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武 汉 大 学 毕业设计论文 摘 要 本篇毕业论文从土力学基本理论出发，结合相关设计规范及工 程实际，对某边坡治理工程进行初步设计。在设计中采用计算边坡 推力的方法进行边坡稳定性分析，并以滑坡推力的计算结果和地质 勘测资料作为肋梁锚杆支护计算、设计的依据。除了理论上的计算 之外，本文还论述了边坡治理的一些基本原则。根据这些基本原则 和计算结果，给出了治理边坡的方案。 关键词： 稳定性 锚杆 边坡治理 Abstract This paper begins with basic theory of soil mechanics,considering the besigh criteria correlative and the engineering factors .In the design,we analyze stability of the landsliode by calculating the landslide thrust.With the calculate results and the data of geology survey,we can calculate and design anti-slide piles. This paper discusses some basic principles of landslide treatment as theoretic calculate. Basing on the basic principles and the calculate results, a project of the landslide treatment be provided. Key words: stability slide piles landslide treatment 1 武 汉 大 学 毕业设计论文 目 录 1. 工程区自然条件 2. 工程地质概况 2.1 地形地貌 2.2 地层岩性与岩土工程地质特征 2.3 地质构造 2.4 水文地质条件 2.5 人类工程活动 3. 边坡特征 3.1 边坡形态特征 3.2 边坡物质组成 3.3 边坡的水文地质条件 4. 边坡稳定性分析 11 4.1 边坡类型及安全等级 11 4.2 影响边坡稳定性的因素 11 4.3 边坡稳定性分析 13 4.4 边坡破坏模式及控制条件 15 4.5 边坡岩石的物理力学性质 17 5. 边坡稳定性计算 19 5.1 按岩层层面滑动进行稳定性验算 19 5.2 按岩体破裂面进行稳定性验算 21 5.3 按裂隙面滑动进行稳定性验算 23 6. 支护结构设计 25 6.1 设计依据 25 6.2 选择支护方案 25 6.2.1 设计原则 25 6.2.2 设计支护方案 26 6.3 锚杆计算的理论基础 27 6.3.1 锚杆的基本原理 27 6.3.2 锚杆的力学作用 28 6.4 锚杆计算成果整理 31 7. 施工组织设计 33 7.1 施工工序 33 7.2 施工监测 34 7.2.1 监测工作的任务和目的 34 7.2.2 监测设计方案主要技术依据及原则 35 7.3 监测工作设计 36 7.3.1 监测工作布置 36 7.3.2 观测方法 37 参考文献 38 结束语 39 附图 40 1 武 汉 大 学 毕业设计论文 1. 工程区自然条件 忠县位于三峡工程库区中部，县城上游距重庆市 240km ，下游 距长江三峡工程坝址约 360km 。本边坡位于忠县县城上游、长江左 岸，距县城 10km 。行政区划隶属重庆市，水陆交通发达，交通十 分便利。 忠县地处川东低山丘陵区，属中纬度亚热带东南季风暖气候区， 四季分明，气候温和，湿热多雨，雨量充沛。年均气温 18.2℃ ，最高 气温 42.1℃ ，最低气温 -4.1℃ 。年均降雨量 1172.1mm ，最大降雨量 1471.1mm ，最小降雨量 866.6mm ，长年主导东北风。 2. 工程地质概况 2.1 地形地貌 边坡位于长江近岸谷坡地带，地貌形态主要为坪状丘陵，高程为 206~230m ，原始地形坡度为 10~30° 、局部大于 30° 。边坡的地形坡度 为 64° ，坡高为 18m ，坡下为居民安置点或规划的安置点，周围建筑 1 武 汉 大 学 毕业设计论文 物较多。 2.2 地层岩性与岩土工程地质特征 边坡区域分布有：第四系全新统人工堆积层 (Q r ) 、第四系全新 统坡积层 (Q 4 dl ) ；基岩为侏罗系上统蓬莱镇组第 2 段（ J 3P 2 ）。各岩土 层特征分述如下： （ 1 ）第四系 人工堆积层 (Q r ) ：主要为边坡开挖形成的碎块石填土层，紫红色， 稍密状，主要由块石、碎石及粘土等组成，碎块石呈棱角状，粒径 1~10cm ，含量 30% 。分布于边坡外围，厚度 0.5~1.5m 。堆填时间 在三年以内。 残坡积层 (Q 4 dl ) ：紫红色、灰黄色，粉质粘土夹碎石，碎石含量 10%~35% ，粒径 1~3cm ，最大 5~6cm ，碎石多为强风化状泥岩及砂岩， 粉质粘土呈可塑状，土层结构稍密。广泛分布于坡顶及其以上斜坡地 2 武 汉 大 学 毕业设计论文 带，厚度 0.5~1.5m 。 （ 2 ）侏罗系 边坡区由侏罗系上统蓬莱镇组第 2 段（ J 3P 2 ）基岩组成，地层岩 性见地层岩性简表 2.1 （地层柱状引用《长江三峡水利枢纽库区忠县与 石柱县迁建城镇新址地质论证报告》）。 表 2.1 岩 性 一 览 表 系 统 组 段 大 层 地层 代号 岩性 代号 厚度 （ m ） 岩 性 描 述 第 四 系 Q 0.5~1. 5 坡积物（ Q dl ）：土夹碎石或碎 石土； 人工堆积物（ Q r ）：块石碎石夹土。 侏 罗 系 上 统 蓬 莱 镇 组 第 2 段 第 3 大层 J 3P 2-3 Ss 30~35. 8 厚层浅紫灰色长石砂岩，中部夹 两层紫红色粉砂质泥岩。 第 2 大层 J 3P 2-2-3 St+Cr 7.8 薄层浅灰紫色泥质粉砂岩与紫红 色粉砂质泥岩互层。 J 3P 2-2-2 St 夹 Cr 15.9 为中厚层灰紫色泥质粉砂岩夹极 少量薄透镜状粉砂质泥岩。 J 3P 2-2-1 St+Cr 15 上部为薄层灰紫色泥质粉砂岩与 紫红色粉砂质泥岩互层；中部为厚 约 3~4m 的粉砂岩；底部为厚 3m 的紫红色粉砂质泥岩。 第 1 大层 J 3P 2-1-4 Ss 20 厚～巨厚层浅灰色长石石英砂岩。 J 3P 2-1-3 St+Cr 8.6 薄 ~ 中厚层粉砂岩夹紫红色粉砂 质泥岩。 J 3P 2-1-2 Ss 4~5 浅灰色中 ~ 厚层砂岩。 3 武 汉 大 学 毕业设计论文 J 3P 2-1-1 St+Cr 17.3 薄层粉砂岩与紫红色粉砂质泥岩互 层。 粉砂质泥岩：紫红色，泥钙质胶结较差，层理不发育，可见次圆 状泥钙质粉砂岩团块，粒径 0.5 ～ 2cm 。抗风化能力差，遇水易崩解 等特点。 泥质粉砂岩：紫红色，泥钙质胶结，成分较均一，局部夹粉砂质 泥质条带或薄层，层面略有起伏，抗风化能力差。 长石石英砂岩：灰 ~ 灰白色，泥钙质胶结较好，抗风化能力较强， 呈厚层、巨厚层状构造。 2.3 地质构造 (1 ）区域地质构造与地震 本 区 处 于 扬 子 准 地 台 之 次 级 构 造 单 元 — — 四 川 台 坳 （ 图 2.1 ）。基底主要由早元古代变质火山 —— 碎屑岩及侵入其间的岩浆 岩组成；区内沉积盖层出露齐全，侏罗系末的燕山运动使盖层产生强 4 武 汉 大 学 毕业设计论文 烈褶皱，断裂较为少见。主要是因为沉积岩的高度柔塑性在地应力作 用下，构造变位的表征是塑性流动，褶皱成山，断裂则少发生。主要 断裂与褶皱的形成密切相关，即发生应力集中部位的背斜核部或偏翼 部，向斜内偶见小规模的断裂错动。区内构造形迹的展布方向由 NE 向渐变为 NEE 向弧形，宽阔平缓的屉状向斜与梳状紧闭的背斜相间 排列，构成隔档式构造。区内主要褶皱有万县向斜、大池－干井背斜、 丰都－忠县向斜、方斗山背斜与石柱向斜。主要断层有楠木垭－大垭 口断层、横梁子断层、茨竹垭断层、齐岳山大断层、吊钟坝断层等， 分布于工程区外围。 忠县 四 川 台 坳 上 扬 子 台 褶 带 ① ② ④ ③ ⑥ ⑤ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ 2 F 5 F 1 F 4 F 3 F A B 1 2 3 4 5 6 5 武 汉 大 学 毕业设计论文 图 2.1 忠县及其周缘地区构造纲要图 1: 背斜 ; 2: 向斜 ; 3: 一般断层 ; 4: 航磁推测大断裂 ; 5: 二级构造单元界线 ; 6: 边坡区 根据《中国地震动参数区划图》（ GB18306—2001 ），该地区地 震动基岩峰值加速度值为 0.05g ，反应谱特征周期为 0.35s ，相应地震基 本烈度为Ⅵ度。 (2 ）边坡地质构造 边坡内未见断裂发育，层间剪切带不发育，岩体均为裂隙切割， 6 武 汉 大 学 毕业设计论文 裂隙一般发育在砂岩中，裂隙短小；泥岩中微裂隙发育。边坡区地层 为单斜构造。 2.4 水文地质条件 边坡区为一向冲沟倾斜的斜坡，该区降雨充沛，大气降水大部分多 沿斜坡向冲沟排泄，仅有少部分降水渗入斜坡体的松散覆盖层及基岩 裂隙内。汇水面积 0.0001km2。 该区内的地下水，按其赋存条件可分为孔隙水和裂隙水。孔隙水： 主要分布于坡积层和人工堆积层内。埋藏不深，水量不丰，受季节影 响明显。裂隙水：赋存于张开的基岩裂隙中，水量不丰。 地下水主要靠大气降雨补给。大部分降水沿斜坡快速向溪沟排泄， 仅有很少部分雨水垂直下渗，补给地下水。该地段的松散堆积层中，泥 岩类和砂岩类地层中，水量均不丰，大多以渗水的方式排泄，该边坡 未见泉水出露地下水的水化学类型为 HCO3 -Ca 型水。 总体而言，该区水文地质条件较为简单。 2.5 人类工程活动 边坡坡顶主要为农田和山地，没有大的人类工程活动。坡脚为居民自 建房或规划建房的宅基地，除规划建房处将来需进行建房施工外，不 会有大的人类工程活动。 7 武 汉 大 学 毕业设计论文 3. 边坡特征 3.1 边坡形态特征 边坡走向 356° ，倾向 86° ，坡角 64° ，多呈上缓下陡状。坡顶高 程为 231m ，坡底高程为 213.2 ～ 215.6m 。坡面略有起伏，坡面泥岩 风化剥落凹进，砂岩凸出。坡长 60m ，坡高 18m 。 3.2 边坡物质组成 （ 1 ）岩性 ① 基岩 边坡的地层主要为蓬莱镇组第 2 段第二大层 J 3P 2-2 地层，岩性主 要为中厚层灰紫色泥质粉砂岩、砂岩与夹少量紫红色粉砂质泥岩与薄 层浅灰紫色泥质粉砂岩夹紫红色粉砂质泥岩互层。 ② 第四系覆盖层 分 布 于 边 坡 坡 顶 及外 围 ， 主 要 为 坡 积 物 和 人 工 堆 积 物 ， 厚 0.5~1.5m 。 （ 2 ）岩体风化 高边坡地段出露的基岩，由于自身岩石矿物成份、成岩条件的不 8