边坡工程论文精选(九篇)

第1篇：边坡工程论文范文

生态建设和环境保护是21世纪人类共同关注的热门话题，也是世界各国政府和人民为之不懈努力解决的焦点问题。基本建设的快速发展与生态环境的不协调，导致了人类赖以生存环境的生态破坏，同时也制约了社会经济的可持续发展，对人类的生存和社会发展构成了威胁。因此，项目开发与环境保护兼顾是经济可持续发展的重大课题，在工程建设中合理利用资源、保护环境、美化环境，是我们必须正视和认真对待的问题。

公路、铁路、水利等工程建设与自然环境密切相关。其工程规模大、项目多、涉及面广，土石填挖工程形成的大量土石边坡，破坏了既有植被，对当地生态环境影响较大，以往通常采用单纯的工程防护，如浆（干）砌片石、喷锚防护等，这些工程措施都导致原有植被破坏、水土流失、滑坡、边坡失稳等一系列生态环境和工程问题。国家已经十分重视工程建设中的生态建设和环境保护，国务院下达了［2000］31号文件“关于进一步推进绿色通道建设的通知”，工程建设中的生态建设、环境保护已提上议程，这对整个工程建设的可持续发展战略的实施起到了推动作用。

2.边坡生态防护现状

近十多年来人们开发出了多种既能起到良好边坡防护作用，又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护新技术，与传统的坡面工程防护措施共同形成了边坡工程植物防护体系。

根据不同的边坡土质条件，采用不同的施工方法和施工工艺可将边坡植物防护技术分为：①人工种草护坡；②平铺草皮护坡；③液压喷播植草护坡；④土工网植草护坡；⑤OH液植草护坡；⑥行栽香根草护坡；⑦蜂巢式网格植草护坡；⑧客土植生植物护坡；⑨喷混植生植物护坡。各类边坡植物防护技术的主要作用及应用条件各不相同。

2.1人工种草护坡

人工种草护坡，是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。具有施工简单、造价低兼等特点。但由于草籽播撒不均匀，草籽易被雨水冲走，种草成活率低等原因，往往达不到满意的边坡防护效果，而造成坡面冲沟，表土流失等边坡病害，导致大量的边坡病害整治、修复工程，使得该技术近年应用较少。

2.2平铺草皮护坡

平铺草皮护坡，是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施。具有施工简单、工程造价较低等特点。适用于附近草皮来源较易、边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩层边坡防护工程，是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一，但由于施工后期养护管理困难，平铺草皮易被冲走，且成活率低，工程质量往往难以保证，达不到满意的边坡防护效果，而造成坡面冲沟，表土流失、坍滑等边坡病害，导致大量的边坡病害整治、修复工程。近年来，由于草皮来源紧张，使得平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。

2.3液压喷播植草护坡

液压喷播植草护坡，是国外近十多年新开发的一项边坡植物防护措施，是交草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂上、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀，通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。其特点是：①施工简单、速度快；②施工质量高，草籽喷播均匀发芽快、整齐一致；③防护效果好，正常情况下，喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70%以上，二个月后形成防护、绿化功能；④适用性广；⑤工程造价低。目前，国内液压喷播植草护坡在公路、铁路、城市建设等部门边坡防护与绿化工程中使用较多。

2.4土工网植草护坡

土工网植草护坡，是国外近十多年新开发的一项集坡面加固和植物防护于一体的复合型边坡植物防护措施。该技术所用土工网是一种边坡防护新材料，是通过特殊工艺生产的三维立体网，不仅具有加固边坡的功能，在播种初期还起到防止冲刷、保持土壤以利草籽发芽、生长的作用随着植物生长、成熟，坡面逐渐被植物覆盖，这样植物与土工网就共同对边坡起到了长期防护，绿化作用，土工网植草护坡能承受4m/s以上流速的水流冲刷，在一定条件下可替代浆（干）砌片石护坡。目前，国内土工网植草护坡在公路、堤坝边坡防护工程中使用较多，铁路部门相对较少。

2.5OH液植草护坡

该项技术是国外近十多年新开发的一项边坡化学植草防护措施。它是通过专用机械，将新型化工产品HYCEL_OH液用水按一定比例稀释后和草籽一起喷洒于坡面，使之在极短时间内硬化，而将边坡表土固结成弹性固体薄膜，达到植草初期边坡防护目的，3～6个月后其弹性固体薄膜开始逐渐分解，此时草种已发芽、生长成熟，根深叶茂的植物已能独立起到边坡防护、绿化双重效果，具有施工简单、迅速，不需后期养护，边坡防护、绿化效果好等特点。尽管OH液植草护坡具有理想的边坡防护、绿化效果，但由于该技术所用的这种HYCEL_OH液还末能实现国产化，使得其工程造价较高综合造价达40元/m2左右，故目前还无法推广应用。只是在京九铁路等个别工点进行了尝试性试验。

2.6行栽香根草护坡

香根草是近十多年才被人们“重新发现”的一种禾本科植物，具有长势挺立，在3～4月内可长成茂密的活篱笆；根系发达、粗壮，一年内一般可深入地下2～3m；根系抗拉强度大，达75MPa，耐旱、耐涝、耐火、耐贫瘠、抗病虫、适应能力极强等特点。行栽香根草护坡就是在土质边坡上行栽香根草进行边坡防护的一种工程措施，该技术充分利用了香根草的优良特征，具有显著增强边坡稳定性和理想的固土护坡功能，大有取代传统片石护坡之趋势。目前国内应用较少，还有待于在公路、铁路、堤坝、城市建设等边坡防护工程中进一步试验推广。

2.7蜂巢式网格植草护坡

蜂巢式网格植草护坡，是一项类似于干砌片石护坡的边坡防护技术。是在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖形成蜂巢式网格后，在网格内铺填种植土，再在砖框内栽草或种草的一项边坡防护措施。该技术所用框砖可在预制场批量生产，其受力结构合理，拼铺在边坡上能有效地分散坡面雨水径流，减缓水流速度，防止坡面冲刷，保护草皮生长。这种护坡施工简单，外观齐整，造型美观大方，具有边坡防护、绿化双重效果，工程造价适中，略高于浆砌片石骨架护坡，该技术多用于填方边坡的防护。

2.8客土植生植物护坡

客土植生植物护坡，是在边坡坡面上挂网机械喷填（或人工铺设）一定厚度适宜植物生长的土壤或基质（客土）和种子的边坡植物防护措施。该技术的特点是可根据地质和气候条件进行基质和种子配方，从而具有广泛的适应性，多用于普通条件下无法绿化或绿化效果差的边坡。由于客土可以由机械拌和，挂网实施容易，因此施工的机械化程度高，速度快，无论从效率和成本上都比浆砌片石和挂网喷砼防护要优越，而且植被防护效果良好，基本不需要养护即可维持植物的正常生长。该技术在公路边坡防护中已被大量应用，在日本等国家已经被作为边坡绿化的常规方法加以应用。

2.9喷混植生植物护坡

喷混植生植物护坡，是在稳定岩质边坡上施工短锚杆、铺挂镀锌铁丝网后，采用专用喷射机，将拌和均匀的种植基材喷射到坡面上，植物依靠“基材”生长发育，形成植物护坡的施工技术，具有防护边坡、恢复植被双重作用，可以取代传统的喷锚防护、片石护坡等圬工措施。该技术使用的种植基材由种植土、混合草灌种子、有机质、肥料、团粒剂、保水剂、稳定剂、PH缓解剂和水等组成，其种植基材的配方是成功的关键，良好的配方能够达到在陡于1∶0.75的岩质边坡上既具备一定的强度保护坡面和抵抗雨水冲刷，又具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长。该技术已广泛应用于铁路、公路、水利等各类岩石边坡绿化防护工程。

3.边坡绿化工程中的难点问题

随着边坡植物防护技术的推广应用，各类边坡植物防护技术已发展成为公路、铁路绿色通道建设中的重要组成部分，但也存在一些难点问题。

3.1边坡植草的退化

在公路、铁路等工程建设中，其边坡绿化防护上投入的资金比例较低，在低投入、低养护或无养护情况下，边坡草坪处于自生自养状态，极易退化、死亡。因为人工种植草种生长较弱、品种单一，随着时间的增长，在养分水分供应较差的边坡上都会呈现不同程度的草坡退化现象，这是一个十分突出和严重的问题，若草被退化得不到解决，不仅造成重复建设、资金浪费，而且起不到边坡绿化防护效果，最终可能会引起水土流失、坡面坍塌等许多不良后果。

3.2喷播时的植物种子配比与最终植物状态

在较短的时间内把开挖的边坡恢复到自然状态，施工者将面临：①植物种子的配比如何确定；②如何考虑当地自生优势群落的结构特点进行种子配比；③如何确定喷播时的植物配比与最终形成的植物群落之间的动态关系。只有对这些问题作详尽的调查研究分析，才能正确指导施工，否则边坡的植物生长将无法实现人工强制绿化向原始植物群落的顺利演替。

3.3干旱对土体很薄的坡面植物构成威胁

开挖后的岩石边坡，岩石层厚、整体性好，坡体高陡，对边坡进行植物绿化后，随着时间的增长，秋冬季干旱、夏伏季炎热，土体养分逐渐流失，土壤肥力降低，如何解决边坡呈现的无土、缺水、缺肥的状态及边坡植被面临的干、热威胁，这将直接影响到边坡最终的绿化效果和生态效益。

4.边坡绿化工程可持续发展的着眼点

可持续发展，是指在人类与自然和谐的前提下，不断提高人类的生活质量和环境承载能力，满足当代人的需求又不损害对子孙后代的需求；满足一个区域或一个国家的需求面又不损害其他区域或国家的需求。根据可持续发展内涵的要求，边坡绿化工程中应着眼于与自然环境（生态系统）的协调性和环保生态功能，结合目前国内边坡绿化防护工程现状及问题，提出以下对策与建议。

4.1注重边坡生态防护的设计与资金投入

在公路、铁路设计与建设中，人们常将设计重点和大量资金放在它的工程功能及安全功能上，而生态功能的设计与投资力度不足，生态防护工程往往采取低价中标的方式，这种低投入、低质量的恶性循环，使边坡生态环境发展不够好，抗灾能力不强等。应建立和加大公路、铁路边坡建设、养护和生态环境保护的专项资金，在设计上要深入细化，根据不同气候条件、不同环境、不同区域结合具体情况单独设计，注重落实边坡的生态环境保护方案。

4.2边坡植草退化的防治技术

防治边坡草被退化的重要措施就是乔灌草相结合，尽量模拟出当地的植物群落结构，走向本地化。实际上国外已经开始流行以乔灌木为主的绿化方式。天然植被一般都是草木混生的，在较高的贫瘠土质或石质边坡上，采用草灌结合的客土喷播或喷混植生技术施工，可以将草种和灌木树种进行混播，早期以草坪防护为主，后期以灌木防护为主，构建乔灌草立体防护生态体系，达到恢复自然植被的目的。植物种子的选择及配置应走本地化的道路，以地带性植被、乡土植物为基调，适当引进适于本地生长条件的野生植物和外地植物。同时也应考虑浅根植物和深根植物的结合、豆科植物与非豆科植物的结合，还要尽可能配置抗逆性强的植物和水、肥、光、热利用率高的植物，这样才能使植物更能适应当地气候与自然植被融为一体，建设一个具有生物多样性的稳定的、生命力强的立体生态群落。

4.3积极引进开发边坡生态防护新技术

边坡绿化工程中的难点问题，是对边坡生态防护可持续发展和环境科学技术的挑战，边坡生态防护技术涉及到工程力学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学、环境生态学等学科，必须不断在这些理论领域有所突破，积极引进开发新材料、新工艺及配套施工机械设备，充分吸收新的科研成果、先进技术和工程施工经验，注重国际和行业间的技术交流与合作。总之，提高边坡生态防护技术的科技含量，是边坡绿化防护工程成败的重要环节。

目前在边坡绿化防护工程中，液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术；在边坡绿化养护工程中，滴灌、渗灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有节约水资源、提高成活率、促进草灌木植物生长的灌溉技术；在土壤肥力方面，ABT生根粉、菌根菌、农菌及各种微生物肥料的应用，具有促进植物生根、生长和发育，提高植物的生理机能和抗逆性。在这些新技术的应用过程中，还有许多问题和工艺需要探讨、改进，使其成本更低、操作更为简单、效果更好。随着边坡生态防护各项科研技术的不断深入，其各项新技术新工艺的应用将日趋完善和成熟。

5.结论

①在边坡植物绿化防护施工措施中，根据目前的国情、机械化施工程度、适用性、经济性和质量效果比较，液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术，符合边坡绿化工程可持续发展的理念，值得普遍推广应用。

②正确的决策必须建立在相关科学研究的基础上，在边坡生态防护方面，针对难点问题有必要开展系列研究，加大这方面的科研投入，积极引进先进的技术和设备，鼓励和扶持施工企业朝生态防护专门化队伍方向发展，为彻底解决边坡生态防护可持续发展问题提供坚定的基础。

第2篇：边坡工程论文范文

一、土木工程中的边坡支护技术

土木工程中的边坡支护技术比较多，例举比较常见的边坡支护技术。如:《”锚杆支护，其在边坡支护中较为常见，利用水泥土墙做为辅助支护，有利于边坡的侧向稳定，锚杆支护在土木工程中，适用于高度低于6米的基坑，提供足够的支护力;(2)开槽施工，先根据边坡支护的情况，在基坑周围开挖内槽，利用内部支撑的方式，形成边坡的挡体，支挡土木工程边坡内的土体结构，由此保障边坡的稳定度;(3)土钉支护，此类边坡支护方式的稳定性较高，但是其对土木工程的环境有要求，只能适用在特性土质内，而且土质内的水位不能太高，在边坡基坑低于12米的工程内较为常见;(4)逆作拱墙，结合土木工程基坑的实际情况，设计拱墙支护，通过拱墙提供支护的能力，一般边坡支护中的逆作拱墙分为全封和局部两种，需根据边坡支护的需求确定拱墙类型。

二、土木工程中边坡支护技术的应用

土木工程中边坡支护技术的应用主要分为三项，支撑土木工程的边坡施工，对其做如下分析:

1、边坡支护方案

根据土木工程的需求，制定边坡支护的方案，保障其在土木工程中的顺利施工。以某土木工程为例，分析边坡支护技术的方案川。第一该工程采取土钉支护的方式，根据方案要求，在土钉支护的过程中，要保障支护的强度达到工程标准，方案中规定了土钉的深度，要求施工人员严格按照深度执行支护;第二标记成孔的位置和编号，便于边坡支护时识别;第三设计拉拔试验，检查土钉打入的效果，此部分需交由第三方完成，确保土钉具备充足的强度;第四规定注桨的比例，规范外加剂的用量，该工程方案中规定采用重力灌注的情况，适当情况下可以采取补桨处理。

2、基坑开挖

基坑开挖是土木工程边坡支护的重要环节，因为基坑开挖的过程中，导致土层或地质结构出现破坏，增加开挖的难度，尤其是在开挖后期，很容易出现变形、位移，所以基坑开挖中需要遵循分区原则，确保分区基坑平衡开挖后，才能进行下一分区的基坑作业izl。例如:某土木工程在基坑开挖中，开槽后立即进行支撑，支撑完成后紧接着进行开挖，而且还要遵循分区的原则，避免超过基坑原本的设计量，该工程基坑开挖到距离支护边坡约8米的时候，进行分段开挖，以25米为分段的标准，为提高基坑开挖的速度，该工程在分段基坑内选择了跳挖的方式。

3、地质监测

地质监测应用在边坡支护的整个过程中，主要是排除土木工程施工中的地质影响，保障土地工程处于稳定的状态，以免发生变形。边坡支护中的地质监测，稳定土木工程的施工环境，规避地质环境引发的风险，尤其是基坑施工部分，更是要强化地质监测，根据地质监测的数据，安排边坡支护的施工。边坡支护施工技术中的地质监测，起到良好的监控作用，施工人员观察测点的地质变化，对施工方案提出改进意见，以此来提升边坡支护的水平，促使其更加适应土木工程的环境。地质监测中能够约束边坡支护技术的应用，及时发现土木工程地质条件的临界值，准确控制边坡支护，以免土木工程的边坡结构受到地质影响。

三、土木工程中边坡支护技术的质量控制

第3篇：边坡工程论文范文

【关键词】堆积体；边坡；稳定性分析；研究现状

0.引言

我国是一个地质灾害十分频繁的国家，尤其是我国西南地区，不仅地质灾害数量多，而且灾种全。其中崩塌、滑坡、泥石流等浅层表生地质灾害异常突出，分布有大量的由滑坡堆积、崩塌堆积、残积层、冰溃堆积、坡积物等组成的松散堆积体斜坡[1]。与此同时，西南地区一系列大型乃至巨型正在建设或规划中的水电站相继开工建设，在复杂地质环境和大规模工程活动、水库蓄水及暴雨等复杂条件下，可能会有大量的水库库岸堆积体边坡发生变形甚至失稳破坏。

水库库岸堆积体边坡失稳的代价是巨大的。斜坡或边坡作为一种人类不可回避的地学环境与工程形式，总是伴随着人类的工程活动，人类为了安全始终关注着边坡的稳定性。一百多年来，人们对边坡变形过程、失稳形式、失稳机制、稳定评价及滑坡预测预报等进行了广泛的研究，借助数学、力学和计算科学理论与方法，试图对边坡的稳定、演化及滑坡的预测预报进行研究，并应用到工程实践中。

1.土坡稳定性分析理论研究现状

1.1边坡稳定性分析现状

边坡失稳作为普遍存在的工程问题受到国内外学者的重视。对此课题的研究，国内外都经历了从实践积累到理论归纳，再实践，再归纳，并逐步总结提高的过程。十九世纪末二十世纪初，随着发达国家的大规模土木工程建设，大量边坡工程问题、特别是滑坡问题随之产生，并造成了很大损失，人们开始应用材料力学和近代土力学的理论对边坡问题进行半经验、半理论的研究。上世纪五十年代，我国学者引进了前苏联的工程地质分析的体系，继承和发展了地质历史分析法，着重研究边坡的工程地质背景和边坡类型的划分，以此进行边坡的工程地质类比分析，在滑坡的分析和研究中取得了一定的成果。

1.2边坡稳定研究方法现状

研究边坡稳定的方法主要有：“地质历史分析”方法、极限平衡法、概率分析法、极限分析法、数值计算分析方法、物理模拟法、非线性方法等。现将主要边坡稳定性评价方法列述如下：

（1）“地质历史分析”方法：五十年代，我国许多工程地质工作者在滑坡研究中采用了苏联的“地质历史分析”方法[4]，但该方法偏重于定性描述和分析。

（2）极限平衡法：极限平衡法是一种定量方法，也是工程中使用最多、最成熟的方法，其理论基础为极限平衡理论。它通过分析在临界破坏状态下，土体外力与内部强度所提供的抗力之间的平衡计算土体在自身和外荷作用下的稳定程度。同时，根据假设不同而形成不同方法，具有不同的适用范围。

（3）极限分析法：岩土工程极限分析是典型的塑性极限分析问题。塑性极限分析对象包括塑性区Gussmnna.P提出了运动单元法，以莫尔一库仑岩土介质为研究对象，采用离散技术与现代数值手段，通过运动分析、静力分析和求多变量目标函数值的优化分析，有效地分析了地基极限承载、挡土墙极限土压力及斜坡稳定性问题。

（4）数值计算分析方法：数值计算方法上，随着计算机的普及和发展，出现了一批以弹性力学、结构力学为基础的数值计算方法：FDM（有限差分法）、FEM（有限单元法）、DEM（离散单元法）、DDA（不连续变形分析）、FLAC（快速拉格朗日插值）、NNM（流形元方法）等。

（5）非确定性分析方法：该方法的评价基础是工程地质类比法、滑坡静态规律的认识以及预测科学的一般原理。随着概率论、数理统计、信息理论、模糊数学等方法用于滑坡预测，目前已形成了多种预测模型。其预测成果可相互对比、检验，使预测成果更具合理性、科学性。目前常用的非确定性定量分析方法主要有以下几种[7]：①经验方法；②数理统计方法；③信息模型法；④模糊数学评判法；⑤灰色系统方法；⑥模式识别方法；⑦非线性模型预测法；⑧人工智能法。

其中，数值计算分析方法又可以分为如下几种：

①有限单元法（FEM）：该方法是目前应用最广泛的数值分析方法。它能够考虑滑坡体的非均质性、不连续性等特征，考虑岩体的应力应变特征，避免将坡体视为刚体，能够切实地以应力、应变为变量分析边坡的变形破坏机制，对了解滑坡的应力分布、应变发展很有利。其不足之处是：数据准备工作量大，而且原始数据易出错，不能保证整个区域内某些物理量的连续性；对解决无限性问题、应力集中等问题精度较差。

②边界单元法（BEM）：该方法只需对已知区域的边界进行极限离散化，具有输入数据少的特点。其计算精度较高，在处理无限域方面有明显的优势。其不足之处为：一般边界元法得到的线性方程组的关系矩阵是满的不对称矩阵，不能采用有限元中成熟的求解稀疏对称矩阵的解法。另外，边界元法在处理材料的非线性严重不均匀的滑坡问题方面，远不如有限元法。

③快速拉格朗日分析法（FLAC）：为了克服有限元等数值分析法不能求解岩土大变形问题的缺陷，人们根据显式有限差分原理，提出了FLAC数值分析方法。该方法较有限元方法能更好地考虑岩土体的不连续性和大变形特征，求解速度较快。其缺点是同有限单元法一样，计算边界单元网格的划分带有很大的随意性。

④离散单元法（DEM）：该方法可以直接反映岩体变化的应力场、位移场以及速度场等各个参量的变化，也可以模拟边坡失稳的全过程。另外，该方法特别适合块裂介质的大变形及破坏问题的分析，但所需计算时步非常小，阻尼系数也难以确定。

⑤块体理论（BT）：该方法是以构造地质和简单的力学平衡计算为基础，利用拓朴学和群论提出的一种评价三维不连续岩体稳定性的方法。随着关键块体类型的确定，块体理论能够找出具有潜在危险的关键块体的临空面位置及分布。

除以上几种方法外，近几年还出现了如无界元（IDEM），不连续变形分析（DDA）等方法。此外，由于工程实践的需要，出现了多种数值方法的算法，使滑坡稳定分析数值方法化的趋势更加明显。但数值分析方法也存在着不足：由于地质条件的复杂性及认识的局限性，往往使计由于计算参数的选取是以某种简化为基础的，与实际存在一定误差，继而影响了计算结果的精度[5，6，7，8，9，10]。

1.3边坡参数选取研究现状

边坡的静力稳定研究中，计算采用参数的准确程度会对边坡稳定的评价结果产生重大的影响，因此，本节对边坡物理力学参数选取的研究现状进行论述。

当前国内外岩体力学参数选取研究的总趋势是有经验、半经验、精度较低的数值计算方法向考虑多种因素影响，计算过程复杂、精度较高代表性较强的数值中计算分析法发展。尤其是计算机的使用，使这一领域的研究加快。岩体力学参数选取常用的方法有点群中心法、优定斜率法、最小二乘法、随机一模糊法等。点群中心法由于人为因素影响过多，目前已不常采用，国内对于岩体力学参数的研究主要是从岩体力学参数本身所包含的随机性和模糊性出发，应用随机理论和模糊数学的方法，对试验所得的数据进行分析以获得更为逼近岩体力学实际参数的“真值”[11]。

1.3.1水库库岸堆积体边坡塌岸范围预测方法研究现状

水库蓄水运行过程中，库岸所处的地质环境将发生改变，自然平衡条件遭到破坏，引起岸坡变形失稳，库岸线也逐渐后退，直至达到新的平衡状态为止，这一过程称为库岸再造。库岸再造是一个十分复杂的动力地质过程，受岸坡物质组成、结构特征、形态及水流等多因素控制，塌岸过程复杂，尚无法精确地通过数学计算式来表达。

1.3.2地震作用下边坡稳定性分析研究现状

地震边坡稳定性研究是边坡稳定性研究的重要方面，是岩土工程和地震工程中关心的重要问题之一。刘红帅等认为，从地震作用下是否考虑边坡岩体参数的不确定性的观点来看，岩土边坡地震稳定分析方法可分为确定性方法和概率分析方法两大类；从边坡稳定性计算中对地震动作用的不同处理方式来看，岩土边坡地震稳定性分析方法宜分为拟静力法、滑块分析法、数值模拟法和试验法四大类[5，10，12-18]。

2.结束语

目前，我国的大部分已建、正在兴建和规划中的水利水电工程都在该地区。水利工程中库岸边坡的滑动范围和稳定性问题是大坝安全、社会效益和水利工程经济效益考虑的重要因素之一。同时，西南地区地壳活动频繁，地震震级高、强度大，大量库岸边坡都是重力崩塌堆积体。西南堆积体边坡，考虑地震作用下修正塌岸预测方法中图解法，并将其用于预测边坡滑动范围；与实际情况对比进行反分析，藉此评价堆积体边坡震后滑动范围图解法反分析在工程上的适用性。

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第4篇：边坡工程论文范文

关键词： 边坡工程，岩体结构，块体理论，监测布置，加固控制

中图分类号：U213.1+3 文献标识码： A

1 引言

随着工程规模的加大及受场地的限制，经常需在复杂地质环境条件下，人为开挖各种各样高陡岩质边坡或土坡。这些复杂边坡工程系统在不同部位、不同施工时间的稳定性是动态变化的，并存在着稳定性的相对薄弱部位，而这些稳定性薄弱部位的稳定状态及发展趋势控制与制约着整个边坡工程系统的稳定性。对受岩体结构控制的岩石边坡而言，其稳定性薄弱部位主要为岩体结构面及开挖临空面所形成的大小及稳定程度不同的块体，因此，及时确定与实时控制这些块体系统的稳定性就显得十分重要。

按照工程地质的“突破”观点及岩坡优势面理论，岩体工程如果发生破坏，总是首先从某个(些)部位(如某个关键块体)开始逐渐发展，并受实际变化条件的制约。当外界条件发生变化(如开挖形成临空面)时，有的块体(部位)滑面应力未超过其强度，处于相对稳定状态；有的块体滑面(部位)因应力变化达到甚至超过其抗剪强度而出现滑移失稳，该块体失稳后可能诱发原先稳定的块体产生连锁反应而失稳，从而危及整个边坡的整体稳定。先寻找确定这些最薄弱块体(部位)，优先进行监测及加固，则有可能使边坡工程不破坏或不出现不可接受的破坏，防患于未然，以取得事半功倍的效果。

2 工程地质概况

某边坡总高210 m，总体上分为上、下2 段，上段为垂直台阶式灰岩边坡，台阶高15 m，平台宽5 m；下段为倾斜台阶式页岩边坡，台阶高10～15m，平台宽2～5m，并在灰页岩交界处存在一厚2～3m的泥化夹层。灰岩段总体坡角73°，页岩段总体坡角30°，边坡形状呈“上陡下缓”。边坡采用预裂爆破开挖，并进行锚喷支护。在灰岩段上部安设长40 m，锚固力为200t 的预应力锚索。

图1 高边坡工程平面示意图

2.1 边坡地层岩性及组合特征

与边坡工程有关的地层主要有寒武系下统石龙洞组()灰岩和石牌组()页岩。从岩性组合看，边坡高程135～160 m 以上为坚硬的灰岩体，其弹性模量为1000～2000 MPa，抗压强度为51～64MPa。而在边坡高程135～160 m 以下为软弱的页岩体，其弹性模量为700 MPa，抗压强度为10～20MPa。这就形成了“上硬下软”的不利岩性组合，特别是页岩层压缩性大，加之在灰页岩交界处存在一连续分布的201 泥化夹层，使得更不利于边坡稳定。

2.2 岩体结构特征

边坡工程中灰岩体内岩体结构发育，主要有泥化夹层、断层、节理裂隙。其中201 夹层，厚度大，强度低，具明显流变特性，并且又处于灰页岩交接处，故其对边坡稳定起关键性控制作用。区内主要发育有11 条断层，断层规模从数十米到数百米不等，为Ⅳ-Ⅲ级结构面，走向与边坡走向正交或大角度斜交，陡倾(倾角60°～75°)，倾向SW，SE，与边坡岩层倾向相反。

3 块体系统分布规律及稳定性预测

在坚硬或半坚硬岩层中，岩体被结构面切割成各种类型的块体。在自然状态下，这些空间块体处于静力平衡状态。当进行边坡开挖，或对岩体施加新的荷载后，使暴露在临空面上的某些块体失去原始静力平衡状态，因而，造成某些块体首先沿结构面滑移、失稳，进而产生连锁反应，造成整个岩体工程的破坏。而一般称这种首先失稳的块体为“关键块体”[1]。“关键块体”失稳与否的判据标准是在工程作用力及自重作用下，滑动面上的抗剪强度是否足以抵抗滑动力。而“可移块体”一般指在“关键块体”不失稳条件下才能保持稳定的块体。若“关键块体”失稳，这种“可移块体”也可能失稳，甚至变为“关键块体”。因此，由岩体结构面组合而形成的块体是边坡工程稳定性的薄弱部位之一。

块体理论的基本方法就是：首先，通过几何分析，找出岩体工程中由岩体结构面及临空面所形成的块体，排除其中的无限块体及不可动块体，再通过运动学分析，找出在工程作用力及自重作用下的可动块体；然后，根据滑面的物理力学性质，确定工程开挖面上的所有“关键块体”，并计算出其稳定性及使其稳定所需的锚固力，从而用于指导工程加固。上述方法与步骤均有现成的计算程序或解析方法，其关键是正确确定岩体工程有关结构面的分布参数及相关力学参数。

由地质资料，经分析处理后可得灰岩体中各结构面及力学参数的统计参数，见表1。表中c 为粘聚力，j为内摩擦角，其中重度均取27 kN/m3。

表1 结构面参数及抗剪强度取值统计

由表 1 参数，根据块体理论，可以确定出边坡中的“关键块体”及“可移块体”，具体方法可参见文[2、3]。其代表性块体特征、规模、稳定性系数见表2。由表 2，可知，边块开挖后，“关键块体”主要存在于边坡中部及引水洞上方。其中边坡下游“关键块体”较少，且规模不大，而在上、下游交界的边坡中部有体积较大的“可移块体”，其移动与否受制于“关键块体”C，D。从块体规模看，多为由小断层或大型节理切割而成的四面体或五面体，其体积在几百立方米到几千立方米，并以缓倾和陡倾结构面组合交线滑移为主。

表2 边坡中的块体特征

4 边坡块体系统的监测与控制

由以上分析可知，该边坡工程系统中存在的由岩体结构控制的薄弱部位(“关键块体”)主要存在于边坡中部及引水洞上方，且在正面坡与侧面坡交界处存在体积较大的潜在“关键块体”。故边坡开挖过程中应进行优先监测与控制，否则有可能在施工过程中失稳(甚至产生连锁反应)。

对块体监测主要进行了位移及应力监测，并根据监测结果，及时对块体进行针对性锚固。下图中即为块体C 的锚杆受力变化曲线。其中，观测锚杆采用了直径为16 mm 的全长注浆锚固式，而锚固锚杆则采用了直径为32 mm 全长注浆锚固式。从图可以看出，块体锚固前出现了明显的移动迹象，并且，拉应力以每月 5 MPa 的速率增加；而对块体实施长10 m，直径32 mm 的锚杆加固后，拉应力明显降低(0.5～1.0 MPa/月)，其降低幅度为60%～80%，后来逐步稳定下来，说明块体加固的效果是良好的。另外，对靠近2#，3#引水洞出口处的块体B，主要采取了引水洞出洞时打超前管缝长锚杆(首先实施小导洞开挖，减少临空面)，从而防止了该块体的可能移动。

5 结论

(1) 边坡工程是一个非线性的耗散系统。对由岩体结构控制的岩质边坡而言，边坡工程中的块体系统是控制边坡稳定的薄弱部位，可采用块体理论方法确定块体系统的分布规律及稳定性。

(2) 基于块体理论方法确定的边坡工程块体系统中各“关键块体”的位置、规模及其稳定状态，并制定以边坡块体系统稳定性监测与加固为主要目标的边坡工程监测与加固方案，可大大减少上述工作的盲目性，以达事半功倍之效果。

参考文献：

[1] 刘锦华，吕祖衍. 块体理论在工程岩体稳定分析中的应用[M]. 北京：水利水电出版社，1988

第5篇：边坡工程论文范文

关键词：锚杆；边坡稳定性分析；简化bishop法；锚固角

中图分类号:TU2文献标识码：A文章编号：

1前言

边坡的稳定性是工业与民用建筑工程中不可避免的问题，往往关系到工程的建设成本与运营的安全。到目前为止，国内外学者对边坡稳定性问题做出了卓有成效的工作，为各种类型的边坡稳定分析提出了不同的分析方法。对于均质边坡稳定的数值分析常用的刚体极限平衡方法和数值分析方法。虽然数值分析方法考虑岩土体的变形，从理论上说计算结果更为精确可信，但是数值分析方法的计算结果与软件使用者的经验密切相关，因此规范中对该方法没有明确规定。刚体极限平衡方法[1]不考虑土体的变形，基于Mohr-Coulomb抗剪强度理论为基础，将滑坡体划分成若干垂直条块，建立作用在垂直条块上的力（力矩）的平衡方程式，求解边坡的安全系数。刚体极限平衡方法计算结果稳定，且经过大量工程实践的检验，因此被规范[2]推荐作为边坡稳定分析的方法。

锚杆[3-4]是边坡工程加固的常用方式，本文将采用基于极限平衡理论的简化bishop法，研究不同的边坡坡比下，锚杆锚固角变化对边坡稳定系数的影响，为锚杆加固边坡设计中锚杆锚固角选定提供理论参考。

2锚杆加固边坡的力学分析及分析模型

2.1锚杆加固边坡的力学分析

锚杆加固边坡滑体如图1所示，将滑体划分为n个垂直滑条。将锚杆上的作用力均匀分布引入边坡体中，可以得到如图2所示的锚固边坡土条受力分析模型。

图1 边坡滑体及土条图2 锚固边坡土条受力分析图

由Mohr-Coulomb准则及Terzaghi有效应力、条块垂直方向力的平衡以及滑体绕圆弧中心O点的力矩平衡，最终滑体的稳定系数表达式，如式（1）：

（1）

式中：为边坡的稳定系数，为土条重力，为作用在第i个土条上的地面载荷，是锚杆提供的锚固力，是锚杆的锚固角，、为土条间的竖向作用力，为作用在分块滑面底部的空隙水压力(应力)，为第i个土条的宽度，为滑面土的内摩擦角，为滑动面上的粘结力，为第i个土条滑面相对于水平面的夹角。

2.2计算模型

取工程边坡分析对象，经过简化以后，建立如图2所示的边坡模型，算例边坡高20m。地质勘探表明，边坡的土层为可塑状土，土体容重为18 kN.m-3，黏聚力为21 kPa，内摩擦角为14°。土体具体参数见表1。锚杆采用热扎螺纹钢筋，采用先灌浆后插入锚杆安装锚杆，注浆采用压力式注浆机注入。锚杆纵向间距1m，垂向间距为2m。为了比较不同坡比下锚杆的最优锚固角，研究分别设计边坡坡比为0.5、0.75、1.0与1.25四种情况。

图2计算模型（单位：m）

模型坐标原点取在模型边界左下角，坐标以水平向左为正，坐标以垂直向上为正。无地下水作用，不考虑作用在土条上的孔隙水压力。模型上无外荷载，计算仅考虑自重作用下边坡的稳定性，设定锚杆加固边坡从右至左失稳。

3锚固角参数变化对边坡稳定的影响分析

锚固角是锚杆与水平方向的夹角，在锚杆规范中，锚固角一般不大于45°。研究在保持锚杆力学参数不变的情况下，改变锚固角的大小，考察锚杆加固边坡稳定系数变化。具体计算结果如图3所示。从图3可以看出，对于坡比为0.5时，当锚固角从0°到45°变化，锚杆加固边坡的稳定系数呈缓慢增加的趋势，但是对坡比为0.75、1与1.25，当锚固角从0°到45°变化，锚杆加固边坡的稳定系数先增加，然后减小，这表明锚杆加固边坡，锚固角存在最优角。对于边坡，当锚杆力学等参数不变的时候，当锚固角为最优角时候，边坡的稳定系数最大，边坡的稳定系数最大。从图3可以看出，当坡比为0.5，锚杆最优锚固角大于45°，当坡比为0.75，锚杆最优锚固角约为40°，当坡比为1.0，锚杆最优锚固角约为35°，当于坡比为1.25，锚杆最优锚固角约为30°。随着边坡的坡比的增加，最优锚杆锚固角的角度减少。

图3锚固角与稳定系数的关系

图4给出四种不同坡比，锚杆锚固角为30°时边坡的滑移面。从图4可以看出，边坡的滑移面均为圆弧面，滑坡滑出点均在坡脚附近，符合边坡失稳时候的特征。从图4也可以看出，当锚杆参数不变的情况下，边坡的稳定系数随着边坡坡比的增加而减少。

（a）坡比0.5 （b）坡比0.75

（c）坡比1.00（d）坡比1.25

图4 边坡稳定系数与滑移面

4结束语

论文通过建立不同坡比的锚杆加固的边坡模型，采用基于极限平衡法分析法的bishop法，分析了锚杆锚固角变化下，边坡的稳定系数变化趋势，得到结论如下：

4.1随着锚杆锚固角的增大，边坡稳定系数呈现先增大后减小的趋势。对于锚杆加固边坡，锚杆存在最优锚固角。随着边坡的坡比的增加，最优锚杆锚固角的角度减少。

4.2对于锚杆加固边坡，当锚杆参数保持不变的情况下，边坡稳定系数随着边坡坡比的增加而减小。

参考文献：

(1) 王建良等.软岩边坡稳定性的FLAC和刚体极限平衡法对比分析[J].科学技术与工程，2009，16（9）：4693-4697.

(2)《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）.北京:中国建筑工业出版社，2002.

第6篇：边坡工程论文范文

一、边坡稳定的定量分析法

边坡稳定的定量分析是根据边坡岩体的力学性质以及各种可能的工况组合，选取适当的边坡断面进行力学分析，根据确定的岩体参数和一定的假设条件进行分析计算，得出边坡稳定与否的结论。实际工程中存在许多无法完全定量的因素，这些因素的不确定性对边坡稳定的定量计算有一定的影响，因此所谓的定量分析并不是完全意义的“定量”。定量分析的方法主要有极限平衡法、有限元法以及概率法。

（1）极限平衡法极限平衡法是在假定已知的滑面上对坡体进行静力平衡分析，首先将边坡体离散成条块，然后根据其受力状况建立力或力矩的平衡方程，计算边坡的安全系数。它是目前应用最广泛、理论最成熟的边坡稳定性分析方法，基于不同的假定条件，极限平衡法又衍生出许多不同的计算分析方法，如：Morgenstern-Price法、简化Janbu法、简化Bishop法、传递系数法、Sarma法、Spencer法等。其中简化Bishop法多用于破裂面近似呈圆弧形的滑体，其它几种方法可用于滑动面为任意形状的边坡。据有关文献，Sarma法与M-P法计算结果较为相近，比以前的计算方法更接近真实值。随着工程技术的不断发展，一些学者对上述方法进行了研究和发展，作出了有益的改进。如陈祖煜和Morgenstern对M-P法的计算格式进行改进，使得该方法收敛性非常良好，且满足严格平衡条件，在国际岩土界受到欢迎。随着计算机技术被广泛应用于工程界的各种计算中，上述列举的方法也被人们编入程序，大大减轻了计算的负担。类似的软件在不断被开发，如国内应用较广的理正岩土工程软件、国外的Geostudio软件等。极限平衡法在进行计算时均有不同的假设条件，在建模和进行稳定性计算过程中采取了一定的简化措施，但精度均能满足工程需要。在实际工程中一般采用多种计算方法进行对比分析，得出更为精确的结果。

（2）有限元法有限元法在岩土力学中应用较为普遍，应用该法分析边坡，不但能对其稳定性作出定量评价分析，而且在分析中还能考虑到构成边坡物质的不连续性和非均质性，因此具有一定的优越性。该法理论成熟，利用计算机作为辅助工具，在分析中应用较广的是二维线性有限元分析，采用位移法求解。目前在二维和三维方面的计算软件都比较成熟，如基于显性有限差分方法的岩土工程商用计算软件FLAC等。和极限平衡法相比，有限元法无需事先假设边坡滑动面，也不必满足一些假定条件，而是根据变形协调的理念建立起应力和应变之间的本构关系，建立边坡运动的模型，找出边坡破坏的模式，为边坡稳定性分析和治理提供依据。边坡稳定性分析的有限元法可以编制边坡岩土体的位移分布图和主应力分布图，找出重点研究对象和易发生破坏的区域。为了研究有限元法和传统的极限平衡法之间的关系，找出边坡安全系数的计算方法，近年来一些专家学者在这方面作出了有益的探索，得出了很有价值的计算方法。如Giam和Donald于1988年提出了一种由已知应力场确定临界滑裂面及最小安全系数的方法-CRLSS法；Zou等人通过有限元法获得的应力分布规律确定滑动面的位置，然后利用动态规划的数值方法搜索最危险滑裂面和相应的安全系数。有限元法对边坡达到极限破坏状态的判据没有统一的标准，有时候计算精度不足，因此限制了其应用的普遍性。由于计算技术的发展突飞猛进，而进行边坡稳定性分析时本构关系的建立则显得滞后，因此有限元法在本构关系的研究以及模型建立方面还需进行深入地研究。

（3）概率法早期的边坡稳定性分析方法均采用刚体极限平衡理论，在模型的建立过程中进行一定程度的简化，此类简化使得计算和分析过程不再繁琐，因此各理论方法在工程实践中得到普及，并衍生出多种多样的计算方法。实际上边坡体是一个各种因素的组合体，与地形地貌、地质环境、岩体特征、水文地质条件等关系密切。而概率法就是将影响边坡稳定性的许多因素作为变量，确定出各因素对边坡稳定性影响的主次关系，然后通过试验取得各变量的原始数据，并对试验取得的大量的数据进行统计分析，找出各种因素的函数分布规律及其与边坡稳定性之间的内在联系，进而计算出边坡稳定状态的概率大小。在该领域一些学者进行了有益的探索，如Hudson等人对边坡体内不连续面的几何特征采用概率统计法进行了定量的分析和研究，并得出有价值的结论。随着计算机技术的广泛应用，概率论理论又发展出很多“不确定性”分析方法，例如BP神经网络法、灰色理论法、模糊评判法等。

二、结语

第7篇：边坡工程论文范文

【关键词】数值模拟；锚杆；边坡加固

FLAC3D numerical analysis of the slope with the anchor rope supporting in a hydropower station

LUO Wei1 LIU Peng-jun1 YAO Jian-shun2

（1.China University of Geosciences， Hubei Wuhan 430074， China；

2.Shanghai investigation. Design & Research institute Co， Ltd. Shanghai 200434， China）

【Abstract】During the excavation of the diversion tunnel in DianXi， in the process of excavation， a number of cracks have been found in the upper slope rock mass， the stability and subsequent excavation of tunnels have been significantly adverse influenced. This paper adopts the numerical simulation was carried out on the slope with 3D modeling， With embedded anchor reinforcement measures， the overall level of slope displacement and plastic zone are analyzed in comparison. Calculated through the numerical simulation of anchor reinforcement to improve the slope deformation has a good effect， has a certain security on the late construction.

【Key words】Numerical simulation； Anchor； Slope reinforcement

0 前沿

随着我国经济社会的发展，为了缓解国家能源需求，我国建设了一批大规模的水利水电工程。这些工程常常处于高山峡谷之中，两侧边坡的稳定性是工程建设者们关注的重要问题。由于传统的极限平衡理论的局限性，使之在计算埋深、岩性、施工方法等对边坡稳定性的影响时显得有些不足。如金云弼等[1]采用块体极限平衡法对水电站泄洪洞口岩石边坡进行了稳定性分析，对其稳定性进行了评价。徐明毅等[2]采用三维刚体极限平衡法对小湾水电站进水口边坡进行了分析，计算了边坡开挖成型后加固和不加固两种情况下的稳定安全系数。20世纪70年代以来随着电子计算机技术的发展和应用，数值模拟方法越来越多的应用到工程计算当中。林正伟等[3]对隧道洞口边坡进行了二维有限元分析，得出了边坡变形和应力的变化规律，对加固效果进行了评价。祁生文等[4]，徐卫亚等[5]应用有限差分软件FLAC3D对洞口边坡在各种工况下的变形状况和稳定性进行了分析。本文利用FLAC3D数值模拟软件对滇西某水电站导流洞施工开挖边坡进行数值模拟分析其变形情况，为边坡的加固处理提供参考。

1 工程地质条件与稳定性现状

1.1 工程地质条件

水电站位于滇西澜沧江河段上，开挖边坡坡顶高程1415.00m，坡底高程1324.00m，边坡高约103.00m，边坡走向N5°E，与岩层走向和层内错动带的夹角小。岩体风化和倾倒变形强烈。边坡总体产状：N5°～10°E、NW∠45°～65°，边坡构造发育，受卸荷、倾倒影响，拉张的顺坡缓倾角节理发育，产状为N10°～20°、WSW∠10°～35°连通率44.3%～53.2%；顺层的层内错动带发育；顺层断层有F133、F137；倾向坡外的缓倾角断层F154。主要的软弱结构面顺层断层及层内错动带的走向与边坡的走向行、倾向相反、倾角较陡，倾向坡外的缓倾角节理和缓倾角断层较发育，未开挖前的自然边坡处于基本稳定状态。

1.2 开挖后边坡稳定性

导流隧洞出口明渠段层开挖施工后边坡上1339m～1356m高程出现多条裂缝，其中裂缝宽度在1～5cm之间。对边坡稳定和导流洞后续的施工安全造成不利影响，需要进行加固处理。

2 边坡锚固计算

2.1 计算模型及参数

在边坡上1339m～1356m高程间增加一排长锚索来讨论锚索对边坡变形的影响，计算模型如图1所示，锚索预应力为1000KN，排距4m。计算参数取值如表1所示。

2.2 计算结果及分析

图2（a）～（d）给出了在不增加和增加锚索的情况下开挖完成后边坡水平位移云图和塑性区分布云图。

图1 锚索模型图

Fig.1 Model of anchor cable

表1 锚索力学参数

Tab.1 The mechanical parameters of anchor cable

（a）施加锚索前水平位移 （b）施加锚索后水平位移

（c）施加锚索前塑性区 （d）施加锚索后塑性区

图2 锚索施加前后位移和塑性区图

Fig.2 The horizontal displacement and plastic zones of slope

before and after anchor cables applied本文选择了实际监测过程中水平位移为最大的两个点，即1#导流洞中心线上A点（高程1339m）和2#导流洞中心线上B点（高程1376m）来进行跟踪分析，其具体数值结果如表2所示。

表2 增加锚杆之后边坡水平位移计算结果比较（单位：mm）

Tab.2 Compared of calculation horizontal displacement of slope before and after anchor cables applied

从图2（a）～（d）可以看到，锚索施加前后，边坡的整体水平位移有了一定程度的减小（约2～3mm，约3%左右），且边坡坡体的整体塑性区面积有部分减小，尤其是变形较大的区域面积减小为原来的50%左右，这表明坡面上预应力锚索的施加对坡体的变形有着一定的改善作用。

导流隧洞进口边坡地质条件以强风化强倾倒岩体为主，中薄层状砂板岩组成，而且底部发育的缓倾角断层F154稳定性较差。由数值计算结果可知采用锚索加固对边坡的变形加固能够取得较好的效果，因此导流洞进口边坡采用锚索加固形式，在实际施工中也取得了较好的效果，边坡后期变形得到了有效的控制。

3 结论

本文利用FLAC3D数值模拟软件对水电站导流洞施工对边坡影响进行了分析，得到的主要结论如下：

（1）水电站导流洞施工对边坡的水平位移有着一定的影响。

（2）预应力锚索对改善导流洞边坡坡体的变形（尤其是水平位移）和塑性区作用明显。可以作为该边坡支护加固的主要形式。

【参考文献】

[1]金云弼，崔贤淑，杨春璞，马金波.满拉水利枢纽左岸塌滑体稳定性研究[J]. 工程地质学报，2003，02：197-201.

[2]汪卫明，徐明毅，陈胜宏，邹丽春.小湾拱坝坝肩稳定的弹粘塑性块体理论分析[J].武汉大学学报（工学版），2001，03：42-46.

[3]林正伟，何江达，陈建康.水工隧洞堵头用常规法与有限元法计算的差异[J]. 四川水力发电，2003，02：80-83+110.

第8篇：边坡工程论文范文

关键词：高边坡；防护工程；勘察设计；施工

引言

随着国民经济的高速发展以及政府部门对基础设施的大力投入，近年来各地高速公路的建设正处于一个高峰期。其中部分公路建设项目所在地属于山区，地形变化大，高速公路建设中不可避免存在着大量的路基高边坡工程。在勘察设计和施工中处理不当就会引发地质灾害，如引起古滑坡的复活和新生工程滑坡等，从而加剧恶化本已复杂脆弱的地质环境条件，破坏生态环境，增加建设投资代价，延长工期，甚至给运营留下安全隐患。为此，必须在整个建设过程中引起高度重视，加强高边坡点的专项勘察和设计工作，强化施工过程管理。

1.高边坡防护的勘察与设计要求

现行《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）中规定“土质挖方边坡高度超过20m、岩质挖方边坡超30m以及不良地质、特殊岩土地段的挖方边坡，应进行个别勘察和设计”。这是针对高边坡的勘察设计提出的要求，明确了路堑高陡边坡的特殊性。

1.1高边坡防护工程的勘察要求

高边坡防护措施的选择依据是高边坡的工程地质和水文地质条件。因此，在防护施工图设计前应对高边坡进行专项详细地质勘察。采用钻探、坑（井、槽）探与物探相结合的综合勘探方法，查明边坡的地质环境条件，为边坡的防护设计提供可靠的地质依据。

（1）地形地貌特征。通过测量调绘查明边坡的地形地貌特征，坡向及其与路线的关系，自然坡度稳定坡角。

（2）岩土特征。采用钻探、坑（井、槽）探和物探等手段，查清岩土类型、成因、性状、风化程度、分层厚度。

（3）主要结构面。通地质调查和勘探手段查清结构面（特别是软弱结构面）的组合关系、力学属性及其与临空面的关系。

（4）通过收集资料、钻孔水位观测弄清所在地的气象、水文和水文地质条件及相关参数。

（5）查明对边坡有影响的不良地质现象的范围、性质和分布规律。

（6）采用各试验确定岩土体的物理力学性能（天然和饱和状态下的重度、抗剪指标等）。

1.2高边坡防护工程的动态设计

在施工图设计阶段，根据专项勘察成果对边坡的开挖和防护进行个别设计。但是，由于勘查是以点代面，不管地质勘察如何详细，由于地质上的复杂性和不确定性，致使勘察资料的准确性和防护设计的适宜性存在一些偏差，这就要求在施工阶段加强对勘察资料准确性和防护设计的可靠性进行分析验证，把施工开挖过程作为勘察的补充。根据开挖揭示的实际地质情况，反馈设计，必要时进行补充勘察、调整防护方案，这就动态设计的思想。

动态设计是根据信息施工法和施工勘察反馈的资料，对地质结论、设计参数及设计方案进行再验证，如确认原设计条件有较大变化，应及时补充、修改原设计。因此要求在施工过程管理中，需要地质勘查工程师、设计工程师，特别是监理工程师对边坡开挖揭露的实际地质情况进行确认，复核设计适用条件的正确性，对设计进行维持或调整。因此，在施工过程中，监理单位应强化对勘查单位、设计单位配合施工的监督和管理。

2.高边坡的施工技术

探讨目前对高边坡的施工一般都要求采种用逆作法施工，即自上而下分级开挖与防护，边开挖边防护。逆作法施工的优点在于：减少大开挖卸载对边坡稳定性的影响，边坡变形量小，对邻近建筑的影响亦小；减少边坡暴露高度和时间，及时形成对开挖坡面的防护，使其受力状态合理；每级开挖平台即可作为防护的工作平台，不必另外架设开挖工作平台与内撑，这样大幅度削减支撑和工作平台等大型临时设施，节约工程造价。高边坡防扩逆作法施工的成功关键是要做好信息化施工和动态设计工作，强化施工的过程管理。

2.1逆作法施工要点

逆作法施工的顺序是：①按施工图设计放线（最高一级坡坡口线）；②按设计坡比和坡高开挖最高一级坡，按信息化施工的要求对地质情况、防护设计参数与方案进行验证，对施工安全性进行判断并及时调整防护措施和施工方案；③按调整后防护设计对开挖边坡进行防护工程施工；④重复①-③自上而下完成其余各级边坡的开挖和防护。⑤最后完成边坡绿化（或生态护坡）施工。

2.2施工监控

为确保施工期间的人员和设备安全及防护措施的可靠性，大型高边坡施工期间及竣工两年内应进行监控。施工期间除要有专人进行安全巡视外，应对坡体和防护结构进行监测，利用监测结果指导边坡开挖、调整防护结构设计。监测点应布置在边坡上稳定性差、工程扰动大、防护结构上受力复杂的部位，力求形成完整的监测剖面，采用多种手段互相验证和补充。监测内容包括：地面变形、地表裂缝、深部位移、地下水位、孔隙水压力、防护结构应力等。在施工过程中监理应加强对施工监测的监督管理，真实反映边坡的变形与稳定特征，为勘察设计人员提供可靠依据。

2.3施工过程

高边坡防护工程有着不同于一般路基工程的特点，它与地质环境有着密切联系，受工程地质条件、水文地质条件、边坡高度、邻近构筑物、气候环境等多种因素的控制和影响，从勘察、设计到施工，整个过程环环相扣，相互验证，任何环节都不能失误，否则损失难估。其中，作为施工这一将设计意图转换为实际产品的环节，是一个至关重要的过程。在此过程中，许多因勘察深度不够或错误致使设计中的缺陷或错误都将通过开挖被揭露出来，甚至与以后使用维护相关的问题也会有所暴露，值得高度重视，更何况其任一道工序均会对整个工程质量产生致命的缺陷]。鉴于高边工程的特殊性，工程实施过程中必须对开挖揭露的地质情况进行确认，对开挖后的边坡变形进行监测，对边坡体稳定性进行评价。因此，对于高边坡防护的施工管理，必须百分之百的重视，其管理模式应为：施工单位负责工程实施和施工监控，勘察和设计单位积极配合施工，监理应监督、协调各方根据揭露的实际情况对工程的安全性进行评价，并及时调整、修改施工方案和防护措施设计，真正做到信息化施工。

3.结语

高边坡防护工程受工程地质、水文地质、气候环境、边坡高度、勘察设计精度、施工水平等诸多因素的控制和影响，工程实施过程中应加强管理，稍有不慎，就会导致边坡防护工程失败，甚至引起安全事故。高边坡工程不同于一般路基工程，其管理应贯彻于勘察、设计和施工的全过程，在实施过程中应重视对勘察结论的复核和确认，实行动态设计、做到信息化施工，是高边坡防护成功实施的保证。

参考文献:

第9篇：边坡工程论文范文

关键词：土质边坡，安全系数，滑移线积分，Bishop法

中图分类号： U416.1+4 文献标识码： A 文章编号：

1 引言

边坡主要分为两大类：土质边坡和岩质边坡。其中土质边坡分布范围最为广泛，主要用于交通工程，轨道工程，市政工程，建筑工程，矿山工程，水利水电工程等工程建设，其土质边坡的稳定性问题又是该类工程研究的重点课题之一。目前，关于土质边坡的稳定性分析方法主要是沿用土力学的公式，极限平衡法中的圆弧法。圆弧滑动面的采用首先由Petterson1961年提出，此后Fellenius和Taylor又做了研究和改进。

2 滑移线积分计算

滑移线理论是二十世纪20年代至40年代间，人们对金属塑性变形过程中，光滑试样表面出现 "滑移带"现象经过力学分析,而逐步形成的一种图形绘制与数值计算相结合的求解平面塑性流动问题变形力学问题的理论方法。这里所谓"滑移线"是一个纯力学和高等数学上的概念，它是塑性变形区内，最大剪切应力)等于材料屈服切应力(k)的轨迹线。

土质边坡的计算图示见图1所示。

图1滑移线计算图示

图1中：， ， 分别为第 层土的容重，粘结力和内摩擦角， 为第 层土的计算边界高度，为第 级坡面的方程， 为第 层土分界面的方程， 为滑移线的方程。

沿滑移线积分的安全系数表达式为

（1）

式（1）是一个典型的线积分表达式，主要是对土质边坡的滑移线进行线积分，并且积分表达式还是沿用了传统的极限平衡法原理，因此该方法是对极限平衡法的一种有益的补充。

3 算例计算

某土质边坡的稳定性分析力学参数为：粘结力为15kPa，容重为18kN/m3，内摩擦角为150，边坡的计算范围为底宽50m，顶宽为20m，坡高为30m。为比较分析文章主要采用两种分析方法，即普通的圆弧法（Bishop法）和滑移线积分法，具体计算结果见图2和表1所示。

图2 计算范围及计算结果（单位：m）

表1土质边坡安全系数的计算结果

从图2和表1可以看出，滑移线积分法用于土质边坡的安全系数是可行的，可以得出安全系数值和滑移线的范围，且计算值比传统的Bishop法大，在20%的允许范围以内，可以用于工程实践。

4 结论

滑移线积分用于土质边坡的稳定性分析是可行的，可以得到均质和非均质土坡的安全系数以及搜索到滑移线的位置，且安全系数的计算值大于Bishop法，扩充了极限平衡法的计算范围，具有工程价值和理论意义。

参考文献：

[1] 高大钊.土质与土力学[M].北京：人民交通出版社，2005.

[2] 同济大学编写组.高等数学[M].北京：高等教育出版社，2002

[3]陈祖煜著．土质边坡稳定分析（第一版）.北京：中国水利水电出版社，2003

基金项目：湖南工程学院大学生科技创新项目，湖南省教育厅资助科研项目（11C0341）