滑坡稳定性作业答案

1滑坡稳定性计算与评价报告姓名：陈洁霞班号：042081-27学号：200810034052滑坡稳定性计算评价一、岩村滑坡工程地质环境1、滑坡形态该滑坡位于陕西省榆林市横山县魏家楼乡天云煤矿对面。整体上形态呈“簸箕”形，滑坡后缘高程为1099.71m，前缘高程为1073.32m，高差约27.0m。路基三级边坡切削滑坡前缘，边坡坡度约为45°。滑坡前缘宽度约为76.0m，顺主滑方向长约50.0m，滑体最大厚度约为14.0m，体积约2.1*104m3，为一中型土质滑坡。2、滑体岩土特征该滑坡体的岩土沿深度范围可以分为三层。上层为黄土状土（原黄土），多呈浅黄色，厚度5.0～7.0m，滑体前缘最薄处约3.0m，中间约6.7m，后缘最厚处约8.0m，垂直裂隙发育，岩性呈可塑～硬塑状态，结构较松散，钻孔岩芯呈散块状，夹有少量植物根系及黑色斑点，粉粒含量较高；中层黄土状土（原古土壤），褐黄-棕红色，厚度约2m，硬塑状态，结构致密，钻孔岩芯呈柱状，夹有白色菌丝及少量钙质结核；下层又为浅黄色黄土状土（原黄土），厚度在1.0～3.0m之间，硬塑状态，结构致密，钻孔岩芯呈散块-短柱状，夹杂黑色斑点及白色菌丝，ZK2-2该层下部可见砾石及泥砂岩层，但ZK2-1揭示该层下部缺失砾石层，分析认为是由于滑坡造成此处砾石层被推出。滑体土物理力学性质统计见表1。根据钻孔及探井所揭露的滑动面位置，可以推断出该滑坡的滑动面剖面形状为近似圆弧形，滑坡前缘大致与基岩面紧密接触。3、滑坡变形破坏与成因分析根据野外调查和勘探，该滑坡是在边坡重新刷坡完毕后，发生连续暴雨，雨水沿土体表面垂直裂隙及落水洞下渗而引发的。滑坡产生后，边坡中上部出现错台裂缝，错台高度达2-3m，严重威胁到了路基安全；坡体表层也出现了弧形的张拉裂缝，裂缝宽度0.5~3cm，深度1~6m，个别裂缝已深入至强风化基岩中。从总体上来看，造成滑坡的成因主要有以下几点：、坡体结构是形成滑坡的物质基础。上覆黄土，下伏伏泥岩-砂岩是易滑坡地层，本边坡上部黄土易渗水，下部泥岩相对隔水，从而形成滑动带，使其具备了滑坡的条件。、连续暴雨是滑坡产生的直接诱因。、高边坡开挖过程中，由于放炮及土方开挖等工程因素，造成土体结构松动，边坡前缘形成高陡临空面，边坡土体发生应力重分布，是形成滑坡的另一重要因素。表1滑体土物理力学性质指标统计表统计项目样本个数最大值最小值平均值天然含水率(W)%2913.83.27.2天然密度(ρ)g/cm3161.991.411.66干密度(ρd)g/cm3161.631.341.47比重(Gs)292.712.682.69孔隙比(e0)181.120.660.883饱和度(Sr)%1889.99.033.6液限(WL)%2930.626.728.6塑限(WP)%2922.016.819.6塑性指数(IP)%2912.46.89.8液性指数(IL)%290.450.00.0压缩系数(a1-2)MPa-1110.750.110.39压缩模量(Es1-2)MPa1120.42.98.9内摩擦角()°1127.019.022.2内聚力（C）kPa1146.015.028.4二、滑坡稳定性计算1、定性评价现场调查表明，滑坡体所反应的宏观变形迹象已很明显，主要是由于以前爆破施工刷坡及连续暴雨而造成的。坡体后缘错台裂缝不断扩展和下挫，前缘土体有被推出顺坡滑落的现象，均反应了该滑坡目前处于不稳定状态，对公路建设已造成直接威胁。2、稳定性计算、计算模型根据地质勘察资料和滑坡的形态结构特征，计算模型采用剩余推力法（Push法）。剩余推力法在计算滑坡推力和稳定性时，假定该滑面取单位宽度计算，不计两侧摩擦力和滑体自身挤压力；滑动面和破裂面分别按直线计算，整体呈折线滑动。在主滑断面上取序号为i的一个条块（图1）分析其受力情况。其上作用有垂直荷载（Wi）和水平荷载（Qi），前者如重力和工程荷载等，后者指指向坡外的水平向地震力KcWi及水压力PWi等。该条块承受了上一分条的剩余下滑力Ei-1，倾角αi-1，以及本条的剩余下滑力Ei的反力，倾角为αi，底部为法向反力Ni，扬压力Ui及切向反力Ti。图1第i条块受力分析图11αsinW1块：下滑力：第11111LCφtgαcosW抗滑力：4、计算剖面根据滑坡的平面形态，选择计算剖面即沿各滑体的主滑方向选取岩村滑坡III—III´剖面作为代表性计算剖面。又根据岩村滑床形态和滑坡地貌特征，以主滑段与抗滑段、滑床转折处、地形线转折处以及地下水位线处作为分界标志，对滑体计算块段进行划分，见下图2。27m52.5m图2滑体计算块段划分11111111LCφtgαcosWαsinWE2222112221122LCφtg)ααsin(EαcosW)ααcos(EαsinW2抗滑力：块：下滑力：第传递系数212222222221211222222222221122211222ELCφtgαcosWαsinWφtg)ααsin()ααcos(ELCφtgαcosWαsinWLCφtg)ααsin(EαcosW)ααcos(EαsinWEi1iiiiiiiiiELCφtgαcosWαsinWE:i块第n1nnnnnnnnnELCφtgαcosWαsinWE:n块第，斜坡体稳定若，斜坡体不稳定若00nnEE1111sin(cos)cos()sin()00iiiiiiiiiiiiiissiitgEWWtgCLEKKEE当时，取＝。考虑安全储备，减小抗滑力系数，即为滑坡的整体稳定性这时的，直至偏小，则取，表明如果，再计算偏大，则取，表明如果迭代得的位置，，代入公式中，先假定一个计算整体稳定性系数时KEnKKKKEnEnKKKEnEnKsK0000211010011111LCφtgαcosW抗滑力：5图3滑坡稳定性计算模型图根据《公路路基设计规范》（JTGD30-2004），分别计算正常工况（天然状态）和非正常工况Ⅰ（饱水状态）下滑坡稳定性及滑坡推力。利用极限平衡法进行滑坡稳定性计算一般要提供滑坡土体的重度，滑动面的内聚力和内摩擦角。该滑坡为土质滑坡，滑体土土质比较均匀，天然状态下滑体土的重度参考土工试验成果取18kN/m3；饱水状态下滑体土的重度取22kN/m3。滑面强度参数取值根据土体室内试验值及反算综合考虑。由于该滑坡目前处于蠕动挤压状态，天然状态下稳定系数应在1.00-1.05之间，根据土工试验成果另结合经验给定滑动面的抗剪强度c值为12kPa，反算滑动面的φ值。在1.00-1.05之间给不同的稳定系数反算，反算结果如表2。根据反算结果及经验，滑动面强度参数取值如下：c=12kPa，φ=16.0°。表2滑动面参数反算结果表给定滑动面抗剪强度c=12kPa稳定系数k1.001.011.021.031.041.05反算结果φ°15.7115.9316.1716.3816.6016.82运用公式1和公式2分别计算正常工况（天然状态）和非正常工况Ⅰ（饱水状态）下滑坡稳定性及滑坡推力。滑坡稳定系数及滑坡推力计算结果见表3和表4。表3滑坡稳定系数及滑坡推力计算表（天然状态下）块号滑块重量Qi(kN/m)滑面长Li（m）滑面倾角φ(°)粘聚力Ci(kPa)内摩擦角φ(°)下滑力Ti(kN/m)抗滑力Ri(kN/m)传递系数ψ滑坡推力E(kN/m)稳定系数Fs1442.814.067.71216409.68216.180.89295.921.01321036.88.751.91216815.89287.840.88993.9531171.86.636.21216692.07350.350.921384.8741260.05.919.51216420.60411.380.991384.04651173.65.87.31216149.12403.401.001157.696972.05.76.01216101.60345.590.99933.757797.45.55.1121670.88293.751.00719.228630.05.43.2121635.17245.170.99515.069370.85.32.4121615.53169.830.99358.0010169.25.21.712165.02110.90250.17表4滑坡稳定系数及滑坡推力计算表（饱水状态下）块号滑块重量Qi(kN/m)滑面长Li（m）滑面倾角φ(°)粘聚力Ci(kPa)内摩擦角φ(°)下滑力Ti(kN/m)抗滑力Ri(kN/m)传递系数ψ滑坡推E(kN/m)稳定系数Fs1514.514.067.71216500.7226.90.89399.020.95721267.28.751.91216997.2328.60.881271.0231432.26.636.21216845.8410.60.921759.4541540.05.919.51216514.0487.00.991768.6251434.25.87.31216182.2477.61.001509.9161188.05.76.01216124.2407.20.991247.987974.65.55.1121686.6344.41.00999.378777.05.43.2121643.0285.20.99763.759453.25.32.4121619.0193.40.99584.1910206.85.21.712166.1121.7464.96考虑到拟建公路的等级及滑坡发生后的破坏性大小，计算滑坡推力时安全系数取k=1.25。由表3和表4可见，天然状态下，最终滑坡推力E1=250kN/m；饱水状态下最终滑坡推力E2=465kN/m，稳定系数为0.957，说明在连续降雨的条件下，可能失稳。三、稳定性评价该滑坡的天然状态稳定安全系数为：Fs=1.013根据《湖北省三峡库区滑坡防治地质勘察与治理工程技术规定》中有关滑坡防治工程分级要求以及结合该滑坡工程的实际情况，综合各方面的因素确定本区滑坡坡等级为Ⅲ级，并根据其规模和重要性确定：稳定性系数≥1.05时滑坡稳定；1.00≤稳定性系数＜1.05时欠稳定；稳定性系数＜1.00时则不稳定。通过对滑坡所在区域的地质概况的分析，岩村滑坡是在降雨、河流侵蚀和人类工程活动的影响下而发生的斜坡变形过程。根据滑坡稳定性计算可知，该滑坡体在连续降雨因素的作用下，滑坡稳定性大为降低，滑坡体将会出现整体失稳现象。7四、滑坡防治方案建议由于该滑坡所在的斜坡已经发生明显的蠕滑错动，因此应按滑坡治理原则选取治理方案。滑坡治理原则是：技术可行、经济合理、不留后患。对于支挡工程的位置，尽可能利用滑体抗滑段的抗滑力，以减少支挡结构的荷载。同时应针对滑坡的具体特点，根据滑坡各部分的稳定性、推力大小、滑动面埋深及滑坡体的特点，可分段采取不同的整治措施。具体措施包括以下几方面：1、工程措施①、支挡措施现场变形迹象和稳定性计算均表明，该滑坡处于临界极限平衡状态，在刷坡、护坡等工程活动及降水作用下，随时都有可能滑塌下来，对滑坡前缘的路基施工造成直接的威胁，因此应及时采取措施进行治理。由滑坡横断面图可以看出，滑体厚度较大，滑坡前缘地形陡（约30°，若完全清除现有滑坡体，将可能导致其后缘坡体失去支撑而下滑，因此建议在滑坡前缘采用挡土墙或抗滑桩等工程支挡措施，对坡面进行不同程度的防护加固处理。②、截排水措施降雨入渗是加剧该滑坡活动的触发因素。因此，在滑坡坡面上的排水，具体可根据地形和已有自然冲沟设置截排水系统。2、建议①、建议在工程施工前，应先回填边坡上已有拉张裂缝及落水洞并夯实，防止降雨时地表水大量渗入滑体内，进一步恶化滑体的稳定性。施工时，应尽量避免对坡体的大量扰动。②、应该不定时地清除截排水沟中的淤泥，以免截排水设施起不到应有的作用。③、建议在施工期间对滑坡进行人工观测，及时了解施工对滑坡的影