邊坡工程處治技術(shù)第章　緒論

第1章緒論§1.1概述§1.1.1邊坡失穩(wěn)與滑坡邊坡是自然或人工形成的斜坡，是人類工程活動(dòng)中最基本的地質(zhì)環(huán)境之一，也是工程建設(shè)中最常見(jiàn)的工程形式。作為全球性三大地質(zhì)災(zāi)害(地震、洪水、崩塌滑坡泥石流)之一的邊坡失穩(wěn)塌滑嚴(yán)重危及到國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人們的生命安全。隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的大力發(fā)展，在礦山、水利交通等部門(mén)都涉及到大量的邊坡問(wèn)題因此對(duì)邊坡的正確認(rèn)識(shí)合理地設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)闹卫戆堰吰率Х€(wěn)造成的災(zāi)害降低到最低限度，是巖土工程界的學(xué)者和工程設(shè)計(jì)人員必須考慮的問(wèn)題。邊坡是否穩(wěn)定受多種因數(shù)的影響，主要有：(1)巖土性質(zhì)的影響，包括巖土的堅(jiān)硬程度、抗風(fēng)化能力抗軟化能力強(qiáng)度組成透水性等(2)巖層的構(gòu)造與結(jié)構(gòu)的影響表現(xiàn)在節(jié)理裂隙的發(fā)育程度及其分布規(guī)律、結(jié)構(gòu)面的膠結(jié)情況、軟弱面和破碎帶的分布與邊坡的關(guān)系、下伏巖土界面的形態(tài)以及坡向坡角等；(3)水文地質(zhì)條件的影響，包括地下水的埋藏條件、地下水的流動(dòng)及動(dòng)態(tài)變化等(4)地貌因數(shù)，如邊坡的高度坡度和形態(tài)等(5)風(fēng)化作用的影響主要體現(xiàn)為風(fēng)化作用將減弱巖土的強(qiáng)度，改變地下水的動(dòng)態(tài)；(6)氣候作用的影響，氣候引起巖土風(fēng)化速度、風(fēng)化厚度以及巖石風(fēng)化后的機(jī)械、化學(xué)變化，同時(shí)引起地下水(降水)作用的變化；(7)地震作用除了使巖土體增加下滑力外，還常常引起孔隙水壓力的增加和巖土體的強(qiáng)度的降低；另外人類活動(dòng)的開(kāi)挖、填筑和堆載等人為因數(shù)同樣可能造成邊坡的失穩(wěn)。一個(gè)邊坡的失穩(wěn)往往是多種因素的共同作用的結(jié)果，我們通常將導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)的這些因素歸結(jié)為兩大類。一是外界力的作用破壞了巖土體原來(lái)的應(yīng)力平衡狀態(tài)，如路塹或基坑開(kāi)挖、路堤填筑或邊坡頂面上作用外荷載，以及巖土體內(nèi)水的滲流力、地震力的作用等，改變?cè)袘?yīng)力平衡狀態(tài)，使邊坡坍塌；另一是邊坡巖土體的抗剪強(qiáng)度由于受外界各種因素的影響而降低，促使邊坡失穩(wěn)破壞如氣候等自然條件使巖土?xí)r干時(shí)濕收縮膨脹凍結(jié)融化等水的滲入軟化效應(yīng)、地震引起砂土液化等均將造成強(qiáng)度降低。邊坡在自然與人為因素作用下的破壞形式主要表現(xiàn)為滑坡、滑塌、崩塌和剝落?；?slides)是斜坡部分巖土體在重力作用下沿一定的軟弱面緩慢地整體向下移動(dòng)具有蠕動(dòng)變形滑動(dòng)破壞和漸趨穩(wěn)定三個(gè)階段有時(shí)也具有高速急劇移動(dòng)現(xiàn)象滑塌(slip—slumps)是因開(kāi)挖填筑堆載引起斜坡的滑動(dòng)或塌落一般較突然粘性土類邊坡有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)一個(gè)變形發(fā)展過(guò)程崩塌(fall—slumps)是整個(gè)巖土體塊脫離母體突然從較陡的斜坡上崩落翻轉(zhuǎn)跳躍堆落在坡腳，規(guī)模巨大的稱為山崩，規(guī)模較小的稱為塌方。剝落(falls)是斜坡巖土長(zhǎng)期遭受風(fēng)化、侵蝕，在沖刷和重力作用下，巖(土)屑(塊)不斷沿斜坡滾落堆積在坡腳。邊坡失穩(wěn)破壞產(chǎn)生的滑坡滑動(dòng)沉陷泥石流巖崩這些在表面上看似斜坡巖土體運(yùn)動(dòng)的不同表現(xiàn)形式但隨時(shí)都有泥漿擋壩的倒塌造成125人的死亡1963年北意大利的Vaiont水庫(kù)左岸滑坡使得25000萬(wàn)立方米的滑體以28／的速度下滑到水庫(kù)形成250多米高的涌浪造成下游2500多人喪生1980年我國(guó)湖北運(yùn)安鹽池河磷礦發(fā)生山崩100萬(wàn)立方米的巖體崩落摧毀了礦務(wù)局和坑道的全部建筑物造成280人死亡l989年7月10日華瑩市溪口鎮(zhèn)因崩塌形成的滑坡泥石流造成222人死亡l994年宜賓市興文縣久慶鎮(zhèn)因建設(shè)切坡腳誘發(fā)滑坡導(dǎo)致樓房倒塌趕集村民一次死亡48人，傷40人。l995年10月，330國(guó)道青田縣茅洋村路段邊坡崩塌，途經(jīng)此地至金華大客車(chē)被埋車(chē)內(nèi)37人全部身亡車(chē)輛報(bào)廢1998年美姑縣樂(lè)約鄉(xiāng)特大滑坡導(dǎo)致l50余人失蹤l999年古藺縣滑坡泥石流災(zāi)害死亡41人2001年5月1日重慶市武隆縣縣城江北西段發(fā)生山體滑坡造成一棟9層居民樓房跨塌死亡79人阻斷了319國(guó)道新干道幾輛?？亢驼谕ㄟ^(guò)的汽車(chē)也被掩埋在滑體中世界上每年由于人工邊坡或自然邊坡失穩(wěn)造成的經(jīng)濟(jì)損失數(shù)以億記如1978年Schuster損失每年可達(dá)33億美元除此之外在美國(guó)平均每年至少有25人死于這種災(zāi)害l984年在英國(guó)的Carsington大壩滑動(dòng)使耗資近1500萬(wàn)英鎊的主堤幾乎完全破壞在我國(guó)據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),1998年以來(lái)福建省先后發(fā)生的崩塌滑坡泥石流地面塌陷等21300多起涉及40多個(gè)縣(市區(qū))造成300余人死亡傷500余人毀房500余間經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)10多億元四川省近l0年來(lái)每年地質(zhì)災(zāi)害造成的損失達(dá)數(shù)億元死亡人數(shù)在300人左右三峽庫(kù)區(qū)的最新統(tǒng)計(jì)表明1982年以來(lái)庫(kù)區(qū)兩岸發(fā)生滑坡崩塌泥石流70多處規(guī)模較大的40多處死亡400人直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)千萬(wàn)云南省的公路邊坡災(zāi)害調(diào)查數(shù)據(jù)顯示1990～1999年云南公路邊坡發(fā)生大中型崩塌滑坡泥石流135～144次造成l000余座橋梁被毀經(jīng)濟(jì)損失達(dá)l68億余元并對(duì)全省2220km公路的運(yùn)營(yíng)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。邊坡的治理費(fèi)用在工程建設(shè)中也是極其昂貴的根據(jù)1986年ENBrohead的統(tǒng)計(jì)用于邊坡治理的費(fèi)用約占地質(zhì)和自然災(zāi)害的25％～50％左右。如在英國(guó)的北Kent海岸滑坡處治中平均每公里混凝土擋墻耗資高達(dá)l500萬(wàn)英鎊在倫敦南部的一個(gè)僅2500m2的小型滑坡處理中勘察滑動(dòng)面耗資2萬(wàn)英鎊而建造上邊坡抗滑樁擋土墻及排水系統(tǒng)花去l5萬(wàn)英鎊如果加上下邊坡費(fèi)用將翻倍在我國(guó)隨著大型工程建設(shè)的增多用于邊坡處治的費(fèi)用在不斷增大如三峽庫(kù)區(qū)僅用于一期的邊坡處治國(guó)家投資高達(dá)40億元人民幣特別是在我國(guó)西部高速公路建設(shè)中用于邊坡處治的費(fèi)用占總費(fèi)用30％～50％因此對(duì)邊坡進(jìn)行合理地設(shè)計(jì)和有效治理將直接影響到國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)建設(shè)的投資以及安全運(yùn)營(yíng)?！?.1.2邊坡形態(tài)與分類在實(shí)際工程中為滿足不同工程用途的需要邊坡設(shè)計(jì)形態(tài)多種多樣邊坡的分類通常有以下幾種：(1)按照邊坡的成因可分為天然邊坡和人工邊坡。天然邊坡是自然形成的山坡和江河湖海的岸坡。(2)按照構(gòu)成邊坡坡體的巖土性質(zhì)可分為粘性土類邊坡碎石類邊坡黃土類邊坡和巖石類邊坡。(3)按照邊坡的穩(wěn)定性程這種分類方法一般根據(jù)邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)的大小進(jìn)行劃分，但無(wú)嚴(yán)格的規(guī)定。(4)按照邊坡的高度分類，邊坡高度大于l5m稱為高邊坡，小于l5m稱為一般邊坡。(5)根據(jù)邊坡的斷面形式可分為直立式邊坡傾斜式邊坡和臺(tái)階形邊坡如圖l1所示根據(jù)這三種形式可構(gòu)成復(fù)合形式的邊坡如圖l2所示邊坡橫斷面外形和各部位名稱如圖1.3所示。(6)根據(jù)使用年限分為臨時(shí)性邊坡和永久性邊坡。臨時(shí)性邊坡是指工作年限不超過(guò)兩年的邊坡；永久性邊坡是指工作年限超過(guò)兩年的邊坡。除了上述分類方法外，邊坡還可以根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分類。在實(shí)際工程中，由于設(shè)計(jì)或施工不當(dāng)，或因地質(zhì)條件的特殊復(fù)雜性難以預(yù)計(jì)，邊坡中一部分坡體相對(duì)于另一部份坡體產(chǎn)滑坡，其滑動(dòng)形式可用圖l4表示。牽引式滑坡主要是由于邊坡開(kāi)挖卸載，坡體內(nèi)部應(yīng)力釋放原有平衡狀態(tài)被打破在坡頂后緣一定位置處產(chǎn)生拉裂縫隨著邊坡開(kāi)挖深度的增加裂縫逐漸向后發(fā)展，滑動(dòng)面位置相應(yīng)由淺部向深部發(fā)展。推移式滑坡主要是由于整個(gè)路堤(或堤壩、土堤等)向下滑動(dòng)，推動(dòng)坡體變形或破壞，坡頂出現(xiàn)明顯的下沉，并出現(xiàn)拉裂縫，形成臺(tái)階；坡腳附近的地面有較大的側(cè)向位移并向上隆起。而整體式滑坡則是由于坡體開(kāi)挖或填筑，破壞了整個(gè)古滑坡體的平衡狀態(tài)，致使整個(gè)古滑坡體復(fù)活，在整個(gè)坡面上均出現(xiàn)大小不同的拉裂縫，坡腳產(chǎn)生明顯的向上隆起。邊坡的安全等級(jí)的劃分是根據(jù)邊坡破壞后造成的損失的嚴(yán)重性、邊坡的類型及坡高等因素確定的，它是邊坡工程設(shè)計(jì)和施工中根據(jù)不同的地質(zhì)環(huán)境條件及工程具體情況加以區(qū)別對(duì)待的重要標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《建筑邊坡支護(hù)技術(shù)規(guī)范》，邊坡的安全等級(jí)劃分為三級(jí)，如表11所示。§1.1.3邊坡穩(wěn)定性研究的發(fā)展邊坡研究的基礎(chǔ)理論是建立在土力學(xué)和巖石力學(xué)之上的，所以土力學(xué)和巖石力學(xué)的成就與發(fā)展決定了對(duì)邊坡研究的完善程度。二次世界大戰(zhàn)前后，邊坡問(wèn)題的研究尚屬土力學(xué)的研究范疇邊坡穩(wěn)定性分析方法主要借鑒土力學(xué)的研究成果例如l916年由Prantle提出Fellenius和Taylor(1922)發(fā)展的圓弧滑動(dòng)法、1955年的Bishop條分法、l954年的Janbu條分法和20世紀(jì)70年代的王復(fù)來(lái)分析方法等形成極限平衡理論，是建立在剛塑性體模型基礎(chǔ)上的破壞理論，是古典土力學(xué)解決土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的核心。而現(xiàn)代土力學(xué)致力于土體真實(shí)破壞過(guò)程的理論研究它的建立可能要運(yùn)用到損傷力學(xué)細(xì)觀力學(xué)和分形理論等現(xiàn)代力學(xué)分支最后要完成對(duì)邊坡破壞過(guò)程的數(shù)學(xué)模擬。巖石邊坡的研究依賴于巖石力學(xué)的發(fā)展早期人們將簡(jiǎn)單均質(zhì)彈性彈塑性理論為基礎(chǔ)的半經(jīng)驗(yàn)半理論邊坡分析方法用于巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性研究，但其計(jì)算結(jié)果與工程實(shí)際有較大差異。在20世紀(jì)60年代初期，隨著大型工程的建設(shè)，所形成的邊坡規(guī)模加大，地質(zhì)條件也變得極其復(fù)雜，特別是l963年意大利Vaiont水庫(kù)左岸的滑坡等一系列水電工程事故的發(fā)生后，促使人們對(duì)巖石力學(xué)進(jìn)行深入的研究巖石邊坡穩(wěn)定性研究也向前邁進(jìn)了一大步人們清楚的認(rèn)識(shí)到在邊坡穩(wěn)定性分析中，必須將地質(zhì)分析與力學(xué)機(jī)制分析緊密結(jié)合起來(lái)，從而形成了60年代初期的剛體極限平衡法，以及結(jié)構(gòu)面的力學(xué)特性對(duì)巖體滑動(dòng)的影響研究。1967年人們第一次嘗試用有限元研究邊坡的穩(wěn)定性問(wèn)題給定量評(píng)價(jià)邊坡的穩(wěn)定性創(chuàng)造條件并使其逐步過(guò)渡到數(shù)值方法從而使邊坡穩(wěn)定性研究進(jìn)入模式機(jī)制和作用過(guò)程研究成為可能同時(shí)以概率論為基礎(chǔ)的可靠度方法也被引入邊坡穩(wěn)定性研究中。同一時(shí)期，我國(guó)在邊坡工程穩(wěn)定性研究方面也取得了豐碩的成果，如巖體結(jié)構(gòu)理論及相應(yīng)的邊坡巖體穩(wěn)定性分析的巖體工程地質(zhì)力學(xué)方法等。20世紀(jì)80年代后，由于計(jì)算技術(shù)的發(fā)展及巖體力學(xué)性質(zhì)研究的進(jìn)展，各種復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算方法廣泛地應(yīng)用于邊坡研究。l983年孫玉科對(duì)鹽池河山崩變形機(jī)制作了平面有限元分析；1989年陳宗基對(duì)撫順露天礦邊坡按照l(shuí)9o24o34o的坡角以及坡角為l9o并有深部開(kāi)采的不同模式進(jìn)行有限元分析；l991年Jons對(duì)英國(guó)威爾士煤田邊坡穩(wěn)定性與采礦沉陷性狀的相關(guān)性進(jìn)行了有限元分析并用模型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證1971年Cundall提出了非連續(xù)介質(zhì)的離散元用于模擬邊坡的漸進(jìn)破壞，l991年Toshihisa運(yùn)用該方法分析了日本305國(guó)道的巖石邊坡的破壞過(guò)程。l986年Flac的出現(xiàn)，為邊坡分析提供了一種極其有效的方法，它不但可以處理大變形問(wèn)題而且可以模擬某一軟弱面的滑動(dòng)變形能真實(shí)反映實(shí)際材料的動(dòng)態(tài)行為并可考慮錨桿擋土墻抗滑樁等支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖的相互作用被公認(rèn)為是巖土力學(xué)數(shù)值模擬行之有效的方法1988年Brady運(yùn)用它對(duì)礦山傾斜采場(chǎng)的加固方案進(jìn)行了模擬，1993年Billaux對(duì)6m高沖填體進(jìn)行了模擬，l995年王永嘉將Flac引入國(guó)內(nèi)，先后在水電、隧洞、邊坡中廣泛使用。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，邊坡問(wèn)題的研究將傳統(tǒng)的邊坡工程地質(zhì)學(xué)、現(xiàn)代巖土力學(xué)和現(xiàn)代數(shù)學(xué)力學(xué)相結(jié)合形成了所謂的現(xiàn)代邊坡工程學(xué)各種現(xiàn)代科學(xué)的新技術(shù)如系統(tǒng)工程論數(shù)量理論信息理論模糊數(shù)學(xué)灰色理論現(xiàn)代概率統(tǒng)計(jì)理論耗散論協(xié)同學(xué)突變理論混池理論分形理論等不斷用于邊坡問(wèn)題研究中，從而給邊坡的穩(wěn)定性研究提供了新理論、新方法。綜上所述不難發(fā)現(xiàn)目前邊坡穩(wěn)定性研究已有了相當(dāng)?shù)乃脚c規(guī)模邊坡作為一個(gè)系統(tǒng)工程，其發(fā)展過(guò)程可表述為5個(gè)階段，即借助于古典土力學(xué)的穩(wěn)定性分析階段、50年代偏重于穩(wěn)定性描述與分析的地質(zhì)歷史分析階段、60年代考慮時(shí)效過(guò)程的穩(wěn)定性分析階段、80年代后期以數(shù)值模擬、模型試驗(yàn)為主的半定量分析階段和90年代以后的現(xiàn)代邊坡工程學(xué)階段。§1.1.4邊坡處治技術(shù)的發(fā)展邊坡治理是一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜施工困難的災(zāi)害防治工程近年來(lái)隨著高速公路建設(shè)事業(yè)的迅速發(fā)展，以及大型重點(diǎn)工程項(xiàng)目的日益增多，邊坡治理總是越來(lái)越突出。在20世紀(jì)50年代我國(guó)治理邊坡主要采用地表排水清方減載填土反壓抗滑擋墻及漿砌片(塊)石防護(hù)處治等措施但工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明采用地表排水清方減載填土反壓僅能使邊坡暫時(shí)處于穩(wěn)定狀態(tài)，如果外界條件的發(fā)生改變，邊坡仍然可能失穩(wěn)。在1981年洪水期間，寶成鐵路有10處滑坡是屬于曾經(jīng)整治過(guò)但僅采取排水、減載或抗滑擋土墻措施。20世紀(jì)60年代末期，我國(guó)在鐵路建設(shè)中首次采用抗滑樁技術(shù)并獲得成功。隨后在成昆線湘黔線寶成線川黔線等鐵路建設(shè)中推廣應(yīng)用抗滑樁技術(shù)的誕生使一些難度較大的邊坡工程問(wèn)題的處理成為現(xiàn)實(shí)由于它具有布置靈活施工簡(jiǎn)單對(duì)邊坡擾動(dòng)小開(kāi)挖斷面小圬工體積少承載能力大施工速度快等優(yōu)點(diǎn)受到工程師們和施工單位的歡迎在全國(guó)范圍內(nèi)迅速得到推廣應(yīng)用，并從20世紀(jì)70年代開(kāi)始逐步形成以抗滑樁支擋為主、結(jié)合清方減載、地表排水的邊坡綜合治理技術(shù)l975鐵道部頒布《鐵路工程技術(shù)規(guī)范有關(guān)路基章節(jié)中對(duì)滑坡治理強(qiáng)調(diào)一次根治強(qiáng)調(diào)綜合整治重視支擋作用將地表排水地下排水抗滑擋土墻作為主要技術(shù)推薦將抗滑樁作為新技術(shù)推薦強(qiáng)調(diào)減載要注意是否會(huì)引起后部次生滑坡的產(chǎn)生1985年修訂《路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(TBJl一85)與l978年規(guī)范對(duì)照其變化之處在強(qiáng)調(diào)支擋為主綜合整治，抗滑樁作為一種主要措施被推薦。在20世紀(jì)80年代末期，由于錨固技術(shù)理論研究和鑿巖機(jī)械突破性的發(fā)展，我國(guó)開(kāi)始采用錨噴防護(hù)技術(shù)錨噴技術(shù)的采用對(duì)高邊坡提供了一種施工快速簡(jiǎn)便安全的處治防護(hù)手段因此很快得到廣泛采用對(duì)于排水人們也有了新的認(rèn)識(shí)主張以排水為主結(jié)合抗滑樁預(yù)應(yīng)力錨索支擋綜合整治南昆鐵路八渡車(chē)站巨型滑坡采用地面地下立體排水錨索和錨索樁支擋、建立滑坡地質(zhì)環(huán)境保護(hù)區(qū)的綜合治理措施獲得成功，并被譽(yù)為20世紀(jì)90年代治理巨型滑坡的成功典范。在20世紀(jì)90年代，壓力注漿加固手段及框架錨固結(jié)構(gòu)越來(lái)越多地用于邊坡處治，尤其是用于高邊坡的處治防護(hù)工程中。它是一種邊坡的深層加固處治技術(shù)，能解決邊坡的深層加固及穩(wěn)定性問(wèn)題，達(dá)到根治邊坡的目的，因而是一種極具廣泛應(yīng)用前景的高邊坡處治技術(shù)。目前可供采用的邊坡加固措施很多有削坡減載技術(shù)排水與截水措施錨固措施混凝土抗剪結(jié)構(gòu)措施支擋措施壓坡措施以及植物框格護(hù)坡護(hù)面等在邊坡治理工程中強(qiáng)調(diào)多措施綜合治理的原則以加強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性然而隨著工程建設(shè)規(guī)模的不斷增大邊坡高度增高復(fù)雜性增大，對(duì)邊坡的處治技術(shù)要求也越來(lái)越高。如采礦邊坡可達(dá)300～500m，在新西蘭已達(dá)1000m；舉世矚目的長(zhǎng)江三峽工程，其雙線連續(xù)五級(jí)船閘是世界上規(guī)模最大的船閘，位于山頂劈嶺下切的巖槽中，土石方開(kāi)挖量達(dá)3700萬(wàn)立方米，形成的花崗巖體高邊坡高度達(dá)l70多米，且下部為50～60m的直立巖墻，在邊坡加固中僅錨桿用量就達(dá)18萬(wàn)多根。可以預(yù)見(jiàn)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，邊坡處治技術(shù)將得到進(jìn)一步的發(fā)展，并逐步走向完善?！?.2邊坡工程的地質(zhì)勘探邊坡工程的地質(zhì)勘察是邊坡處治設(shè)計(jì)前必須進(jìn)行的一項(xiàng)重要工作。其主要目的是查明邊坡的工程地質(zhì)條件確定邊坡的類型和破壞模式為邊坡穩(wěn)定性分析和設(shè)計(jì)計(jì)算提供必備的參數(shù)同時(shí)給出不穩(wěn)定邊坡的整治建議措施其具體內(nèi)容包括地形地貌特征地層結(jié)構(gòu)特征地質(zhì)構(gòu)造地下水地震邊坡巖土體的物理力學(xué)參數(shù)邊坡的穩(wěn)定性現(xiàn)狀及邊坡鄰近的建筑物情況。邊坡勘察應(yīng)根據(jù)不同的階段布置不同的勘察工作；通常在初步勘察階段要求在收集已有的地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪勘探和試驗(yàn)工作通過(guò)分析邊坡的變形機(jī)制以達(dá)到初步評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定性的目的。而詳細(xì)勘察則是對(duì)經(jīng)過(guò)初勘發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定或穩(wěn)定性差的邊坡及其鄰近地段進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪勘探測(cè)試和分析計(jì)算提出邊坡計(jì)算參數(shù)作出邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。施工勘察主要是對(duì)前階段勘察的補(bǔ)充。不同階段勘察中采用的勘察手段所占工作量是不同的，應(yīng)當(dāng)符合相關(guān)規(guī)范的要求?！?.2.1邊坡勘察中的地質(zhì)測(cè)繪邊坡工程地質(zhì)測(cè)繪的主要任務(wù)是在圖上如實(shí)反映出邊坡的地形地貌地物特征以及結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀和性質(zhì)等。邊坡地形復(fù)雜起伏高差大邊坡測(cè)繪時(shí)應(yīng)盡量以導(dǎo)線點(diǎn)作測(cè)站當(dāng)導(dǎo)線點(diǎn)作測(cè)站測(cè)繪范圍受到限制時(shí)可根據(jù)導(dǎo)線點(diǎn)用視距法或交會(huì)法設(shè)置獨(dú)立地形轉(zhuǎn)點(diǎn)在地物地貌復(fù)雜處可連續(xù)設(shè)置第二個(gè)地形轉(zhuǎn)點(diǎn)。邊坡測(cè)繪范圍應(yīng)超出工程處治范圍一定距離，一般為20m。地形圖所用比例尺一般不小于1：500。邊坡橫斷面地形圖測(cè)繪通常每隔20m一道。當(dāng)?shù)匦螐?fù)雜變化較大時(shí)，在地形變化特征點(diǎn)處應(yīng)加測(cè)橫斷面地形圖。橫斷面地形圖所用比例尺通常不小于l：200?！?.2.2邊坡工程地質(zhì)勘探手段僅通過(guò)工程地質(zhì)測(cè)繪是難于查明邊坡的工程地質(zhì)條件的，所以在邊坡的工程地質(zhì)勘察中必須采用地質(zhì)勘探工作。邊坡工程地質(zhì)勘探工作的首要任務(wù)就是要全面查明邊坡的工程地質(zhì)條件包括地質(zhì)構(gòu)造地貌特征及其成因滑動(dòng)面形狀特征以及水文地質(zhì)條件其次就是為測(cè)定邊坡巖土的物理力學(xué)性質(zhì)地下水運(yùn)動(dòng)規(guī)律準(zhǔn)備條件勘探的主要手段有探槽和物探等。1)鉆探通過(guò)鉆探可揭示邊坡各地層的厚度位置產(chǎn)狀根據(jù)鉆孔取芯試樣的分析可進(jìn)一步確定出各地層的物質(zhì)成分物理力學(xué)性質(zhì)為鑒別和劃分地層鉆孔直徑不宜過(guò)小須滿足試驗(yàn)對(duì)取樣尺寸的要求。2)探井探井比鉆探更直觀更能準(zhǔn)確地揭示邊坡各地層的厚度位置產(chǎn)狀結(jié)構(gòu)組成情況探井的深度受施工難易程度的限制，不及鉆探所能達(dá)到的深度，成本也比鉆探高得多。3)探槽在邊坡頂部滑動(dòng)面邊緣附近下部剪出口附近滑動(dòng)面位置較淺可利用槽探手段揭示滑動(dòng)面在邊緣或剪出口部位處的形態(tài)特征及相應(yīng)地層的情況。4)物探物探(又稱地球物理勘探)應(yīng)在工程地質(zhì)測(cè)繪和鉆探的相互配合下進(jìn)行，可作為一種輔助性勘探手段。物探方法可根據(jù)工程要求、探測(cè)對(duì)象的地球物理特性和場(chǎng)地地形地質(zhì)條件等因素確定。選擇物探方法時(shí)應(yīng)充分考慮邊坡場(chǎng)地的地形起伏表土層的均勻性和各向異性場(chǎng)地附近有無(wú)對(duì)物探工作造成干擾的因素(如變電設(shè)備高壓電線地下金屬管道機(jī)械振動(dòng))等場(chǎng)地條件的適宜性?！?.2.3邊坡工程地質(zhì)試驗(yàn)測(cè)繪勘探只能查明邊坡中土石的結(jié)構(gòu)和地下水位等問(wèn)題要定量地測(cè)定邊坡中土石和地下水各種性能指標(biāo)，則必須由室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和野外試驗(yàn)工作來(lái)完成。野外試驗(yàn)工作能在天然條件下測(cè)定邊坡土石的各種性能，其所得資料比在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用小塊土石試樣所得資料更符合實(shí)際情況更能反映巖土體由于裂隙軟弱夾層及層理等的切割而造成的非均質(zhì)性及各向異位但是這類工作需要較大型設(shè)備費(fèi)時(shí)而且成本高昂所以一般多在后期勘察階段中采用即主要應(yīng)在詳細(xì)勘察階段進(jìn)行，以便為詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算提供指標(biāo)。初步勘察階段也要進(jìn)行相當(dāng)數(shù)量的這類工作但所得數(shù)據(jù)主要是用于初步評(píng)價(jià)邊坡的穩(wěn)定性在補(bǔ)充勘察階段中為了補(bǔ)充前一階段工作之不足也進(jìn)行一定量的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)及野外試驗(yàn)工作。工程地質(zhì)勘察中常用的野外測(cè)試工作大致可分成4大類，亦即巖土力學(xué)性質(zhì)的試驗(yàn)、巖體中應(yīng)力測(cè)量、水文地質(zhì)試驗(yàn)和改善巖石性能的試驗(yàn)等。土石力學(xué)性質(zhì)野外測(cè)定包括疏松土和堅(jiān)硬巖石的強(qiáng)度和變形性能的野外測(cè)定。巖體中應(yīng)力測(cè)量不僅要測(cè)定巖體的原有應(yīng)力狀態(tài)，同時(shí)還要測(cè)定工程活動(dòng)過(guò)程中應(yīng)力的變化，一般對(duì)于大型邊坡才進(jìn)行。水文地質(zhì)試驗(yàn)包括測(cè)定地下水的流動(dòng)途徑、滲水、鉆孔注水、壓水、抽水試驗(yàn)測(cè)定土石的滲透性等。在一般邊坡的治理工程中，對(duì)于邊坡巖土體的試驗(yàn)通常僅考慮下列項(xiàng)目的試驗(yàn)。(1)粘性土天然容重天然含水量土粒容重可塑性壓縮性及抗剪強(qiáng)度(固結(jié)快剪或快剪)(2)砂土顆粒分析天然容重天然含水量土粒容重及自然休止角(3)碎石土作顆粒分析對(duì)含粘性土較多的碎石土宜測(cè)定粘性土的天然含水量和可塑性必要時(shí)可作現(xiàn)場(chǎng)的大體積容重試驗(yàn)。(4)巖石：應(yīng)測(cè)定天然狀態(tài)和飽和狀態(tài)下的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。此外應(yīng)某一具體工程而言根據(jù)土質(zhì)條件設(shè)計(jì)及施工需要或地區(qū)經(jīng)驗(yàn)可適當(dāng)增減試驗(yàn)項(xiàng)目。§1.2.4邊坡變形觀測(cè)邊坡在坡體自重震動(dòng)或地震等外荷載作用下常會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂沉降位移甚至失穩(wěn)破壞因此有必要對(duì)邊坡的變形情況進(jìn)行觀測(cè)，以便對(duì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行預(yù)測(cè)及評(píng)價(jià)。變形觀測(cè)網(wǎng)的形式應(yīng)根據(jù)邊坡的特征和地形地貌條件確定當(dāng)邊坡的范圍不大其形狀窄而長(zhǎng)主軸位置較明顯時(shí)可采用十字交叉狀觀測(cè)網(wǎng)當(dāng)?shù)匦伍_(kāi)闊邊坡范圍不大在其四周有小山丘時(shí)可采用放射狀觀測(cè)網(wǎng)當(dāng)邊坡地形復(fù)雜范圍較大時(shí)可采用任意方格觀測(cè)網(wǎng)在進(jìn)行觀測(cè)點(diǎn)的布置時(shí)主要觀測(cè)線上的觀測(cè)點(diǎn)不得少于5個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)置鏡點(diǎn)照準(zhǔn)點(diǎn)及其兩端的觀測(cè)點(diǎn)均應(yīng)設(shè)置在邊坡體的穩(wěn)定地段上觀測(cè)站樁點(diǎn)的埋設(shè)應(yīng)考慮觀測(cè)線的通視要求。邊坡變形觀測(cè)的次數(shù)，一般每月l～2次，遇降雨或變形速度加快時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加觀測(cè)次數(shù)。每次的觀測(cè)資料，應(yīng)隨時(shí)整理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)分析處理?！?.2.5邊坡滑動(dòng)面的地質(zhì)勘探邊坡滑動(dòng)面地質(zhì)勘探的主要目的是查明滑動(dòng)面的位置形態(tài)力學(xué)特征滑體結(jié)構(gòu)各地層面物理力學(xué)性質(zhì)、滑動(dòng)的成因、穩(wěn)定程度，并預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)。邊坡滑動(dòng)面勘探點(diǎn)線的布置應(yīng)以查明滑動(dòng)面的位置和形態(tài)為原則除應(yīng)在滑動(dòng)主軸線布置勘探線外在其兩側(cè)宜布置一定數(shù)量的勘探點(diǎn)線勘探主軸線上的勘探點(diǎn)間距一般不大于30m。在支擋構(gòu)筑物位置處，應(yīng)布置一條勘探線。在勘探點(diǎn)的總數(shù)中，宜有適量探井或探槽。勘探孔的深度應(yīng)超過(guò)最底層的滑動(dòng)面并應(yīng)進(jìn)入穩(wěn)定地層一定深度在抗滑樁位置處的勘探深度，應(yīng)按其預(yù)計(jì)錨固深度確定。勘探取樣時(shí)應(yīng)從滑體前中后部的滑動(dòng)帶及其上下各主要土層中分別采取土樣當(dāng)滑動(dòng)面不明顯時(shí)，應(yīng)在預(yù)定的滑動(dòng)帶附近連續(xù)取樣?！?.3邊坡設(shè)計(jì)的基本資料§1.3.1設(shè)計(jì)基本資料邊坡設(shè)計(jì)開(kāi)始之前除了應(yīng)掌握有關(guān)整個(gè)邊坡的資料包括工程地質(zhì)水文條件地震烈度受?chē)?guó)家頒發(fā)的有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范外應(yīng)注意相關(guān)工程資料的搜集和分析如公路邊坡設(shè)路線平縱橫斷面設(shè)計(jì)資料及路基設(shè)計(jì)表水工邊坡中應(yīng)搜集大壩船閘等相關(guān)料。此外，還應(yīng)重視土質(zhì)調(diào)查試驗(yàn)資料，當(dāng)?shù)赝愡吰鹿こ痰慕?jīng)驗(yàn)資料的搜集與分析。1)工程地質(zhì)勘察報(bào)告這是對(duì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)的主要資料它包括邊坡的地層結(jié)構(gòu)各地層的產(chǎn)狀構(gòu)造巖層的完整及破碎程度風(fēng)化程度等覆蓋層厚度及變化情況可能破裂面(立置、形態(tài)及潛在變化，地形變化及地貌特征等。2)水文條件邊坡設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)掌握邊坡地段處地表水及地下水的情況包括雨季及枯水季節(jié)的地下水位情況，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)年限內(nèi)的最大降雨量等資料。3)地震資料邊坡設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)查閱國(guó)家地震烈度區(qū)劃圖當(dāng)?shù)卣鹆叶鹊陀?度時(shí)可不考慮地震荷載當(dāng)?shù)卣鹆叶冗_(dá)到6度以上(含6度)時(shí)，應(yīng)計(jì)算地震荷載的影響。4)土質(zhì)調(diào)查試驗(yàn)報(bào)告在進(jìn)行邊坡設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)掌握土層的類別及物理、力學(xué)性質(zhì)，它是在進(jìn)行工程地質(zhì)勘測(cè)時(shí)通過(guò)調(diào)查鉆(挖)孔采集各土層(地層)的原狀土(巖)樣并以室內(nèi)或原位試驗(yàn)方法取得的各層土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)有粒徑級(jí)配塑液限天然含水量土體天然容重飽和容重抗剪強(qiáng)度指標(biāo)滲透系數(shù)水力坡體巖石天然狀態(tài)及飽和狀態(tài)下的單軸(無(wú)側(cè)限)抗壓強(qiáng)度以及土(巖)樣柱狀剖面圖等。5)相關(guān)工程資料邊坡工程的設(shè)計(jì)應(yīng)與相關(guān)工程相適應(yīng)，盡量不影響相關(guān)工程的使用功能，因此，在設(shè)計(jì)前應(yīng)搜集相關(guān)工程的總體平面布置圖縱斷面及橫斷面設(shè)計(jì)圖對(duì)于公路邊坡工程還應(yīng)搜集路基設(shè)計(jì)表。6)同類邊坡工程的經(jīng)驗(yàn)資料邊坡設(shè)計(jì)時(shí)在對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件及降雨情況缺乏把握的情況下對(duì)當(dāng)?shù)赝愡吰鹿こ痰慕?jīng)驗(yàn)資料包括邊坡斷面設(shè)計(jì)形狀坡比臺(tái)階高度臺(tái)階寬度防護(hù)結(jié)構(gòu)形式等進(jìn)行深入細(xì)致的分析研究顯得尤為重要。7)邊坡工程環(huán)境資料邊坡工程設(shè)計(jì)應(yīng)考慮邊坡工程對(duì)周邊環(huán)境的影響以保護(hù)與美化環(huán)境因此在邊坡設(shè)計(jì)前必須收集與邊坡工程有關(guān)的環(huán)境資料?！?.3.2常用設(shè)計(jì)參數(shù)邊坡治理工程設(shè)計(jì)中，常用物理力學(xué)參數(shù)有邊坡巖土體的物理力學(xué)參數(shù)以及結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)參數(shù)。1)土體物理力學(xué)指標(biāo)(1)土的天然容重土的天然容重是指在天然狀態(tài)下單位體積內(nèi)的土體重力，是邊坡穩(wěn)定性分析荷載計(jì)算中常用的一個(gè)指標(biāo)，用y表示，其表達(dá)式為（1.1）式中：W——土體在天然狀態(tài)下的重力，kN；V——土體的體積，m3。(2)土的飽和容重土的飽和容重是指土體中的孔隙全部被水充滿時(shí)即飽和用表示，其表達(dá)式為（1.2）式中——土顆粒的重，kN——土體中孔——水的容重，kN。(3)土的浮容重土體浮容重是指土體被水淹沒(méi)受到水的浮力作用時(shí)單位體積內(nèi)的土體重力以表示其表達(dá)式為：（1.3）式中：——土體中土顆粒的體積，m3。(4)土的孔隙率孔隙率是指土體中孔隙體積與總體積之比用n表示其表達(dá)式為（1.4）(5)水頭梯度水頭梯度是指地下水沿著水流方向(滲透方向)單位長(zhǎng)度上的水頭差，用i表示，其表達(dá)式為：（1.5）式中：——沿水水流方向((滲流方向向)相鄰兩點(diǎn)點(diǎn)間的水頭頭差，m；——沿沿水流方向向(滲流方向向)相鄰兩點(diǎn)點(diǎn)間的透徑徑距離，mm。(6)土的粘結(jié)力力土的粘結(jié)力是指指土體中顆顆粒間的連接力力，又稱內(nèi)內(nèi)聚力，用用c表示。土的抗剪強(qiáng)度主主要取決于于粘結(jié)力cc的大小。土土的粘結(jié)力力包括原始始粘結(jié)力和和固化粘結(jié)結(jié)力。原始始粘結(jié)力是是指由于土土粒間水膜膜與相鄰?fù)镣亮Ｖg的的分子引力力所形成的的粘結(jié)力當(dāng)土體被被壓縮時(shí)土粒間的的距離減小小原始粘結(jié)結(jié)力隨之增增大當(dāng)土體的的天然結(jié)構(gòu)構(gòu)被破壞時(shí)時(shí)將喪失原原始粘結(jié)力力的一部分分但會(huì)隨著著時(shí)間而恢恢復(fù)其中的的一部分固化粘結(jié)結(jié)力是指由由于土中化化合物的膠膠結(jié)作用而而形成的粘粘結(jié)力。當(dāng)當(dāng)土體的天天然結(jié)構(gòu)被被破壞時(shí)，即即喪失這一一部份粘結(jié)結(jié)力，而不不能恢復(fù)。(7))土的內(nèi)摩摩擦角土的內(nèi)內(nèi)摩擦角是是反映土體體顆粒之間間摩擦特性性的一個(gè)重重要指標(biāo)，用φ表示。土的粘粘結(jié)力c與內(nèi)摩擦擦角φ可通過(guò)直直剪試驗(yàn)或或三軸試驗(yàn)驗(yàn)測(cè)定。2)巖巖石物理力力學(xué)指標(biāo)巖石材材料的物理理性質(zhì)指標(biāo)標(biāo)主要是指指巖石的密密度容重空隙比含水量吸水性力學(xué)指標(biāo)標(biāo)主要有抗抗拉壓強(qiáng)度度，C、φ值，以及及變形參數(shù)數(shù)等。(1)巖石質(zhì)量密密度巖石的質(zhì)量密度度是指單位位體積巖石石所含有的的質(zhì)量，設(shè)設(shè)巖塊的質(zhì)質(zhì)量為m，自然體體積為V，則天然狀狀態(tài)下巖石石的質(zhì)量密密度為（1.6）巖石的質(zhì)量密度度簡(jiǎn)稱為密密度組成巖石石的礦物密密度越大巖石礦物物質(zhì)膠結(jié)越越緊密巖石的密密度就越大大如果能確確定巖石的的礦物組成成巖石的密密度可以由由各種礦物物成分的多多少大致確確定例如基性巖和和超基性巖巖的巖石礦礦物密度較較大膠結(jié)緊密密巖石的密密度也大；酸性巖的的礦物密度度較小膠結(jié)松散散巖石的密密度也就小小主要成分分為石英的的砂巖其密度與與石英就很很相近(2))容重單位體體積巖石的的重力叫重重力密度簡(jiǎn)稱為容容重由于天然然體積包括括孔隙體積積巖石的重重力又可能包括括其中含水水的重力因此容重應(yīng)有有干容重濕容重之之分天然狀態(tài)態(tài)下的容重重應(yīng)與濕容容重相同，因因此，天然然容重為（1.7）式中：W——巖巖石自然狀狀態(tài)下的重重力，kNN；V——相應(yīng)的巖石石在自然狀狀態(tài)下的體體積m3干容重為為（1.8）式中：——巖石石試件完全全烘干后的的重力，kkN；V———巖石試件件的體積，m3，這里假定干燥過(guò)程中巖石試樣的體積保持不變。在工程程中區(qū)別天天然容重和和干容重，對(duì)對(duì)于一些粘粘土質(zhì)巖石石(例如泥巖)具有較重重要的意義義。按定義義，巖石的的容重與巖巖石的礦物物成分、孔孔隙性和含含水量有關(guān)關(guān)，深層的的巖石由于于孔隙性小小，巖石埋埋深越大容重也越越高多孔性巖石由由于孔隙性大容重就較較小一些火山山溶巖浮石漂石等孔孔隙性很大大，其容重重甚至可能能小于水的的容重。(3)巖石的孔隙隙性巖石的孔隙性指指巖石內(nèi)的的裂隙和空空隙發(fā)育程程度。在工工程上常用用孔隙比來(lái)來(lái)表示孔隙隙性的大小小。定義為為孔隙體積與與巖石實(shí)在在固體體積積之比，即即（1.9）式中：——孔隙隙體積；——巖巖石內(nèi)固體體礦物顆粒粒的體積。巖石的的孔隙性在在巖石力學(xué)學(xué)中有重要要的意義巖石受力力作用或溫溫度變化時(shí)時(shí)發(fā)生變形形孔積要發(fā)發(fā)生改變從而也改改變巖石的的孔隙性相應(yīng)地改改變巖石的的密度巖石的聲聲學(xué)特性也也隨之發(fā)生生變化因此孔隙性是是巖石的一一個(gè)重要物物理特性這里所說(shuō)說(shuō)的孔隙性性指巖塊而而言不包括巖巖石中的宏宏觀節(jié)理及及其他不連連續(xù)結(jié)構(gòu)面面巖石孔隙隙性的工程程意義在于于隨著巖石石孔隙比的的增大一方面巖巖石的完整整性降低同時(shí)也降降低巖石的的容重與強(qiáng)強(qiáng)度另一方面面使巖石的的透水性增增而為各種種風(fēng)化營(yíng)力力以可乘之之機(jī)，使風(fēng)風(fēng)化進(jìn)程加加快，導(dǎo)致致巖石的力力學(xué)性質(zhì)進(jìn)進(jìn)一步弱化化。(4))巖石的吸吸水性與滲滲水性巖石的的吸水能力力指標(biāo)用吸吸水率表示示。在一定定的壓力下下，巖石于于試樣吸入入水的重力力與巖樣干干重力之比比即為吸水水率，吸水水率常用ω表示。即即（1.10）式中：——在一一個(gè)大氣壓壓力下試樣樣吸入水的重力力；——巖巖樣的干重重力。巖石吸吸水率的大大小既與巖巖石孔隙率率孔隙的連連通和開(kāi)閉閉情況有關(guān)關(guān)也與壓力力的大小有有關(guān)相同的巖巖樣在壓力力大時(shí)吸水水率也大壓力低時(shí)時(shí)吸水率小小它還與浸浸水時(shí)間有有關(guān)浸水時(shí)間間不同，可可得出不同同的吸水率率。巖石的的滲水性是是指在一定定的試驗(yàn)條條件下水滲滲入巖石透透過(guò)試樣的的能力由于透過(guò)過(guò)巖石必須須有連通的孔隙透水性的的大小不僅僅取決于孔孔隙比的大大小還與孔隙隙的大小和和連通情況況有關(guān)巖石滲水水性指標(biāo)用用滲透系數(shù)數(shù)K表示，滲滲透系數(shù)根根據(jù)達(dá)西定定律定義為為（1.11）式中：q——單單位時(shí)間內(nèi)內(nèi)的滲流重重；i———水力梯度度；F———過(guò)水面積積；K———透水性系系數(shù)，其量量鋼為速度度的量綱。一般地地，完整性性好密度大大的巖石，滲滲透系數(shù)很很低，常常常小于l00-7m／s。(5))巖石單軸軸抗壓強(qiáng)度度與抗拉強(qiáng)強(qiáng)度巖石單單軸抗壓強(qiáng)強(qiáng)度反映了了巖石在無(wú)無(wú)側(cè)限條件件(即=o)下承承受單向壓壓縮荷載的的能力，用用R表示抗拉強(qiáng)度度反映了巖巖石在無(wú)側(cè)側(cè)限條件((即=o)下承承受單向拉拉伸荷載的的能力用R表示。(6))巖石的抗抗剪強(qiáng)度指指標(biāo)巖石的的抗剪強(qiáng)度度指標(biāo)是指指巖石的粘粘結(jié)力C與內(nèi)摩擦擦角φ，它可以以通過(guò)巖石石的直剪試試驗(yàn)和三軸軸試驗(yàn)獲得得。(7))巖石的變變形基本指指標(biāo)描述巖巖石變形性性的基本指指標(biāo)有巖石石的變形模模量和泊松松比，這兩兩個(gè)指標(biāo)可可以根據(jù)應(yīng)應(yīng)力一應(yīng)變變曲線求得得。變形模模量是指巖巖石在單軸軸壓縮下軸軸向壓應(yīng)力力與軸向應(yīng)應(yīng)變之比。如如果巖石的的應(yīng)力應(yīng)變變曲線是直直線巖石的變變形為彈性性變形巖石的變變形模量為為一常數(shù)巖石的泊泊松比是側(cè)側(cè)應(yīng)變與軸軸應(yīng)變之間間比值對(duì)于彈性性體來(lái)也是是一個(gè)常數(shù)數(shù)在實(shí)際工工程中常采用應(yīng)應(yīng)力應(yīng)變曲曲線上與應(yīng)應(yīng)力為極限限強(qiáng)度500％的對(duì)應(yīng)應(yīng)點(diǎn)的側(cè)應(yīng)應(yīng)變與軸應(yīng)應(yīng)變來(lái)計(jì)算算巖石的泊泊松比。對(duì)于巖巖石邊坡巖體結(jié)構(gòu)構(gòu)面的抗剪剪強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)是邊坡工工程設(shè)計(jì)中中的一個(gè)重重要參數(shù)結(jié)構(gòu)面的的抗剪強(qiáng)度度參數(shù)與結(jié)結(jié)構(gòu)面特征征密切相關(guān)關(guān)。上述所所有指標(biāo)在在無(wú)法由試試驗(yàn)確定時(shí)時(shí)，可參考考相關(guān)規(guī)范范的標(biāo)準(zhǔn)值值。§1..4邊坡設(shè)計(jì)計(jì)的基本原原則§1.4.1邊坡處治的常用用措施1)放放緩邊坡放緩邊坡坡是邊坡處處治的常用用措施之一一通常為首首選措施它的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)安全可靠靠。邊坡失失穩(wěn)破壞通通常是由于于邊坡過(guò)高高坡度太陡陡所致通過(guò)削坡坡削掉一部部份邊坡不不穩(wěn)定巖土土體，使邊邊坡坡度放放緩，穩(wěn)定定性提高。2)支支擋支擋((擋墻抗滑樁等等)是邊坡處處治的基本本措施對(duì)于不穩(wěn)穩(wěn)定的邊坡坡巖土體使用支擋擋結(jié)構(gòu)(擋墻抗滑樁等等)對(duì)其進(jìn)行行支擋是一種較較為可靠的的處治手段段它的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是可從根根本上解決決邊坡的穩(wěn)穩(wěn)定性問(wèn)題題，達(dá)到根根治的目的的。3)加加固(1))注漿加固固當(dāng)邊坡坡坡體較破破碎節(jié)理裂隙隙較發(fā)育時(shí)時(shí)可采用壓壓力注漿這這一手段對(duì)邊坡坡坡體進(jìn)行加加固灌漿液在在壓力的作作用下，通通過(guò)鉆孔壁周?chē)星懈畹墓?jié)理理裂隙向四四周滲透，對(duì)對(duì)破碎邊坡坡巖土體起起到膠結(jié)作用形成整體體此外砂漿柱對(duì)對(duì)破碎邊坡坡巖土體起起到螺栓連連接作用達(dá)到提高高坡體整體體性及穩(wěn)定定性的目的的。注漿加加固可對(duì)邊邊坡進(jìn)行深深層加固。(2))錨桿加固固當(dāng)邊坡坡坡體破碎碎，或邊坡坡地層軟弱弱時(shí)，可打打入一定數(shù)量量的錨桿，對(duì)對(duì)邊坡進(jìn)行行加固。錨錨桿加固邊邊坡的機(jī)理理相當(dāng)于螺螺栓的作用用。錨桿加加固為一種種中淺層加加固手段。(3))土釘加固固對(duì)于軟軟質(zhì)巖石邊邊坡或土質(zhì)質(zhì)邊坡，可可向坡體內(nèi)內(nèi)打入足夠夠數(shù)量的土土釘，對(duì)邊邊坡起到加加固作用。土土釘加固邊邊坡的機(jī)理理類似于群群錨的作用用。與錨桿桿相比土釘加固固具“短“密的特點(diǎn)是一種淺淺層邊坡加加固技術(shù)兩者在設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算理理論上有所所不同，但但在施工工工藝上是相相似的。(4))預(yù)應(yīng)力錨錨索加固當(dāng)邊坡坡較高、坡坡體可能的的潛在破裂裂面位置較較深時(shí)，預(yù)預(yù)應(yīng)力錨索索不失為一一種較好的的深層加固固手段。目目前，在高高邊坡的加加固工程中中，正逐漸漸發(fā)展成為為一種趨勢(shì)勢(shì)，被越來(lái)來(lái)越多的人人接受。在高邊邊坡加固工工程中，與與其他加固固措施相比比，預(yù)應(yīng)力力錨索具有有：①受力力可靠；②作用用力可均勻勻分布于需需加固的邊邊坡上，對(duì)對(duì)地形、地地質(zhì)條件適適應(yīng)力強(qiáng)，施施工條件易易滿足；③主動(dòng)動(dòng)受力；④勿需需放炮開(kāi)挖挖，對(duì)坡體體不產(chǎn)生擾擾動(dòng)和破壞壞，能維持持坡體本身身的力學(xué)性性能不變；；⑤施工工速度快等等優(yōu)點(diǎn)。4)防防護(hù)邊坡防防護(hù)包括植植物防護(hù)和和工程防護(hù)護(hù)。(1))植物防護(hù)護(hù)植物防防護(hù)是在坡坡面上栽種種樹(shù)木植被草皮等植植物通過(guò)植物物根系發(fā)育育起到固土土防止水土土流失的一一種防護(hù)措措施。這種種防護(hù)措施施一般適用用于邊坡不不高、坡角角不大的穩(wěn)穩(wěn)定邊坡。(2))工程防護(hù)護(hù)①砌體體封閉防護(hù)護(hù)當(dāng)邊坡坡坡度較陡陡、坡面土土體松散、自自穩(wěn)性差時(shí)時(shí)，可采用用圬工砌體體封閉防護(hù)護(hù)措施。砌砌體封閉防防護(hù)包括漿漿砌片石、漿漿砌塊石、漿漿砌條石、漿漿砌預(yù)制塊塊、漿砌混混凝土空心心磚等。②噴射射素混凝土土防護(hù)對(duì)于穩(wěn)定定性較好的的巖質(zhì)邊坡坡可在其表表面噴射一一層素混凝凝土防止巖石石繼續(xù)風(fēng)化化剝落達(dá)到穩(wěn)定定邊坡的目目的。這是是一種表層層防護(hù)處治治措施。③掛網(wǎng)網(wǎng)錨噴防護(hù)護(hù)對(duì)于軟軟質(zhì)巖石邊邊坡或石質(zhì)質(zhì)堅(jiān)硬但穩(wěn)穩(wěn)定性較差差的巖質(zhì)邊邊坡，可采采用掛網(wǎng)錨錨噴防護(hù)。掛掛網(wǎng)錨噴是是在邊坡坡坡面上鋪設(shè)設(shè)鋼筋網(wǎng)或或土工塑料料網(wǎng)等，向向坡體內(nèi)打打入錨桿(或錨釘)將網(wǎng)鉤牢牢，向網(wǎng)上上噴射一定定厚度的素素混凝土，對(duì)對(duì)邊坡進(jìn)行行封閉防護(hù)護(hù)。5)排排水(1))截水溝為防止止邊坡以外外的水流進(jìn)進(jìn)入坡體，對(duì)對(duì)坡面進(jìn)行行沖刷，影影響邊坡穩(wěn)穩(wěn)定性，通通常在邊坡坡外緣設(shè)置置截水溝，以以攔截坡外外水流。(2)坡內(nèi)排水溝溝除在邊坡外緣設(shè)設(shè)置截水溝溝外，在邊邊坡坡體內(nèi)內(nèi)應(yīng)設(shè)置必必要的排水水溝，使大大氣降雨能能盡快排出出坡體，避避免對(duì)邊坡坡穩(wěn)定產(chǎn)生生不利影響響?！?.4.2邊坡工程設(shè)計(jì)的的基本原則則1)邊邊坡工程中中的極限狀狀態(tài)設(shè)計(jì)原原則邊坡設(shè)計(jì)要解決決的根本問(wèn)問(wèn)題是在邊邊坡的穩(wěn)定定與經(jīng)濟(jì)之之間選擇一一種合理的的平衡，力力求以最經(jīng)經(jīng)濟(jì)的途徑徑使服務(wù)于于工程建筑筑物的邊坡坡滿足穩(wěn)定定性和可靠靠性的要求求。邊坡工工程的可靠靠性是指邊邊坡及其支支護(hù)結(jié)構(gòu)在在規(guī)定的時(shí)時(shí)間內(nèi)，在在規(guī)定的條條件下，保保持自身整整體穩(wěn)定的的能力，它它是邊坡安安全性、適適用性和耐耐久性的總總稱。①安全全性。邊坡坡及其支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)在正正常施工和和正常使用用時(shí)能承受受可能出現(xiàn)現(xiàn)的各種荷荷載作用，以以及在偶然然時(shí)間發(fā)生生時(shí)及發(fā)生生后應(yīng)能保保持必須的的整體穩(wěn)定定性。②適用用性。邊坡坡及其支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)在正正常使用時(shí)時(shí)能滿足預(yù)預(yù)定的使用用要求，如如作為建筑筑物環(huán)境的的邊坡能保保證主題建建筑物的正正常使用。③耐久久性。邊坡坡及其支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)在正正常維護(hù)下下，隨著時(shí)時(shí)間的變化化，仍能保保持自身整整體穩(wěn)定，同時(shí)不會(huì)因邊坡的變形而引起主體建筑物的正常使用。為了對(duì)對(duì)邊坡及其其支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的可靠性性進(jìn)行定量量描述，可可采用邊坡坡工程的可可靠度的概概念。它是是指邊坡及及其支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)在規(guī)定定的時(shí)間內(nèi)內(nèi)，在規(guī)定定的條件下下，保持自自身整體穩(wěn)穩(wěn)定的概率率。顯然它它是邊坡及及其支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)可靠性性的一種概概率度量。鑒鑒于坡穩(wěn)定定性涉及巖巖土介質(zhì)多多種不確定定性因素的的影響，邊邊坡可靠度度的研究難難度遠(yuǎn)較結(jié)結(jié)構(gòu)可靠度度大，因此此目前在邊邊坡工程設(shè)設(shè)計(jì)中主要要是應(yīng)用較較成熟的結(jié)結(jié)構(gòu)可靠度度理論，在在保證邊坡坡穩(wěn)定性的的前提條件件下對(duì)支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)采用用極限狀態(tài)態(tài)設(shè)計(jì)原則則。在邊坡工程設(shè)計(jì)計(jì)中采用的的極限狀態(tài)態(tài)設(shè)計(jì)法((其基準(zhǔn)期期以主體建建筑物的設(shè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期期為準(zhǔn))，一般采采用承載能能力極限狀狀態(tài)和正常常使用極限限狀態(tài)兩種種極限狀態(tài)態(tài)：承載能力極極限狀態(tài)是是指支擋結(jié)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度破破壞、錨固固系統(tǒng)失效效、邊坡失失穩(wěn)；正常常使用極限限狀態(tài)是指指支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)和邊坡變變形量、危危及鄰近建建(構(gòu))筑物正常常使用、耐耐久性能不不能滿足結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)年年限要求等等。2)邊邊坡設(shè)計(jì)中中的荷載效效應(yīng)原則在邊坡穩(wěn)定性分分析與推力力計(jì)算中的的涉及的主主要荷載有有：邊坡巖巖土體自重重，邊坡上上的各種建建筑物產(chǎn)生生的附加荷荷載，地下下水產(chǎn)生的的諸如靜水水壓力、滲滲透壓力等等荷載，以以及地震荷荷載。在邊邊坡支擋結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中中涉及的荷荷載，根據(jù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)原理有永永久荷載、可可變荷載和和偶然荷載載。各種荷荷載的取值值應(yīng)根據(jù)不不同極限狀狀態(tài)的設(shè)計(jì)計(jì)要求取不不同的代表表值，永久久荷載一般般以其標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值作為代代表值，可可變荷載一一般以其標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值、組組合值、準(zhǔn)準(zhǔn)永久值作作為代表值值。各種荷荷載的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值是根據(jù)據(jù)邊坡處治治結(jié)構(gòu)按照照極限狀態(tài)態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)采采用的荷載載基本代表表值，它可可以統(tǒng)一由由設(shè)計(jì)基準(zhǔn)準(zhǔn)期最大荷荷載概率分分布的某一一分位數(shù)確確定；可變變荷載的準(zhǔn)準(zhǔn)永久值是是按照正常常使用極限限狀態(tài)長(zhǎng)期期效應(yīng)組合合設(shè)計(jì)時(shí)采采用的荷載載代表值，準(zhǔn)準(zhǔn)永久值主主要依據(jù)荷荷載出現(xiàn)的的累計(jì)持續(xù)續(xù)時(shí)間而定定，即按照照設(shè)計(jì)基準(zhǔn)準(zhǔn)期內(nèi)荷載載超過(guò)該值值的總持續(xù)續(xù)時(shí)間與整整個(gè)設(shè)計(jì)基基準(zhǔn)期的比比值確定?？煽勺兒奢d的的組合值是是當(dāng)結(jié)構(gòu)承承受兩種或或兩種以上上的可變荷荷載時(shí)，按按承載能力力極限狀態(tài)態(tài)基本組合合及正常使使用極限狀狀態(tài)短期組組合設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)采用的荷荷載代表值值。各種荷載效應(yīng)組組合應(yīng)根據(jù)據(jù)有關(guān)國(guó)家家現(xiàn)行規(guī)范范，按照最最不利原則則進(jìn)行。邊邊坡工程設(shè)設(shè)計(jì)中采用用的荷載效效應(yīng)按照最最不利原則則進(jìn)行組合合。通常在在下列情況況下采用荷荷載效應(yīng)組組合應(yīng)采用用承載能力力極限狀態(tài)態(tài)基本組合合：①計(jì)算邊坡坡與支擋結(jié)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定定性及滑坡坡推力時(shí)，其其荷載分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)應(yīng)取取l.0；②在確確定錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)立柱擋板擋地墻截截面尺寸內(nèi)力與配配筋及相應(yīng)應(yīng)的基底反反力時(shí)并用相應(yīng)應(yīng)的荷載分分項(xiàng)系數(shù)。在計(jì)算算錨桿變形形和支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)水平位位移與垂直直位移時(shí)，荷荷載效應(yīng)組組合應(yīng)為正正常使用極極限狀態(tài)準(zhǔn)準(zhǔn)永久組合合，但不計(jì)計(jì)人風(fēng)荷載載和地震荷荷載作用。承載能能力極限狀狀態(tài)下基本本組合的荷荷載效應(yīng)設(shè)設(shè)計(jì)值按下下式計(jì)算：：（1.12）式中：——按永永久荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值G。計(jì)算的的荷載效應(yīng)應(yīng)值；——永永久荷載分分項(xiàng)系數(shù)；；——可可變荷載分分項(xiàng)系數(shù)；；——可可變荷載組組合系數(shù)。在按錨錨桿承載力力確定錨桿桿錨固段長(zhǎng)長(zhǎng)度和按地地基承載力力確定支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)立柱柱(肋柱或樁樁)與擋墻基基礎(chǔ)底面積積埋深時(shí)采用荷載載效應(yīng)組合合應(yīng)采用正正常使用極極限狀態(tài)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)組合；而在支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)抗裂裂計(jì)算時(shí)荷載效應(yīng)應(yīng)組合采用用正常使用用極限狀態(tài)態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)組組合并應(yīng)考慮慮長(zhǎng)期荷載載影響正常使用用極限狀態(tài)態(tài)下荷載效效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值值按下式計(jì)計(jì)算：（1.13）式中：——按永永久荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算算的荷載效效應(yīng)值；——按按可變荷載載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)計(jì)算的荷載載效應(yīng)值；；——可可變荷載組組合系數(shù)；；各分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)的取取值應(yīng)按照照相關(guān)國(guó)家家規(guī)范執(zhí)行行。3)邊邊坡工程設(shè)設(shè)計(jì)中的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算原原則在邊坡工程設(shè)計(jì)計(jì)中必須進(jìn)進(jìn)行下列驗(yàn)驗(yàn)算：①支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)計(jì)算，包括括錨桿抗拉拉，立柱、擋擋板、擋墻墻及其基礎(chǔ)礎(chǔ)的抗壓、抗抗彎、抗剪剪及局部抗抗壓承載力力均應(yīng)滿足足要求。②在錨桿擋墻設(shè)計(jì)計(jì)中，必須須錨桿抗拔拔承載力和和立柱與擋擋墻基礎(chǔ)的的地基承載載力驗(yàn)算。③當(dāng)邊坡位于滑坡坡地段或邊邊坡的滑踏踏可能影響響道周?chē)牡慕ㄖ飼r(shí)時(shí)，應(yīng)對(duì)邊邊坡工程進(jìn)進(jìn)行支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)整體或或局部穩(wěn)定定性驗(yàn)算。④如果對(duì)邊坡的變變形有較高高的要求時(shí)時(shí)，應(yīng)對(duì)邊邊坡進(jìn)行變變形分析，并并根據(jù)分析析結(jié)果采取取有效的措措施控制變變形量，使使之滿足規(guī)規(guī)定要求。4)邊坡工程設(shè)設(shè)計(jì)中的信信息化設(shè)計(jì)計(jì)原則由于邊坡巖土介介質(zhì)的復(fù)雜雜性、可變變性和不確確定性，地地質(zhì)勘察參參數(shù)難以準(zhǔn)準(zhǔn)確確定，加加之設(shè)計(jì)理理論和設(shè)計(jì)計(jì)方法帶有有經(jīng)驗(yàn)性和和類比性。因因此邊坡工工程的設(shè)計(jì)計(jì)往往難以以一次定型型，需要根根據(jù)施工中中反饋的信信息和監(jiān)控控資料不斷斷效核、補(bǔ)補(bǔ)充和完善善設(shè)計(jì)，這這是目前邊邊坡工程處處治設(shè)計(jì)中中較為科學(xué)學(xué)的動(dòng)態(tài)設(shè)設(shè)計(jì)方法，這這種設(shè)計(jì)法法要求提出出特殊的施施工方案和和監(jiān)控方案案，以保證證在施工過(guò)過(guò)程中能獲獲取對(duì)原設(shè)設(shè)計(jì)進(jìn)行效效核、補(bǔ)充充和完善的的有效資料料和數(shù)據(jù)。5)邊坡工程設(shè)設(shè)計(jì)中的綜綜合治理原原則廠在邊坡工程設(shè)設(shè)計(jì)，應(yīng)根根據(jù)邊坡的的具體情況況，結(jié)合主主體工程建建筑物實(shí)施施多措施綜綜合治理原原則在保證邊邊坡自身整整體穩(wěn)定的的前提下綜合考慮慮主體建