边(滑)坡工程中的几个技术问题

边(滑)坡工程中的几个技术问题教授郑颖人１两种安全系数定义强度储备安全系数下滑力抗滑力sF边坡体的垂直条分和受力分析超载安全系数实际荷载极限荷载sF破坏时强度比实际强度低几倍减少抗滑力方法坡角/(°)303540455090Spencer法1.551.411.31.21.120.64强度储备安全系数有限元强度折减1.561.421.311.211.120.65强度储备安全系数增大重力荷载的超载储备安全系数2.842.061.651.41.210.55表2滑坡推力计算结果增大下滑力安全系数为传递系数法显示解采用•２国内外常用稳定分析方法的比较与分析编号计算方法算例边坡1算例边坡2FF1非严格解法瑞典法1.28032简化Bishop法1.49693简化Janbu法1.31741.33674陆军工程师团法1.74731.43465罗厄法1.56631.40796不平衡推力法隐式解1.48661.41157严格解法Spencer法1.50331.37048Morgenstern-Price法1.50191.36649严格Janbu法1.4980不收敛10Sarma法（Ⅱ）1.50351.361811Sarma法（Ⅲ）1.50231.3616结论建议采用Morgenstern-Price法、Sarma法、Spencer法严格Janbu法常不收敛，一般不采用采用简化Bishop法（用于圆弧滑面）采用不平衡推力法隐式解（用于非圆弧滑面）3.关于不平衡推力法显示解显示解较隐式解多作了一个假设，令传递系数中安全系数为1，不需迭代计算方便计算安全系数误差较大，有时很大。偏于危险计算滑坡推力偏大，是当前滑坡计算中安全系数低的原因安全系数1.15相当于1.25~1.3结论：不采用显示解，2004年后颁布规范不再采用。滑面形成示意图1.51.71.92.12.32.52.72.93.13.301020304050滑面的倾角变化值(°)稳定系数不平衡推力法隐式解不平衡推力法显式解Morgenstern-price法三种方法的稳定系数曲线滑面倾角越大，隐式解与显示解误差增大计算简图倾角大于10度作修正修正办法：作圆弧，增加条分0,022txxuatu根据包辛涅斯克微分方程求解：（1）不稳定渗流一维情况下的理论公式),(0,0,txuhhtx4库水作用下坡体内浸润面位置的解析解0.600.750.901.051.201.351.50456789101112测压管编号水头高度(m)t=0mint=5mint=10mint=15mint=20min长4米,高1.5米,宽1.2米误差2%~4%偏安全（2）按二维数值解修正（3）大型模型试验验证5库水作用下边坡稳定性两种分析方法对比计算结果水位高度不考虑超孔隙水压力考虑超孔隙水压力GEO-SLOPE（经验概化）PLAXIS（渗流计算）G-SLOPE（渗流计算）65m1.6921.7381.69262m1.5591.4971.53259m1.4711.4241.42456m1.3861.3291.31453m1.3151.2481.23450m1.2601.1891.15247m1.2211.1121.10744m1.1951.1011.04941m1.1871.0831.03838m1.1991.0470.99535m1.2271.0741.028经验概化稳定渗流计算，稳定系数为１.227GEO-SLOPE（不稳定渗流计算）稳定系数为0.995误差：18.91%，偏危险经验概化稳定渗流计算，稳定系数为１.227PLAXIS（不稳定渗流计算）稳定系数为1.047误差：1４.67%，偏危险两种稳定分析方法误差比较6岩体结构面抗剪强度实用分类方法基本原则：针对性、综合性、科学性、可操作性结构面试验21组，收集数据30余组实用分类方法改进（1）考虑各种地质因素影响（2）对原分类修正、补充、完善（3）细化与具体化各类指标，增加可操作性岩体结构面抗剪断峰值强度（建筑边坡规范）序号两侧岩体的坚硬程度及结构面的结合程度内摩擦角φ粘聚力c（MPa）1坚硬岩，结合好370.222坚硬～较坚硬岩，结合一般；较软岩，结合好37～290.22～0.123坚硬～较坚硬岩，结合差；较软～软岩，结合一般29～190.12～0.084较坚硬岩～较软岩，结合差～结合很差；软岩，结合差；软质岩的泥化面19～130.08～0.055较坚硬岩及全部软质岩，结合很差；软质岩泥化层本身130.05岩体结构面实用分类表类型结合状况起伏粗糙度结构面张开度mm充填状况岩体状况抗剪强度（边坡规范）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）描述C(Mpa)φ(°)Ⅰ铁硅钙质胶结起伏，粗糙=3胶结硬岩或较软岩0.1335结合好：张开度小于1mm，胶结良好，无充填物；张开度1～3mm，为硅质或铁质胶结。Ⅱ铁硅钙质胶结起伏，粗糙3~5胶结硬岩或较软岩0.13~0.0935~27结合一般：张开度1～3mm，钙质胶结；张开度大于3mm，结构面粗糙，钙质胶结。铁硅钙质胶结起伏，粗糙=3胶结软岩分离起伏，粗糙=3，无充填时无充填或岩块、岩屑充填硬岩或较软岩Ⅲ分离起伏，粗糙=3干净无充填软岩0.09~0.0527~18结合差：张开度1～3mm，结构面平直，无胶结；张开度大于3mm，岩屑充填或岩屑夹泥质充填。分离平直，较粗糙=3，无充填时无充填或岩块、岩屑充填各种岩分离略有起伏，较粗糙岩块、岩屑夹泥或附泥膜各种岩Ⅳ分离平直，光滑（充填物厚度大于起伏差）泥质或泥夹岩屑充填各种岩0.05~0.0218~12结合很差：表面平直光滑、无胶结；泥质充填或泥夹岩屑充填，充填物厚度大于起伏差。分离平直，很光滑=3无充填各种岩Ⅴ泥化夹层泥各种岩根据当地经验确定结合极差：分布连续的泥化夹层。当只有少量钻孔发现滑带特征时，很难确定整个滑带；当滑坡体处于蠕变阶段，滑面尚未形成，更无法通过勘查找出滑面；即使查明了滑带和剪出口，还可能存在次级滑面和潜在剪出口，容易遗漏滑面。7、滑坡勘察中滑裂面确定方法研究确定滑坡滑裂面中的一些问题采用有限元强度折减法计算多个滑面原则：查出设计安全系数以内一切可能发生的滑面F＝1.002F=1.0321.2F=1.1041.2F=1.1451.2F=1.1631.2F=1.2021.2表2约束部位与滑坡稳定安全系数间的关系序号约束部位滑面产生次序剪出口位置稳定安全系数备注1天然滑坡1A以上1.000滑坡设定稳定安全系数:1.202ABC2C以上1.0323+CDE3E以上1.1044+EFG4M以上1.1455+MN5G以上1.1636+GH6H以上1.202问题的提出：（1）桩长延伸到地面是否能确保边坡的稳定；（2）桩长延伸到地面是否必要，会不会造成浪费。8抗滑桩长度设计（埋入式桩设计）确定合理桩长桩身增长—滑面提高—安全系数增大—达到设计安全系数—合理桩长桩长与边坡安全系数之间的关系埋入桩推力（含抗力）—内力计算桩长与内力关系云阳分界梁隧道出口段滑坡1、程概况两条隧道通过滑坡地段平面布置图桩节省混凝土量60%以上谢谢大家！