边坡工程、地下工程勘察

边坡（滑坡）工程地下工程勘察滑坡工程勘察边坡工程勘察地下工程勘察滑坡工程勘察滑坡勘察的要点（难点）：1、确定滑坡范围（尤其是经过几次滑动的老滑坡）2、确定滑面（有多个滑面和潜在滑面）3、确定滑带的力学参数c、φ值及其变化特点。4、评价滑坡的稳定性（工程地质分析法，理论计算法）5、确定治理措施三峡老城滑坡范围边坡工程勘察（建筑边坡工程技术规范GB50330-2002）边坡类型边坡高度（m)破坏后果安全等级岩体类型为I~II类=30很严重一级严重二级不严重三级岩体类型为III~IV类15H=30很严重一级严重二级=15很严重一级严重二级不严重三级土质边坡10H=15很严重一级严重二级=10很严重一级严重二级不严重三级边坡工程安全等级划分：边坡工程勘察的一般规定（教材按岩土工程勘察规范编制）一级建筑边坡工程应进行专门的岩土工程勘察；二、三级建筑边坡工程可与主体建筑勘察一并进行，但应满足边坡勘察的深度和要求。大型的和地质环境条件复杂的边坡宜分阶段勘察；地质复杂的一级边坡工程尚应进行施工勘察。建筑边坡应注重气象资料收集、水文调查和水文地质勘察工作。边坡工程勘察报告的内容在查明边坡工程地质和水文地质条件的基础上，确定边坡类别和可能的破坏形式。提供验算边坡稳定性、变形和设计所需的计算参数值。评价边坡的稳定性，并提出潜在的不稳定边坡的整治措施和监测方案的建议对需进行抗震设防的边坡应根据区划提供设防烈度或地震动参数。提出边坡整治设计、施工注意事项的建议。对所勘察的边坡工程是否存在滑坡等不良地质现象，以及开挖或构筑的适宜性做出结论。对安全等级为一、二级的边坡工程尚应提出沿边坡开挖线的地质纵、横剖面图。边坡勘探勘探线应垂直边坡走向布置，详勘的线、点间距可按表或地区经验确定。且对每一单独边坡段勘探线不少于2条，每条勘探线不应小于2个勘探孔。建筑边坡的勘探范围应包括不小于岩质边坡高度或不小于1.5倍土质边坡高度。以及可能对建（构）筑物有潜在安全影响的区域。控制性勘探孔的深度应穿过最深潜在滑动面进入稳定层不小于5m，并应进入坡脚地形剖面最低点和支护结构基底下不小于3m。见图边坡工程安全等级勘探线间距（米）勘探点间距（米）一级=20=15二级20~3015~20三级30~4020~25边坡勘察试验主要岩土层和软弱层应采集试样进行物理力学性能试验，土的抗剪强度指标宜采用三轴试验获取。每层岩土主要指标的试样数量：土层不应少于6个，岩石抗压强度不应小于9个。岩体结构面的抗剪强度宜采用现场试验确定。对有特殊要求的岩质边坡宜作岩体流变试验。边坡稳定性评价土质边坡和较大规模的碎裂结构岩质边坡宜采用圆弧滑动法计算对可能产生平面滑动的边坡宜采用平面滑动法进行计算对可能产生折线滑动的边坡宜采用折线滑动法进行计算对结构复杂的岩质边坡，可配合采用赤平极射投影法和实体比例投影法分析当边坡破坏机制复杂时，宜结合数值分析法进行分析。稳定系数与安全系数稳定系数和安全系数是两个物理意义截然不同但又有联系的概念，但有人往往将其混为一谈。稳定系数是反映一个滑坡或边坡稳定性。安全系数则是指工程设计标准，指对一个滑坡进行抗滑或支挡设计时，应给予的安全储备的大小。稳定系数是通过计算获得的；安全系数则是工程设计人员给定的。稳定系数由勘察人员确定；安全系数由设计人员给出。Morgenstern-PriceSpencer(1973)Sarma(1973)Fellenius简化BishopJanbu王复来法推力传递法Saram(1979)边坡稳定安全系数一级边坡二级边坡三级边坡平面滑动法折线滑动法1.351.301.25圆弧滑动法1.301.251.204、条分法介绍（1）瑞典圆弧法olibihiiPiPi+1wiTiNiiRABiiiiiiiisWtgWlcFsin]cos[总应力法：iiiiiiiiisWtgbuWlcFsin]cos)([//有效应力法：（2）简化Bishop法BARiNiTiwiihibilioEiEi+1XiXi+1xisiiiiFtgmsincosiiiiiiisWtgWbcmFsin][1siiiiFtgmsincos/iiiiiiiiisWtgbuWbcmFsin])([1//总应力法：有效应力法：（3）简化Janbu法σB滑动面推力线FFBEBEQ外力qα⊿l⊿NFαtτE+⊿E⊿TF+⊿FEAA地下水位h⊿WγZQEht⊿Q⊿PFAP⊿xiisiiiiiiistgWFtgtgtgtgWbcF11][2iisiiiiiiiiistgWFtgtgtgtgbuWbcF/2//11])([总应力法：有效应力法：5、外荷载对边坡稳定的影响外荷载在竖直方向的分量将直接叠加到土条重量中，当作土条重量对待。外荷载在水平方向的分量处理方法如下：对于简化Bishop法：对抗滑力的影响（分子）：0对下滑力的影响（分母）：对于瑞典圆弧法：对抗滑力的影响（分子）：对下滑力的影响（分母）：对于简化Janbu法：对抗滑力的影响（分子）：0对下滑力的影响（分母）：ReQiiiiitgQsinReQiiiQ6、加筋结构对边坡稳定的影响滑动面加筋材料对于土钉、土锚、抗滑桩和挡土墙这四种加筋材料：对抗滑力的影响（分子）：对下滑力的影响（分母）：0对于土工布：对抗滑力的影响（分子）：对下滑力的影响（分母）：0)cos()sin(nsPPnP7、地震力对边坡稳定的影响作用于滑坡体重心的地震水平惯性力:ihiWgP水平地震力的处理方法如下：对于简化Bishop法：对抗滑力的影响（分子）：0对下滑力的影响（分母）：对于瑞典圆弧法：对抗滑力的影响（分子）：对下滑力的影响（分母）：对于简化Janbu法：对抗滑力的影响（分子）：0对下滑力的影响（分母）：RePiiiiitgPsinRePiiiQ8、渗流力对边坡稳定的影响（1）水下部分岩土体重度取浮重度（2）第i计算条块岩土体所受的动水压力：)(21siniiiwwiVP（3）动水压力作用的角度为计算条块底面和地下水位面倾角的平均值，指向低水头方向。9、最危险滑裂面搜索方法单纯形法：计算结果与给定的计算初值或初始区间有很大关系，搜索结果往往为局部最优值，而非全局最优。遗传算法：全局优化方法，效率较高边坡稳定性分析算例(40,17)(0,30)10.010.00.020.020.030.0(m)(m)40.00.050.040.030.060.070.080.0(20,30)(50,16)(50,6)(40,6)(40,20)(50,20)(50,10)(40,10)(20,27)(0,28)水位线(25,27.5)(30,25)工程描述：土层参数为：容重18kN/m3，粘聚力12kPa，内摩擦角10°。抗滑桩参数为：截面积1m2，抗剪强度2MPa，抗拉强度1MPa，桩长20m。采用总应力模式，考虑渗流影响。地下洞室（岩土工程勘察规范）地下洞室围岩的质量分级应与洞室设计采用的标准一致，无特殊要求时可根据现行国家标准《工程岩体分级标准》(GB50218)执行，地下铁道围岩类别应按现行国家标准《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB50307)执行。可行性研究勘察应通过搜集区域地质资料，现场踏勘和调查，了解拟选方案的地形地貌、地层岩性、地质构造、工程地质、水文地质和环境条件，做出可行性评价，选择合适的洞址和洞口。地下洞室应着重进行初步勘察和详细勘察。施工勘察应配合导洞或毛洞开挖进行，当发现与勘察资料有较大出入时，应提出修改设计和施工方案的建议。地下洞室围岩的稳定性评价可采用工程地质分析与理论计算相结合的方法，可采用数值法或弹性有限元图谱法计算。当洞室可能产生偏压、膨胀压力、岩爆和其他特殊情况时，应进行专门研究。洞室超前预报地下洞室勘察，凭工程地质测绘、工程物探和少量的钻探工作，其精度是很难满足施工要求的，尚需依靠施工勘察和超前地质预报加以补充和修正。因此，施工勘察和地质超前预报关系到地下洞室掘进速度和施工安全，可以起到指导设计和施工的作用。超前地质预报主要内容包括下面四个内容：1.断裂、破碎带和风化囊的预报；2.不稳定块体的预报；3.地下水活动情况的预报；4.地应力状况的预报。超前预报的方法，主要有超前导坑预报法、超前钻孔测试法和掌子面位移量测法等。地下洞室初步勘察调绘初步勘察应采用工程地质测绘、勘探和测试等方法，初步查明选定方案的地质条件和环境条件，初步确定岩体质量等级(围岩类别)，对洞址和洞口的稳定性做出评价，为初步设计提供依据。初步勘察时，工程地质测绘和调查应初步查明下列问题：1.地貌形态和成因类型；2.地层岩性、产状、厚度、风化程度；3.断裂和主要裂隙的性质、产状、充填、胶结、贯通及组合关系；4.不良地质作用的类型、规模和分布；5.地震地质背景；6.地应力的最大主应力作用方向；7.地下水类型、埋藏条件、补给、排泄和动态变化；8.地表水体的分布及其与地下水的关系，淤积物的特征；9.洞室穿越地面建筑物、地下构筑物、管道等既有工程时的相互影响地下洞室初步勘察勘探1.采用浅层地震剖面法或其他有效方法圈定隐伏断裂、构造破碎带，查明基岩埋深、划分风化带；2.勘探点宜沿洞室外侧交叉布置，勘探点间距宜为100～200m，采取试样和原位测试勘探孔不宜少于勘探孔总数的2/3；控制性勘探孔深度，对岩体基本质量等级为I级和II级的岩体宜钻入洞底设计标高下l～3m；对III级岩体宜钻入3～5m，对IV级、V级的岩体和土层，勘探孔深度应根据实际情况确定；地下洞室初步勘察测试3.每一主要岩层和土层均应采取试样，当有地下水时应采取水试样；当洞区存在有害气体或地温异常时，应进行有害气体成分、含量或地温测定；对高地应力地区，应进行地应力量测；4.必要时，可进行钻孔弹性波或声波测试，钻孔地震CT或钻孔电磁波CT测试；5.室内岩石试验和土工试验项目，应按室内试验的有关规定执行。详细勘察详细勘察应采用勘探(钻探、钻孔物探)和测试为主的勘察方法，必要时可结合施工导洞布置洞探，详细查明洞址、洞口、洞室穿越线路的工程地质和水文地质条件，分段划分岩体质量等级(围岩类别)，评价洞体和围岩的稳定性，为设计支护结构和确定施工方案提供资料。详细勘察应进行下列工作：1.查明地层岩性及其分布，划分岩组和风化程度，进行岩石物理力学性质试验；2.查明断裂构造和破碎带的位置、规模、产状和力学属性，划分岩体结构类型；3.查明不良地质作用的类型、性质、分布，并提出防治措施的建议；4.查明主要含水层的分布、厚度、埋深，地下水的类型、水位、补给排泄条件，预测开挖期间出水状态、涌水量和水质的腐蚀性；5.城市地下洞室需降水施工时，应分段提出工程降水方案和有关参数；6.查明洞室所在位置及邻近地段的地面建筑和地下构筑物、管线状况，预测洞室开挖可能产生的影响，提出防护措施。详细勘察勘探详细勘察可采用浅层地震勘探和孔间地震CT或孔间电磁波CT测试等方法，详细查明基岩埋深、岩石风化程度，隐伏体(如溶洞、破碎带等)的位置，在钻孔中进行弹性波波速测试，为确定岩体质量等级(围岩类别)，评价岩体完整性，计算动力参数提供资料。详细勘察时，勘探点宜在洞室中线外侧6～8m交叉布置，山区地下洞室按地质构造布置，且勘探点间距不应大于50m；城市地下洞室的勘探点间距，岩土变化复杂的场地宜小于25m，中等复杂的宜为25～40m，简单的宜为40～80m。采取试样和原位测试勘探孔数量不应少于勘探孔总数的1/2。详细勘察时，第四系中的控制性勘探孔深度应根据工程地质、水文地质条件、洞室埋深、防护设计等需要确定；一般性勘探孔可钻至基底设计标高下6～10m。控制性勘探孔深度，可按初步勘察时的有关要求执行。详勘测试详细勘察的室内试