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对于一些中、深层滑坡,用抗滑挡墙难以治理的情况一下,可以采用抗滑桩治理。抗滑桩是借助桩一与周围岩土体的共同作用,将滑坡推力传递到稳定地层的一种抗滑结构,因其抗滑能力强、桩位灵活、施工方便等突出的优点而广泛应用于公路边坡加固工程中。近年来预应力锚索、锚杆抗滑桩应用较为普遍。 e)锚固法
锚固法是指在滑坡体上设置若干排锚杆(索),锚固于地下稳定地层中。 d)复合支挡结构
复合支挡结构是由锚杆和桩组成的一种新型挡土结构,由作为竖向挡土结构的双排桩和作为外拉系统的侧向倾斜锚杆组成,并通过桩顶横梁沿土体通长布置。其中,两排竖向桩及桩顶横梁形成空间门架式挡土结构体系,具有较大的侧向刚度,可以有效地限制整个结构的侧向变形。作为外拉系统的土层锚杆,其一端通过桩顶横梁与桩相连,另一端为锚固体。锚固体设在稳定土层中,通过锚杆传递到处于稳定区域中的锚固体上,由锚固体将传来的荷载分散到周围稳定的土层中,从而可以充分发挥结构的整体受荷能力和地层的自承能力。挡土结构通过桩顶横梁保证结构的整体性,具有较大的空间效应。 (5)土质改良
土质改良是指通过改善滑体土的性质,提高岩土的抗剪强度的目的。具体做法有高压喷射注浆法、电渗法、焙烧法、动力固结法、石灰土加固法等。 (6)综合治理措施
治理滑坡仅采用单一的工程措施往往不够理想,需采用多种工程措施组合起来进行综合治理。如清方减重与抗滑挡墙相结合、清方减重与抗滑桩相结合、抗滑桩与抗滑挡墙相结合等。在滑坡治理工程中排水工程措施不可或缺。
1.3边坡稳定性分析方法
边坡稳定性评价一直是边坡工程的一项主要内容,也是边坡工程设计和施工的基础。随着水利水电、公路、铁路及矿业等基础建设的发展,全国各地山区的工程活动越来越多,同时边坡稳定性问题越来越成为主要的工程地质问题之一。因此,先后有许许多多学者致力于边坡稳定性评价方法的研究,在该领域也有很多成果。边坡稳定性评价方法也由定性分析向定量分析、定性和定量综合分析方向发展。近年来,也有一些新方法和
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新理论运用于边坡稳定性研究中。如何正确选择较为合理的评价方法,关系到边坡稳定性评价结论的准确程度,对边坡工程的设计与施工具有重要意义。本节总结分析边坡稳定研究领域内的一些成果,旨在为合理选择边坡稳足性评价方法提供可借鉴的依据。常用的边坡分析方法有定性分析法、定量分析法、不确定性分析法等多种,下面予以简述。
1.3.1定性分析法
定性分析法主要是借助工程地质勘察等手段,分析影响边坡稳定性的各种因素,如地质、水文、构造运动、地貌、气候等,定性地判断边坡破坏的可能性及可能破坏的方式等。定性分析法主要有自然历史分析法、类比法、图解法等几种。 (l)自然历史分析法
自然历史分析法也叫成因历史分析法,主要用于天然斜坡的稳定性评价。它主要是在研究斜坡所处位置区域构造运动及地质历史演变的基础上,根据斜坡岩土体的结构、构造等特性,采用“将今论古”的思想,追朔斜坡形成及其演化的全过程,对斜坡的稳定状况、发展趋势作出定性评价。
(2)工程地质类比法
传统的工程类比分析法有自然斜坡类比法、观测地质现象判断斜坡稳定法等。传统的工程类比法缺点是比较繁琐,而且其主观随意性较大,根据评判人的经验和水平高低其可靠性有所不同。在实际工程中,一般工程地质勘察中不可能对每个因素逐个进行精确的定量分析,因此,工程类比法卧前还是分析评价边坡稳定性的一种重要方法。 近年来发展起来的灰关联分析法等方法,克服了工程地质类比分析中主观随意性大的缺点,实现了工程地质类比法从常规定性分析向定量分析的过渡。当然,如何确定能真实并比较全面的反映边坡稳定状况的系统特征序列(母序列),及相关因素序列(子序列)等成为关键问题,一定程度上会影响灰关联分析法的评价结果。
(3)图解分析法
图解法包括赤平极射投影、实体比例投影与摩擦圆等方法。图解法的优点是能快速、直观地分辨出控制边坡稳定性的主要和次要结构面,确定出边坡结构的稳定类型,判定不稳定块体的形状、规模及滑动方向。对用图解法判定为不稳定的岩质高边坡,需进一步用计算加以验证。
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1.3.2定量分析法
边坡稳定性分析中的定量分析方法很多,主要有极限平衡分析法和有限元法等,总结分析如下。
(1)极限平衡分析法
1)经典极限平衡分析法
边坡稳定性分析最常用的极限平衡方法有:瑞典条分法、简化Bishop法、Janbu普通条分法、Spencer法、Sarma法等条分法。瑞典条分法一般假定滑动面为圆弧,并且不考虑条块间的相互作用力。简化Bishop法假定条块之间只有水平作用力而没有垂向作用力,即要求条块在滑动过程中无垂向的相对运动趋势。Janbu普通条分法假定条块间合力作用点的位置,通过调整作用点的位置以获得比较精确的安全系数。Spencer法克服了其他方法中只适用对称问题的缺点,不需已知滑动方向,还可根据滑面的几何特征,进一步得到各条块局部的稳定性系数及其潜在的滑动方向。Sarma法分析节理岩体边坡稳定较为合理,因为该法考虑了滑体本身的强度,可以处理具有复杂结构面的边坡,可以根据坡体内的各类结构面来划分条块并且不要求各条块保持垂直。
经典极限分析法的缺点和不足主要是,它只适用于均质材料,并且通常是根据边坡岩体的结构等特征假想一个滑动面作为危险滑动面,从而计算该假想滑动面相应的稳定安全系数。然而,现实中几乎没有均质的岩土体,而且计算中要假设多个危险滑动面进行稳定安全系数的计算,用平面、折线、楔形、圆弧形等常规的滑动面形式无法反映边坡滑动的真实状态。近二十年来,以上常用的极限平衡分析法主要经历了由二维向三维方向发展,同时考虑了地下水、地震作用等的影响,如张强勇(2005)考虑地震作用、地下裂隙水的影响以及岩石锚杆的支护效应,建立了锚固岩体边坡的滑体计算模型。在边坡的稳定分析中,尽管条分法有着多种不足,但因其简单而得到最广泛的应用。其中,我国广泛应用的方法之一是不平衡推力法。它适用于任意形状的滑裂面,而假定条间力的合力与上一条土条底面相平行,根据力的平衡条件,逐条向下推求,直到最后一条的推力为零。
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2)弹塑性极限平衡分析法
为了克服和弥补经典极限分析法的不足,一种方法是采用弹塑性极限平衡分析法。弹塑性极限平衡法从分析边坡体的应力和变形入手,由边坡体的应力和变形特征来确定边坡体的极限平衡状态,从而避免对边坡体最小安全系数的反复计算及比选,达到减少工作量和提高准确率的目的。
弹塑性极限平衡法中采用强度折减法,即逐渐降低材料强度(即降低材料抗剪强度参数)的方法来逼近系统的极限平衡状态,并以屈服区的贯通来表征极限平衡状态的到达,把材料强度折减系数定义为系统的整体稳定女全系数。在地质条件、材料参数、屈服准则和本构关系正确的前提下,能够保证由此得到的稳足安全系数为真实稳定安全系数的下限。弹塑性极限平衡法不必假设土条间的作用力和破坏面的位置和形状,因此,该方法能处理复杂几何轮廓和边界条件,有广泛的适用性和良好的应用前景。
3)优势面理论分析法及其发展应用
采用优势面理论分析法可确定岩坡的控稳优势面,并进行优势面组合分析,找出其试算安全系数最小的优势分离体,确定边坡破坏模型,并采用极限平衡分析法分析计算优势分离体的安全度及边坡稳定安全系数,以此判断边坡整体稳定状况,从而克服和弥补经典极限分析法中要假定滑动面、反复计算比选最小的安全系数及相应的滑动面的不足,提高了最小安全系数的可靠性。
在采用优势面理论分析法时,在确定控稳优势面时,一般首先要通过野外地质调查来对研究体内的结构面加以分类,确定各候选优势面的综合权重值,以及确定优势面的力学参数时,都要不同程度的受到主观性的影响,因而优势面理论分析法存在一定的缺陷性。因此,优势面理论分析法中引入了层次分析法(Analytic Hierarchy Process),在一定程度上提高了控稳优势面的选定客观性。
(2)有限元法
有限单元系统的理论来源于弹性理论,它仍然使用平衡条件、相容条件、边界条件及材料的一弹性性质一,但有限元法克服和弥补经典极限分析法只适用于均质材料等不足,可方便地处理岩体非均质问题。极限分析有限元法就是采用有限元数值分析方法进行边坡稳定状态的极限平衡分析。区别于弹塑性极限平衡分析法中以屈服区从坡脚到坡顶的贯通来表征极限平衡状态的到达,极限分析有限元法采用有限元静力平衡方程组是
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