率法与减重的适用范围 .............................................................................. 70 §3.2坡率法的设计 .............................................................................................................. 71
§3.2.1设计的内容与一般规定 .................................................................................. 71 §3.2.2岩质边坡的削坡坡率 ...................................................................................... 72 §3.2.3土质边坡的削坡坡率 ...................................................................................... 74 §3.2.4边坡稳定性验算 .............................................................................................. 76 §3.3滑坡减重的设计 .......................................................................................................... 82
§3.3.1一般规定 .......................................................................................................... 82 §3.3.2滑坡超重计算 .................................................................................................. 82 §3.3.3滑坡稳定性验算 .............................................................................................. 82
第4章抗滑挡土墙的设计与施工 ................................................................................................. 84
§4.1 概 述 ................................................................................................................... 84
§4.1.1 抗滑挡土墙类型、特点和适用条件 ........................................................... 84 §4.1.2 抗滑挡土墙布置原则 ................................................................................... 85 §4.1.3 抗滑挡土墙的设计程序 ............................................................................... 87 §4.2 抗滑挡土墙设计与计算 ........................................................................................... 88
§ 4.2.1 抗滑挡土墙上力系分析与荷载确定 ......................................................... 88 §4.2.2 抗滑挡土墙平面尺寸与高度的拟定 ........................................................... 91 §4.2.3 基础的埋深 ................................................................................................... 92
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§4.2.4 基底应力及地基强度验算 ........................................................................... 92 §4.3 抗滑挡土墙的施工 ................................................................................................... 95
§4.3.1 填料选择 ....................................................................................................... 95 §4.3.2 墙身材料选择 ............................................................................................... 95 §4.3.3 施工注意事项 ............................................................................................... 96
第5章 抗滑桩的设计与施工 ..................................................................................................... 97
§5．1 概 述 ..................................................................................................................... 97
§5.1.1 抗滑桩类型、特点及适用条件 ................................................................... 97 §5.1.2 抗滑桩设计要求和设计内容 ....................................................................... 98 §5.1.3 抗滑桩的设计计算程序 ............................................................................... 99 §5.2 抗滑桩设计荷载的确定 ........................................................................................... 99
§5.2.1 滑坡推力的确定 ......................................................................................... 100 §5.2.2 地基反力的确定 ......................................................................................... 100 §5.3 抗滑桩的计算方法 ................................................................................................. 102
§5.3.1 刚性桩与弹性桩的区分 ............................................................................. 102 §5.3.2 刚性桩的计算 ............................................................................................. 102 §5.3.3 弹性桩的计算 ............................................................................................. 104 §5.4 抗滑桩的设计 ......................................................................................................... 123
§5.4.1 抗滑桩的布设 ............................................................................................. 123 §5.4.2 桩型选择 ..................................................................................................... 125 §5.4.3 桩的内力和变位计算 ................................................................................. 125 §5.4.4 桩的配筋计算和构造设计 ......................................................................... 127 §5.5 抗滑桩的施工 ......................................................................................................... 127
§5.5.1 施工一般程序 ............................................................................................. 127 §5.5.2 设桩工艺选择 ............................................................................................. 128 §5.5.3 施工机具 ..................................................................................................... 129 §5.5.4 施工质量控制 ............................................................................................. 130 §5.5.5 施工中应注意的问题 ................................................................................. 131
第6章 锚杆(索)设计与施工 .................................................................................................... 134
§6.1 概 述 ................................................................................................................. 134
§6.1.1 岩土锚固技术的发展与应用 ..................................................................... 134 §6.1.2 锚杆(索)的结构与分类 ............................................................................. 134 §6.1.3 锚杆(索)在边坡处治中的应用 ................................................................. 136 §6.2 锚杆(索)的设计与计算 ......................................................................................... 138
§6.2.1 锚杆(索)设计的基本原则 ......................................................................... 138 §6.2.2 锚杆(索)的设计程序 ................................................................................. 139 §6.2.3 锚杆(索)锚固设计荷载的确定 ................................................................. 141 §6.2.4 锚杆(索)锚筋的设计 ................................................................................. 141 §6.2.5 锚杆(索)的锚固力计算与锚固体设计 ..................................................... 143 §6.2.6 锚杆弹性变形计算 ..................................................................................... 146 §6.2.7 锚杆(索)的锁定荷载和锚头设计 ............................................................. 146 §6.2.8 锚杆(索)的防腐设计 ................................................................................. 147 §6.3 锚杆(索)的构造设计 ............................................................................................. 148
§6.3.1 锚杆的一般构造要求 ................................................................................. 148
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§6.3.2 锚杆挡墙的构造 ......................................................................................... 148 §6.3.3 锚板支护结构的构造 ................................................................................. 148 §6.3.4 锚钉边坡的构造 ......................................................................................... 149 §6.4 锚杆(索)的施工 ..................................................................................................... 149
§6.4.1 施工前的准备工作 ..................................................................................... 149 §6.4.2 造孔 ............................................................................................................. 150 §6.4.3 锚杆制作与安装 ......................................................................................... 150 §6.4.4 注浆施工 ..................................................................................................... 151 §6.4.5 锚杆的张拉与锁定 ..................................................................................... 152 §6.5 锚杆(索)的试验与观测 ......................................................................................... 152
§6.5.1 锚杆(索)的性能试验 ................................................................................. 152 §6.5.2 锚杆(索)的验收试验 ................................................................................. 153 §6.5.3 锚杆(索)的蠕变试验 ................................................................................. 154 §6.5.4 锚杆(索)的长期观测 ................................................................................. 154
第7章 格构加固边坡的设计与施工 ....................................................................................... 156
§7.1 概 述 ..................................................................................................................... 156
§7.1.1 格构的作用、特点及适用条件 ................................................................. 156 §7.1.2 格构的结构型式及其布置 ......................................................................... 156 §7.2 边坡格构加固设计 ................................................................................................. 157
§7.2.1 格构加固设计的一般要求 ......................................................................... 157 §7.2.2 锚固荷载的计算 ......................................................................................... 158 §7.2.3 格构的结构设计与计算 ............................................................................. 160 §7.2.4 格构的构造要求 ......................................................................................... 161 §7.3 格构的施工 ............................................................................................................. 162
§7.3.1 浆砌块石格构的施工要点 ......................................................................... 162 §7.3.2 现浇钢筋混凝土格构的施工要点 ............................................................. 162 §7.4 国外格构加固技术简介 ......................................................................................... 162
§7.4.1 PC格构加固技术简介 ................................................................................ 163 §7.4.2 QS格构加固技术简介 ................................................................................ 165
第8章 加筋边坡和加筋土挡墙的设计与施工 ....................................................................... 167
§8.1 概 述 ..................................................................................................................... 167
§8.1.1加筋土结构的特点 ........................................................................................ 167 §8.1.2加筋土工作基本原理 .................................................................................... 168 §8.1.3加筋土技术应用概述 .................................................................................... 172 §8.2加筋材料 .................................................................................................................... 174
§8.2.1加筋材料种类 ................................................................................................ 174 §8.2.2加筋材料试验 ................................................................................................ 176 §8.2.3加筋材料指标选用及注意问题 .................................................................... 178 §8.3加筋边坡 .................................................................................................................... 180
§8.3.1加筋边坡形式 ................................................................................................ 180 §8.3.2加筋边坡的设计 ............................................................................................ 181 §8.3.3加筋边坡的施工 ............................................................................................ 184 §8.4加筋土挡墙 ................................................................................................................ 185
§8.4.1加筋土挡墙形式 ............................................................................................ 185
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边坡工程处治技术
