公路邊坡破壞模式與加固方法——公路邊坡加固技術(shù)推廣與應(yīng)用示范項(xiàng)目介紹崔建恒中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院一、項(xiàng)目概況項(xiàng)目定位：研究與試驗(yàn)發(fā)展成果應(yīng)用主要任務(wù)：整合既有技術(shù)并進(jìn)行二次開發(fā)，總結(jié)適合公路特點(diǎn)的邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和加固方法，并以示范工程為載體進(jìn)行了推廣和應(yīng)用一、項(xiàng)目概況技術(shù)路線一、項(xiàng)目概況公路邊坡加固技術(shù)體系巖土結(jié)構(gòu)類型加固方案設(shè)計(jì)機(jī)制分析穩(wěn)定分析穩(wěn)定計(jì)算邊坡評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)技術(shù)邊坡加固設(shè)計(jì)技術(shù)地質(zhì)類比變形破壞類型荷載計(jì)算加固工程設(shè)計(jì)加固工程施工邊坡安全評(píng)估技術(shù)養(yǎng)護(hù)補(bǔ)強(qiáng)加固動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)檢測(cè)二、邊坡工程特點(diǎn)二、邊坡工程特點(diǎn)邊坡應(yīng)力場(chǎng)影響因素臨空面條件——坡頂張應(yīng)力區(qū)，坡腳剪應(yīng)力集中區(qū)邊坡高度增加不改變應(yīng)力圖形，但應(yīng)力值增加坡度增減既改變應(yīng)力圖形，也導(dǎo)致應(yīng)力值增減結(jié)構(gòu)面——造成應(yīng)力集中和主力跡線的改變

水的影響——孔隙水壓力（正孔隙壓力、負(fù)孔隙壓力）二、邊坡工程特點(diǎn)邊坡破壞機(jī)制（1）蠕變——巖土體向臨空方向蠕變自坡面向深部發(fā)展的拉裂受最大剪應(yīng)力面控制的剪切蠕變滑移——沿結(jié)構(gòu)面或軟弱帶的滑移平緩順向結(jié)構(gòu)面上的滑移—壓裂破壞傾角接近內(nèi)摩擦角的結(jié)構(gòu)面滑移—拉裂破壞順層邊坡的滑移—彎曲（潰屈）破壞二、邊坡工程特點(diǎn)邊坡破壞機(jī)制（2）彎曲——傾倒旁潰——巖土體在上覆壓力下發(fā)生向臨空面膨出的塑性變形或脆性破壞，引發(fā)上覆巖土體的失穩(wěn)破壞

復(fù)合模式——組合與轉(zhuǎn)化三、邊坡破壞分類—以工程加固為目的分類目的選擇適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定計(jì)算模型選擇適當(dāng)?shù)募庸檀胧贫庸谭桨阜诸愒瓌t分類的依據(jù)和標(biāo)志相對(duì)固定可操作性強(qiáng)，適合勘察設(shè)計(jì)階段性設(shè)計(jì)工程師的職責(zé)不是去進(jìn)行精確的計(jì)算，而是進(jìn)行正確的判斷。

——E.Hoek

三、邊坡破壞分類—以工程加固為目的大類二級(jí)分類破壞特征工程措施表層破壞碎落剝落巖石塊體、碎屑脫落嵌補(bǔ)、掛網(wǎng)、封閉或清理坡面沖蝕即“土壤侵蝕”坡面截水、三維網(wǎng)植草穩(wěn)固坡面碎屑泥流過(guò)飽和土、松散碎屑蠕動(dòng)和流動(dòng)骨架或格柵結(jié)合植草穩(wěn)固坡面深層破壞崩塌倒塌、翻滾、墜落截排水，嵌補(bǔ)支撐及錨固約束或清除危巖坍塌坡頂邊緣向上逐漸產(chǎn)生拉裂縫，依次坍落截排水、支擋、錨固，或放緩坡率滑動(dòng)沿滑動(dòng)面的剪切破壞，整體滑動(dòng)截排地表地下水、減重，或抗滑、錨固四、坍坍塌研研究初初步坍塌研研究的的必要要性坍塌破破壞占占到邊邊坡破破壞總總數(shù)的的一半半以上上現(xiàn)有斜斜坡穩(wěn)穩(wěn)定分分析模模型，，無(wú)法法評(píng)價(jià)價(jià)坍塌塌破壞壞Mohr—Coulomb準(zhǔn)則，，不能能用來(lái)來(lái)分析析張剪剪性破破壞坍塌的的特點(diǎn)點(diǎn)從塹頂頂自上上而下下、由由外向向內(nèi)依依次坍坍落每次坍坍塌均均產(chǎn)生生新破破壞面面、形形成新新的松松弛帶帶發(fā)生在在土質(zhì)質(zhì)和類類似散散體的的破碎碎巖石石邊坡坡四、坍坍塌研研究初初步坍塌的的特點(diǎn)點(diǎn)四、坍坍塌研研究初初步坍塌破破壞機(jī)機(jī)制坍塌破破壞面面上部部較陡陡，下下部近近于直直線、、略向向下凹凹的弧弧形，，具有有拉裂裂破壞壞的特特征斜坡松松弛帶帶內(nèi)的的巖土土體向向臨空空面的的蠕變變自上上而下下遞減減，拉拉裂破破壞從從坡頂頂開始始被拉張張裂縫縫分割割的巖巖土體體的重重力超超過(guò)下下部巖巖土體體的強(qiáng)強(qiáng)度，，導(dǎo)致致潰錯(cuò)錯(cuò)或剪剪切破破壞四、坍坍塌研研究初初步Mohr——Coulomb準(zhǔn)則的的局限限四、坍坍塌研研究初初步坍塌分分析模模型由culmann臨界高高度公公式導(dǎo)導(dǎo)出：：五、邊邊坡安安全標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和和設(shè)計(jì)計(jì)工況況邊坡安安全等等級(jí)邊坡破破壞的的后果果：損損壞相相關(guān)工工程和和影響響交通通安全等級(jí)涉及工程類型Ⅰ級(jí)直接危及修復(fù)困難的重點(diǎn)工程的邊坡Ⅱ級(jí)高速公路和一級(jí)公路上的一般邊坡Ⅲ級(jí)二級(jí)以下公路上的一般邊坡五、邊邊坡安安全標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和和設(shè)計(jì)計(jì)工況況設(shè)計(jì)工工況設(shè)計(jì)工況工作條件設(shè)計(jì)作用組合持久狀態(tài)正常使用工況——工后實(shí)際條件巖土作用+結(jié)構(gòu)自重+正常孔隙壓力+結(jié)構(gòu)約束短暫狀態(tài)施工期開挖、加固工程不全及工后部分加固工程失效、短期非正常條件巖土作用+結(jié)構(gòu)自重+非正常孔隙壓力（+結(jié)構(gòu)約束）偶然狀態(tài)主要是地震條件巖土作用+結(jié)構(gòu)自重+孔隙壓力+結(jié)構(gòu)約束+地震作用五、邊邊坡安安全標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和和設(shè)計(jì)計(jì)工況況邊坡設(shè)設(shè)計(jì)安安全系系數(shù)安全等級(jí)持久狀況短暫狀況偶然狀況Ⅰ級(jí)≥1.301.25～1.151.15～1.10Ⅱ級(jí)1.30～1.201.20～1.151.10～1.05Ⅲ級(jí)1.15～1.101.10～1.051.05～1.00綜合坡坡率——坡頂至至坡腳腳的總總體坡坡度按抗滑滑動(dòng)確確定繪制剪剪切角角曲線線，在在曲線線截取取與坡坡高對(duì)對(duì)應(yīng)的的穩(wěn)定定坡率率：六、邊邊坡幾幾何設(shè)設(shè)計(jì)六、邊邊坡幾幾何設(shè)設(shè)計(jì)綜合坡坡率——坡頂至至坡腳腳的總總體坡坡度六、邊邊坡幾幾何設(shè)設(shè)計(jì)綜合坡坡率——坡頂至至坡腳腳的總總體坡坡度邊坡幾幾何設(shè)設(shè)計(jì)多級(jí)邊邊坡單級(jí)坡坡率按按防坍坍塌確確定單級(jí)坡坡高不不大于于拉應(yīng)應(yīng)力區(qū)區(qū)高度度的2倍七、加加固工工程適適宜性性適宜性性評(píng)價(jià)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)對(duì)不利利因素素的抑抑制作作用抵抗巖巖土作作用力力的能能力施工技技術(shù)可可行性性環(huán)境效效果工程造造價(jià)七、加加固工工程適適宜性性適宜性性評(píng)價(jià)價(jià)等級(jí)級(jí)適宜基本適適宜不適宜宜禁止使使用八、邊邊坡安安全評(píng)評(píng)估評(píng)估項(xiàng)項(xiàng)目加固工工程適適宜性性、完完好性性、承承載能能力巖土作作用變變化及及邊坡坡變形形情況況是否經(jīng)經(jīng)過(guò)惡惡劣環(huán)環(huán)境條條件考考驗(yàn)設(shè)計(jì)荷荷載是是否滿滿足既既定要要求安全系系數(shù)檢檢算八、邊邊坡安安全評(píng)評(píng)估安全性性等級(jí)級(jí)安全———正常常養(yǎng)養(yǎng)護(hù)護(hù)基本本安安全全———加強(qiáng)強(qiáng)養(yǎng)養(yǎng)護(hù)護(hù)、、重重點(diǎn)點(diǎn)監(jiān)監(jiān)測(cè)測(cè)不安安全全———維修修加加固固、、動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)監(jiān)監(jiān)測(cè)測(cè)危險(xiǎn)險(xiǎn)———補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)加加固固九、、示示范范工工程程目的的以示示范范工工程程為為載載體體，，推推廣廣邊邊坡坡加加固固技技術(shù)術(shù)；；在示示范范過(guò)過(guò)程程中中驗(yàn)驗(yàn)證證、、完完善善邊邊坡坡加加固固技技術(shù)術(shù)。。示范范工工程程概概況況依托托“干線線公公路路災(zāi)災(zāi)害害防防治治工工程程”，在在六六個(gè)個(gè)省省區(qū)區(qū)實(shí)實(shí)施施了了10處示示范范工工程程依托托在在建建高高速速公公路路項(xiàng)項(xiàng)目目，，實(shí)實(shí)施施了了9處典典型型邊邊坡坡加加固固示示范范工工程程結(jié)語(yǔ)語(yǔ)邊坡坡破破壞壞模模式式作作為為穩(wěn)穩(wěn)定定計(jì)計(jì)算算的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)