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边坡工程论文赏析八篇

时间:2022-09-11 03:31:49

边坡工程论文

边坡工程论文第1篇

1.1地形地貌该区属低丘台地地貌,本边坡为人工开挖形成,坡顶高程50.5m~59.9m,坡脚一带高程44.13m~53.25m,坡高6.2m~14.4m。

1.2气象水文勘查区位于深圳市中北部,地处南亚热带,气候温和湿暖,明显具海洋性季风气候特征。夏季盛行东南风、冬季吹西北风。地表水系不发育。

1.3地质构造及地震效应该区域的断裂主要为北东向断裂,走向北东55°,倾向北西,倾角70°左右,左旋斜冲。根据区域工程经验,勘查边坡的坡残积土属中硬~坚硬土,强风化岩剪切波速大于500m/s。按国家标准GB50011—2010建筑抗震设计规范标准进行划分,勘查区场地土的类型属中硬土,建筑场地类别为Ⅱ类。场地位于陡坡地段,地震时可能发生滑坡、崩塌,属抗震危险地段。据GB50011—2010建筑抗震设计规范第5.1.4条和附录A.0.17条,本场地的抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g。勘查边坡范围内也不含砂土和粉土地层,故不对场地土的液化可能性进行评价。

1.4工程地质条件根据野外钻探揭露地层自上而下依次为人工堆积层、第四系晚、中更新统坡残积层、下浮基岩为石炭系下统测水组上段粉砂岩[2]。其中人工堆积层呈黄褐色,稍湿,主要由粘性土组成,密实程度不均,总体结构松散,厚度约在1.2m~3.5m,主要分布于勘查区西段坡脚一带,该层为新填土,填筑年代小于15年;第四系晚、中更新统坡残积层呈黄褐色、红褐色,稍湿,硬塑为主,含约10%碎石,碎石直径3cm~6cm,厚度0.5m~8.9m,主要分布于自然山体表层;勘查区下伏基岩岩性为粉砂岩夹变质石英砂岩,黄褐色、铁褐色,砂状结构,层状构造,泥质胶结,主要矿物成分为石英、长石、铁等,岩层产状341°∠35°。本次钻孔揭露了强风化层(带)、中风化层(带)、微风化层(带)。

2边坡稳定性分析和评价

边坡计算参数的选取。根据岩土原位测试和室内试验结果,依据GB50007—2011建筑地基基础设计规范和GB50330—2013建筑边坡工程技术规范中有关规定,类比同地区同条件的工程经验,边坡体稳定性及边坡支护设计时所需的岩土物理力学参数值,建议采用表1中的数值。该边坡坡体土层主要由人工填土、坡残积土组成,其破坏型式按沿圆弧滑动法计算。计算程序采用Geo-Slop边坡稳定性计算程序。选择有代表性剖面2—2''''进行计算。计算结果考虑了天然(自重)、饱和(自重+暴雨)两种工况,计算结果见表2,图1,图2。整体稳定性评价是对边坡稳定计算值与规范规定的稳定安全系数进行比较。根据GB50330—2013建筑边坡工程技术规范的规定,本边坡稳定安全系数取1.35。

3地质灾害治理方案建议

3.1治理工程方案根据地质环境条件和边坡的稳定状态,有关防治方案的建议如下:1)A段,B段边坡坡脚修建浆砌石护面,并增设泄水孔,对浆砌石护面上部边坡可采用钢筋混凝土格构梁+锚杆的支护形式+绿化支护措施;2)设置完善的截排水系统,截、排水沟可根据地形条件,因势利导;3)对滑坡HP1建议在进行经济技术比选的基础上,采用削方减荷进行治理。

边坡工程论文第2篇

Abstract: In this paper, using the strength reduction method based on finite element theory and the rigid limited equilibrium method, it analyzes the slope stability of Kunming modern square project. By using two kinds of theories to make a comparative analysis of the different slope stability, the reasonable slope will be got. The research results provide a theoretical basis for the decision making of the slope engineering.

关键词: 强度折减法;刚体极限平衡法;直接放坡;边坡稳定

Key words: strength reduction method;the rigid limited equilibrium method;direct discharge slope;slope stability

中图分类号:U213.1+58 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)24-0273-02

0 引言

山区城镇建设中不可避免地会遇到边坡稳定性问题。对这类边坡处理不当,极易引起地质灾害。因此,建立合理的边坡分析模型,采用多种分析方法,得到边坡稳定的数值解,对边坡工程就显得非常重要。本文以昆明某广场项目为例,应用有限单元法软件PLAXIS,采用强度折减法分析项目边坡在不同坡比下的稳定性,并结合经济性,提出边坡处理的设计方案,为边坡工程施工提供理论依据。

1 边坡稳定计算理论

边坡稳定分析理论分为两大类,一类是不考虑岩土体变形的刚体极限平衡法,该方法通过假定破坏面,计算脱离体上滑动力矩与岩土提供的抗力力矩之比来确定边坡的稳定性,代表性的分析软件有理正、启明星以及Slide软件等;另一类基于有限元法,考虑岩土体的变形,以土体内塑性区的范围及贯通判据作为边坡失稳破坏标准,从而达到求解边坡稳定系数的目的,具体方法有强度折减法和容重增加法。研究表明:容重增加法对采取加固措施的边坡稳定计算误差较大。而大量工程案例表明:强度折减法对各类边坡稳计算结果的可靠性高,且与刚体极限平衡法具有一定的可比性。

2 工程概况

昆明现代广场项目规划总用地面积58377.24m2,设计场地平标高2052.5~2072.6m,场地高程变化大,其中在场地西侧形成坡高8.2m的边坡,边坡长约32m。边坡区域属于高中山剥蚀地貌,边坡走向近SN,倾向W。通过现场勘查,边坡工程区域内各地层的岩性特征及工程地质特征见表1。

3 计算结果与分析

根据《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013),边坡工程属于安全等级为三级的永久边坡工程,根据相关工程经验,设计拟采取直接放坡措施来提高其稳定性。虽然工程区域无地下水,但是考虑到工程区域地质条件差,且建设方对边坡工程投资额有要求,因此需要采用相关理论,对边坡的稳定性进行定量分析,以确定合理的边坡坡比,达到既确保工程安全,又节约工程投资的目的。研究采用强度折减法与刚体极限平衡法对拟建边坡的稳定性进行分析。

3.1 计算模型与计算参数

根据地质勘察资料,计算选取一个典型计算剖面,进行边坡稳定性分析。边坡建模范围为高度方向28.2m,水平方向80m,坡高约8.2m,建模范围类的岩土分区也进行了充分的考虑,设计开挖边坡见图1。结合项目工程勘察报告,各底层材料参数见表2。根据工程类似经验,初步设计边坡的坡比为1:0.65、1:0.75与1:0.85三种情况。

3.2 基于有限元理论的强度折减法计算结果

基于PLAXIS软件,建立边坡模型,采用15节点单元划分模型,对分析模型施加标准边界约束条件,采用强度折减法对边坡模型进行稳定性分析。经过分析得到:坡比为1:0.65的边坡的稳定系数为1.133,坡比为1:0.75的边坡的稳定系数为1.225,坡比为1:0.85的边坡的稳定系数为1.276。图2给出了坡比为1:0.75的边坡失稳临界状态时的速度分布图。

从图2可以看出,当达到边坡失稳临界状态时,在边坡临空面部分岩土体的速度远大于边坡其他区域,边坡其他区域岩土体的速度基本为零,这表明边坡临空面部分岩土体将从边坡中滑出。从图2可以看出,滑动体呈现圆弧状,将从边坡的坡脚处滑出。

3.3 刚体极限平衡法计算结果

基于刚体极限平衡法的边坡稳定性分析采用Slide软件。考虑到简化Bishop法给出的圆弧滑动面安全系数与严格条分法的计算结果接近,因此研究采用简化的毕肖普法(Bishop)对三种坡比的边坡进行稳定性分析。对于坡比为1:0.65的边坡的稳定系数为1.154,坡比为1:0.75的边坡的稳定系数为1.234,坡比为1:0.85的边坡的稳定系数为1.301。图3给出了坡比为1:0.75的边坡的稳定计算结果。从图3可以看出,当达到边坡失稳临界状态时,滑坡体成圆弧状,边坡坡脚滑出。

3.4 计算结果分析

对比图2与图3可知,两种方法计算得到的边坡滑动体类似,稳定系数接近。总体而言,对于同一边坡,刚体极限平衡法得到的结果要大于强度折减法计算结果。这是因为强度折减法考虑了岩土体的变形所致。

根据《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013),对于安全等级为三级的永久边坡的一般工况,其稳定安全系数Fn=1.2。根据强度折减法与刚体极限平衡法的计算结果可知,坡比为1:0.75与1:0.85的边坡的稳定均满足规范要求。但是对于长度为32米的边坡工程,坡比为1:0.85的边坡的土方开挖量比坡比为1:0.75的边坡的土方开挖量将多106.3m3。因此,推荐工程采用坡比为1:0.75的边坡直接放坡施工方案。

4 结论

本文采用基于有限元理论的强度折减法与刚体极限平衡法,对昆明现代广场项目工程边坡的稳定性进行了分析。通过采用两种理论,对不同坡比的边坡的稳定性进行对比分析,得到如下结论:①基于有限元理论的强度折减法与刚体极限平衡法对同一边坡的稳定性分析结果类似,总体而言,刚体极限平衡法结果大于基于有限元理论的强度折减法的计算结果。②对于该边坡模型,设计坡比为

1:0.75的边坡既满足规范规定的稳定性要求,同时经济性也较好。研究为边坡工程的施工决策提供定性分析结果。

参考文献:

[1]GB50330-2013,建筑边坡工程技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2013.

[2]闫超,刘松玉,籍晓蕾.一种基于强度折减法的次级滑动面分析方法研究[J].岩土力学,2016,37(4):935-942.

[3]侯文萃.基于强度折减法的非均质多级边坡稳定性分析[J].路基工程,2016(2):118-123.

边坡工程论文第3篇

主题词:公路 滑坡高边坡病害防治

一 绪论:

边坡是自然或人工形成的斜坡是工程建设中常见的工程形式,由于复杂的地形地质条件,滑坡与高边坡工程始终是山区铁路和公路建设中的一个重大工程地质问题,边坡在自然或人为因素作用下的破坏形式主要表现为滑坡、滑塌、崩塌和剥落。许多论著和规范都进行了系统论述,本文结合近年来我国山区公路建设中的滑坡及高边坡的研究和工程实践,简要介绍滑坡与高边坡变病害防治技术的发展概况、监测和防治技术等诸多方面取得的主要成果和经验及尚待研究探索的问题。

二滑坡与高边坡病害防治技术的发展概况

边坡研究的基础理论是建立在土力学和岩石力学之上的,所以土力学和岩石力学的成就和发展决定了对边坡研究的完善程度。早在20世纪50年代,我国铁路部门就遇到了严惩的滑坡与高边坡问题,因此对其研究起步较早。我国的滑坡与高边坡理论与实践主要是伴随20世纪60~70年代以来西南地区铁路建设、水电开发和大型露天矿山开采的需求发展起来的,首次采用抗滑技术并获得成功,由于它具有布置灵活、施工简单、对边坡扰动小、开挖断面小、圬工体积小、承载能力大施工速度快等优点,1985年修订的《路基设计规范》,抗滑桩作为一种主要措施被推荐。

20世纪90年代末期,由于锚固技术理论研究和岩浆机械突破性的发展,开始采用锚喷防护技术,对高边坡提供了一种施工简单、快速、安全的处治防护手段。90年代初,非线性科学被引入到边坡灾害的研究中。人们借助于非线性科学,认识到系统形成与演变的非线性特性,相继建立了一些初步描述边坡行为的动力学方程,提出了一些基于突变理论、分形理论及非线性动力学理认的预测模型。压力注浆加固手段及框架锚固结构越来越多用于边坡处治,尤其是用于处治高边坡防护工程中,能解决高边坡深层加固及稳定性问题。

我国岩石高边坡的稳定性控制和监测技术的进步,其标志性成果是大吨位岩石锚固工程的开展,我国先后在天生桥水电站二级厂房后高边坡、黄河小浪底进水口高边坡、长江三峡船闸高边坡、链子崖危岩体高边坡等应用大吨位岩石锚固技术对高边坡实施了成功的加固处理。

预应力锚固技术在我国铁路路基边坡加固中也得到了广泛应用,其中比较典型的实例是南昆铁路八渡滑坡整治工程。滑坡主滑体长约310~340m,宽400~540m,厚20~40m,体积约290×104m3;次级滑坡长约200m,宽约380m,厚10~20m,体积约130×104m3。滑坡加固过程中施工了132根、总长6400m的6束预应力锚索,锚索平均长度50m,最长的75m,锚固段长度10m,施加的预应力为800kN。

目前可被采用的边坡加固措施很多,有削坡减截技术、排水与截水措施、锚固措施、砼抗剪结构措施、支挡措施、压坡措施以及植物框格护坡、护面等,在边坡治理中强调多措施综合治理原则,以加强边坡稳定性。然而随着工程建设规模加大,尤其是山区高速公路建设的增多,边坡高度增高,复杂性增大,对边坡处治技术要求越来越高。

三 滑坡与高边坡病害防治的研究现状

改革开放以来,我国的公路建设有了较大发展,尤其是随着高速公路向山区延伸,公路建设中遇到 了前所未有、突如其来的高边坡与滑坡、长大深埋隧道和高架长跨桥等复杂艰险的公路工程地质问题。

与水利、矿山、城市建设不同,高等级公路和铁路都是线状工程,要穿越不同的地貌单元和岩层分布区,其遇到的高边坡使用年限较长,属永久边坡工程。它涉及的边坡以点多、线长、类型多为特点。

由于特殊的地形和地质环境,在建设中出现了从多高边坡和滑坡问题,施工开挖后发生了许多边坡变形,既增大了工程投资,又延误了工期,甚至破坏已有工程设施。面对飞速发展的山区高速公路建设中出现的大规模滑坡和高边坡病害,交通部门各单位十分重视,一方面借鉴铁路等部门的经验和技术,开放市场,引进了大量技术力量雄厚的勘察设计和研究单位;另一方面,针对高速公路建设中出现的滑坡与高边坡病害、特殊岩土(膨胀土、盐渍土、多年冻土、黄土、岩溶、沙漠、红层)等一系列的特殊和突出路基病害问题,开展了大量研究,并设立了西部开发交通建设专项研究基金,共设立251个研究项目,其中涉及滑坡与高边坡防治技术的有24项。这些科研成果的转化和推广应用,不仅为山区高速公路建设提供了可靠的技术支撑,取得了巨大的经济效益和社会效益,同时也推动了我国的滑坡与高边坡病害防治技术理论和实践的发展。

四 存在的问题

虽然公路建设结合山区高等级公路建设中的滑坡、高边坡病害防治的工程实践进行了大量的研究和总结,取得了显著的研究成果,并逐步接近或超过国内外水平,但对以下几方面的问题尚需进一步研究和探索:

在工程地质评价方面,一方面对地质选取线重视程度不够,对区域工程地质条件研究程度不足,致使高速公路一些区段仍先在大型古老滑坡和滑坡、崩塌连续分布地段,或岩层顺倾(顺层)地段,开挖后老滑坡复活和产生大量的新滑坡。另一方面,路线勘察中重桥隧而轻路基,桥、隧勘探量相对较多而对高边坡很少进行勘察,忽视了高边坡的工程地质勘察,设计中高边坡数量过多的高度过大。

设计人员普遍存在对边坡地段的地形地貌、地层岩性、风化破碎程度、构造、坡体结构和地下水分布以及自然斜坡的稳定状况等了解程度不足,设计的坡形、坡率和坡高及相应的加固、排水和防护措施与当地岩土特性不符,从而产生了大量的高边坡失稳破坏事例。

高边坡的施工应尽快制定科学的施工方法和细则,对施工季节,工序和办法,施工中爆破的药量控制,以及施工中的监测方法、分析和反馈系统有一个严格的规定。高边坡应贯彻动态设计、信息化施工原则,根据开挖后的实际地质条件调整设计,即地质工作应延伸到施工过程中,保证边坡的长远稳定。

在对高边坡稳定分析方法方面,还没有形成一套较成熟的、适用性和针对性强的综合评价方法。

边坡工程论文第4篇

【关键词】生态护坡;传统钢筋混凝土护坡;低碳;节能减排;环保

Current Situation and Prospects of Development of Ecological Slope Protection

DENG Shao-yun

(Xinjiang Applica and Vocational and Technical College, Kuitun Xinjiang 833200, China)

【Abstract】The author analyzes the drawbacks of traditional slope protection works, pointed out the necessity of ecological slope protection, the importance and feasibility of further explained the meaning of ecological slope protection, concepts, types and selection principles review of the development process and the status quo of ecological slope protection. , pointed out the lack of ecological slope of the current status of research and engineering, and finally to ecological research and engineering applications slope indicates the direction of development.

【Key words】Ecological slope protection; Conventional reinforced concrete slope protection; Carbon; Energy conservation; Environmental

0 引言

边坡工程在土木工程中占据较为重要的地位,边坡工程是保护土木工程的主体工程的主要举措,边坡工程处理得好,则主体工程安然无恙,边坡工程处理不当,则会出现:山体滑坡造成泥石流、大堤沉陷、管涌、公路路面或桥梁或建筑物倒塌等一系列工程事故。故边坡必须引起高度重视,踏实处理好边坡工程,事关整个工程的安危及正常功能的发挥。

边坡的护理方法非唯一,但道路或传统钢砼护坡具有严重的缺陷性:消耗大量的资源、消耗钢材和水泥、工程浩大、工作量极大、成本很高、耐久性能差、局部修补牵涉全局、施工不便且因工程材料的生产和使用过程中严重污染环境,不能种植植物和花草,难以绿化,最终很大程度破坏原有和谐的生态环境。

故探究基于低碳理念的生态护坡方法势在必行,生态护坡也就是在这种呼声中诞生。

1 生态护坡的内涵

生态护坡是利用优良植物的自然生长将边坡岩土进行固结和团集于植物根系周围,以达到钢砼护坡相同和相应的护坡效果。其目的既要达到土木工程边坡稳定、稳固功能,又要达到恢复工程所在地域的系统生态平衡。

生态护坡方法较多,但从大类来分无外乎两种:植物护坡和植物工程措施复合护坡技术。植物护坡主要通过植被根系的力学效应和水文效应来固土、防止水土流失,在满足生态环境需要时,还可造景。植物工程措施复合护坡技术则是通过在铁丝网网间、碎石间、混凝土连锁块等间隔土中种植植物(这些植物一般要求根系发达、便于生存与繁殖),通过植物的生长和工程措施共同作用将边坡土层固定,并前期(植物没有长成之前)通过工程措施达到固土作用,后期(植物长成后)主要通过植物的根系生长固土作用将工程边坡土层牢牢箍住,并通过植物的生长将这些铁丝网、碎石、混凝土连锁块等工程物件进一步加固、稳住,使之与边坡土层混为一体,达到良好的护坡效果。

生态护坡到底采取何种,应有一定的原则,就是应该因地制宜,根据实际情况,综合考虑:工程要求、经费预算、成本效率、地质条件、生态环境等等因素后最终选定。

2 发展历程与现状

因认识到传统钢筋水泥混凝土工程护坡的弊端,20世纪30年代,植被护坡始于中欧,并迅速在欧洲得到发展,并在60年代,开始推向世界许多国家,目前,美国在该方面的成就很大,植被广泛用于陆地景观提岸和交通线路土坡的稳定。在亚洲,日本是走在前面的,20世纪50年代就开发采用外来草种的植生盘用于道路坡面,60年代开始铺草皮、栽树苗来治理荒坡,70年代开发了纤维土绿化方法并沿用到今日。近年来,绿化网防护、厚层基料喷射、植被型混凝土等已经广泛应用于边坡防护。

国外学者对根系固坡作用的力学机理研究及其数学模型的建立非常重视,他们分别采用室内外直接剪切根系与室外拉拔根系等方法研究植物根系对岩土体抗冲刷、抗侵蚀性能以及加固边坡的力学机理。Turnanina[1]研究表明,根强度与根直接成反比,须根较粗根更有利于土壤加固和抗剪,为在边坡上种植草本植物提供了理论基础;Tsuruta[2]研究指出植物垂直根系能增强土体抗剪强度;Gray[3]研究认为植物根系通过提供土体的内聚力来增强土体的抗剪强度,而对土体的内摩擦角影响不明显。Cazzuffi[4]等先后建立了土壤―根相互作用的力学平衡模型,得到土体抗剪强度的增加量与植物根面积比正比。Kazutoki Abe[5]通过观察植物根的变形与土体剪切区的变化发展,得到根系对边坡抗剪强度影响公式。

我国先人很早就利用植被对边坡和河岸进行加固和保护,但理论阐述欠缺,生态护坡理论与技术研究起步较晚。20世纪90年代伴随交通等基础建设的发展和环保意识的提高,生态护坡才逐渐得到推广,理论和应用研究才开始起步。

张俊云等[6]借鉴日本客土喷播防护技术,进行了以土壤为主要材料、硅酸盐水泥为粘结材料的喷混植生试验,并取得一定的效果;许文年[7]所开发的植被混凝土边坡绿化技术以及张季如[8-10]所开发的ZZLS绿色生态防护材料技术与喷混植生技术较为相似,从草种选择、种子处理、播种、护坡、草种发芽和幼苗生长前期养护等方面,介绍了这种技术的特点,并提出利用该技术进行边坡侵蚀防护、绿化的设计和施工方法,且对生态护坡材料的本构关系进行了研究。宋云[11]认为植被护坡作用机理是根系的存在提高土体的黏聚强度、根系与土体间的摩擦,从而提高了土体的抗剪强度,并提出了植物根系固土的理论,有浅根加筋理论和深根锚固理论。

随着时代的发展,生态护坡的涵义得到了扩充,实施过程中可能不是将植物种植于原生土壤上,而是将植物种植于适当的人工基材(用水泥、土、腐殖质和水混合而成)可以提高对边坡防护的功效,为此,周中[12]经正交试验研究发现,基材组分中的胶凝材料―水泥较为关键,取很大的作用。

生态护坡工程的实施中,关键在于植物的选择和配置,在边坡土壤上自然生长的植物中去优选优质植物是一个有效的研究方法,即植物边坡生态恢复适应性则是优选考虑的关键因素。孙乔宝[13]本着这个原则,通过植物生长试验,在云南安楚高速公路岩石边坡生态防护工程中的植物选择取得成功。

汤毅[14]认为生态护坡能充分改善生态环境,减弱岩土体风化作用、冻融作用、热效应及冲刷效应,从根本上改善边坡环境,其优势在于:植物枝叶可以降低雨水对坡面的冲击、冲刷,植物根系可以固土,提高坡面的抗冲能力;植物根系可以固土护坡,提高边坡的稳定性;有利恢复自然、保护环境、维持生态平衡,防止水土流失、净化空气,改善景观。

毛伶俐[15]对生态护坡中植物根系进行了力学分析认为,植物根系的抗拉强度随长度的增长而递减,梯度较小而相关度较弱,且与根数量成正相关关系;植物根的存在提高土层的抗剪强度从而对边坡稳定性产生很大的影响;植物根系在不同情况下对土壤抗冲刷性能明显提高。

各种生态护坡其功效如何,如何评价,这需要选择适当的评价指标及其体系、提出适当的评价方法和评价模型,沈守权[16]首先对生态护坡评价指标体系进行了分析研究,确定运用模糊综合评价方法对公路建设项目中的不同生态护坡方法的效果进行评价,并确定了一个模糊量值来衡量各种方法的优劣。

生态护坡的实现形式有多种,工艺各异,工程量不同、功效也不同,于冬梅[17]开展了高速公路边坡生态防护效果研究,研究表明应该多种工艺复合使用,针对有代表性的边坡,最好是绿化种植前期挂网喷播、普通喷播、土工格栅、草棒技术、草包技术的生态防护及景观效应较好,后期松林穴植、草棒技术、普通喷播、藤本护坡的效果较好。

边坡的坡角对生态护坡的效果影响很大,陈亿军[18]为研究分析生态岩土力学护坡及一定雨强条件下坡面的产流产沙的演化规律,试验研究表明,不同坡度的各种工况下,边坡的侵蚀产沙变化趋势基本一致。但其研究结果说当坡度为35°左右时,产沙最多,这个结果值得再度深究。

3 结论与展望

随着我国经济建设步伐的加大、基础建设的投入增大,社会的飞跃发展。水利土木市政工程的不断扩张,边坡工程规模越来越大、越来越复杂化,科学发展观的贯彻执行、生态危机的觉醒、环保意识的增强,水利土木市政等工程中边坡的护理,越来越采用生态护坡方法,而摒弃传统的钢筋混凝土护坡方法,这种基于低碳理念的生态环保绿色护坡工程的实施,不但大大地减低工程造价及成本,并延长工程使用寿命,提高工程效益和建筑物的功能,同时也增加工程建设过程中的安全度和美化工程环境景观。并从长远利益来看,将进一步改善工程所在的周围环境的微气候,修复和改良工程所在地域的生态环境。

近年来,我国因贯彻党中央的科学发展观和生态环保意识的提高,生态护坡在工程上的应用得到了较好的发展和推广,研究成果也不少,工程应用实例也越来越多。但在生态护坡领域的研究,其成果主要集中于水土保持和植物根系对土体固结力学作用方面的研究。而对于植物生长于边坡土壤上,根系、土壤及土壤中所有的生命与非生命环境系统所发生的物理、生化特性所发生的变化,及其对边坡的防护效果的影响特性和影响程度,以及生态护坡的影响因素及影响特征尚存在研究空白,需要深入开展研究,以探究清楚生态护坡的物理、生化机理,以便从理论上优化筛选用于生态护坡的植物及植物护坡基材的配置和工程实施的具体方案和施工工艺。此外,对于各种生态护坡的功效评价指标正确选择和评价指标体系的构建,以及评价模型的合理构建还值得深入研究。

【参考文献】

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边坡工程论文第5篇

【关键词】公路高边坡;稳定性评价;支护优化设计

高边坡分为土质边坡和岩质边坡,当岩质边坡的高度超过30米,土质边坡的高度超过20米,即为高边坡。公路的路线越长,所经过的地质条件就会相对复杂,边坡的数量也会随着增多。除了显性的边坡之外,还存在潜在的失稳边坡。在施工的进程中,这些潜在的失稳边坡就会在施工作业的作用下,出现失稳变形的现象。此外,公路边坡的特殊性还在于其为永久边坡,无论是考虑到地质灾害预见经验不足,还是提高运营期的安全系数,对于高边坡都要根据地质条件做好支护优化设计工作。目前对于高边坡支护优化设计以对单体边坡设计为主。验证高边坡的稳定性所采用的方法为极限平衡法,参考检测反馈信息,将优化设计方案制定出来。本论文以某段高速公路的40个高边坡为例,对于支护优化设计进行探索。

一、高边坡普查

高边坡普查是对于公路施工现场开展地质勘察和环境考察工作。工作的重点是在施工前对于公路的权限高边坡都要进行调查,已将边坡岩体的结构特征明确区分,并对于已出现变形破坏现象要进行分析,并采取必要的措施补救。对于高边坡普查的目的是提出高边坡优化设计方案,并将重点研究边坡筛选出来。公路边坡往往地质条件较为复杂而缺乏稳定性,边坡的高度大于40米。符合研究条件的边坡只有满足了其中的两个条件,就可以进行筛选,并作为重点研究对象。

二、重点高边坡稳定性评价

高边坡岩土体具有地质过程特征。从地质学的角度刻划,评价岩石高边坡稳定性就是要给予边坡变形破坏的机制进行研究,采用数值模拟的方法模拟岩体高边坡的破坏演变过程,根据模拟控制结果评价高边坡的稳定性。变形稳定性分析采取变形理论的稳定性分析与强度理论的稳定性分析结合的方法,形成建立在模拟控制基础上的岩体高边坡稳定性评价,并提出控制方法。

在整个的高边坡施工阶段,高边坡稳定性评价以及支护优化设计始终贯穿于其中,形成一个动态的评价过程。根据高边坡实际特征,可以判断其破坏模式分为结构面控制型和最大剪应力面控制型。那么在工作流程上所形成的技术思路为:根据高边坡变形稳定性分析数据,对于边坡的可能性变形破坏模式进行判断,并分析变形破坏的发展过程。对于潜在滑动面位置的判断,可以根据所监测到的变形破坏信息为参考依据。在支护优化设计上,引荐强度稳定性分析方法,将必要的设计数据计算出来。为了验证支护的效果,可以对于支护的结构与边坡之间所形成的作用关系来完成,以对于设计不断的完善、优化。

从地质状况的角度审视公路的岩体结构,该公路的沿线上分布着板岩和千枚岩,部分地区已经出现了破碎结构,并以层状呈现出来形成倾倒变形体。根据勘测结果,在40个高边坡中,有近一半的边坡已经出现了倾倒变形现象,主要是受到岩体结构的影响,一些折断面则受到岩体特征的影响。那么对于倾倒变形体的评价则要采用以下的途径。

倾倒变形的范围可以采用离散元法对于倾倒变形的演化过程进行模拟,根据公路现场地质实际状况将地质模型建立起来。边坡变形破坏模式可以采用边坡稳定性评价方法进行研究。潜在滑动面的确定上,可以二维有限元研究方法,这主要是针对没有发生变形的边坡或者是变形程度较小的边坡的内应力、变形程度进行分析。如果边坡的变形程度很大,就要采用二维有限元法对于边坡的分布特征进行分期,并以勘测信息以及施工的各种反馈信息作为参考,以获得准确的滑动面位置。边坡稳定性评价所采用的是强度理论,并在此基础上计算出支护设计的参数。

三、重点高边坡支护优化设计

高边坡支护方案的选定,主要是根据变形破坏的“过程模拟”对于岩石体的演化以及变形破坏机制进行研究,以根据变形破坏的实际情况拟定设计方案。设计主要采用的是初步静力学设计,并运用数值模拟研究岩石体与工程结构的作用,以此为依据对于高边坡进行优化设计。不同的破坏模式的边坡所采用的支护方案也会有所不同。针对于原设计方案,要使其得到进一步优化以符合实际需要,就要将“过程控制”技术纳入其中,地质模型要表达准确并建立在高边坡变形控制以及灾害控制的指导基础上,以形成边坡稳定性评价的关键条件,采取必要的支护措施将高边坡的变形控制在规定范围内,并通过监测获得反馈信息验证其效果。高边坡优化设计见下表。

高边坡优化设计方案

结论:

综上所述,本论文针对公路高边坡的稳定性以及优化设计的思路和方法进行探讨,通过变形稳定性的分析,并对于边坡可能破坏的模式以及变形破坏的发展过程进行评价分析,以对高边坡稳定性进一步评价,为支护优化设计提高参考。

参考文献

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边坡工程论文第6篇

关键词:边坡;稳定性;熵权法;理想点

中图分类号:U417.2 文献标志码:B

文章编号:1000-033X(2017)03-0118-05

Abstract: In order to make objective and reasonable judgment on slope stability, the ideal point method was applied to slope stability evaluation, and seven representative influencing factors such as rock quality index, rock structure characteristic and ground stress were selected to build the index system. The weight coefficient of each index was determined by the improved entropy weight method, and the early warning model of slope slip instability was established based on the entropy weight and ideal point method. The results show that the improved entropy weight method is consistent with the actual stability level of the slope, and the feasibility and reliability of the method are verified. It is proved that this method has a good prospect of engineering application.

Key words: slope; stability; entropy weight method; ideal point

0 引 言

中国华北地区修建的公路隧道越来越多,工程建设多处于高山峡谷地带,其边坡稳定性备受关注,合理评价边坡稳定性对工程建设的顺利推进具有重要意义[1]。

目前,国内学者对边坡稳定性的评价方法众多,陈昌富等[2]引入遗传算法优化人工神经网络(ANN),采用人工神经网络构建T-S型推理系统,基于此构建了一种新的智能边坡稳定性评价模型;李聪等[3]通过收集历史上31个典型滑坡样本建立了基于实例推理的滑坡数据库,将待评价边坡与数据库样本进行比较给出评价结果;罗战友等[4]采用支持向量机模型对历史样本进行训练学习,建立了影响因子和边坡稳定性之间的非线性函数关系,通过模型输出得到边坡稳定性等级;薛锦春等[5]将聚类与未确知测度方法引入到边坡稳定性评价中,在大量历史样本训练的基础上进行动态聚类分析,据此解决边坡稳定性评价这类不确定性问题;李克钢等[6]针对传统方法中评价指标权重计算方法的不足,分析了评价指标权重的动态变化对边坡稳定性的影响,采用可拓理论的简单关联函数对层次分析法进行了改进,并结合工程实例进行了验证;此外边坡稳定性评价方法还有神经网络[7]、灰色系统理论[8]、专家系统[9]、可拓理论[10]等。上述方法对边坡稳定性评价的研究进展起到了重要的推进作用,但在实际工程应用中皆有不足。如采用专家系统时,需要根据专家经验建立复杂的案例推理库,主观性太强;而采用支持向量机、神经网络时,由于客观条件的限制难以建立庞大的训练样本集,同时确定模型参数也较困难。因此,有必要寻找新的边坡稳定性评价方法。

理想点法属于多因子综合评价方法,能同时进行多个对象的综合考核,并确定待评价对象所属类别,该方法简单、直观,无须建立复杂的数学模型。从理想状态出发,寻求边坡稳定的所属类别,使得边坡稳定性等级的确定更为客观、合理。目前该方法已被广泛应用于沥青路面性能评价[11]、梯级水电站优化调度[12]、泥石流危险度研究[13]、专家水平判断研究[14]、鱼类费效评估[15]、土地利用规划方案评价[16]等相关领域,此外文献[17-20]分别建立了基于理想点的隧道围岩分类模型和基于理想点法的岩爆烈度分级预测模型,模型可以较好地给出围岩分类结果和岩爆烈度预测等级。基于此,本文将理想点法引入到边坡稳定性评价中,选取7个影响因子作为本次边坡稳定性评价的指标体系,将边坡滑移失稳险情预警等级划分为5级,构建了基于理想点法的边坡稳定性评价模型,并以4个高陡边坡为例建模验证。

2 基本理论

2.1 理想点法

理想点法作为一种多指标综合评判方法,其首要目标是通过建立边坡稳定性评价指标体系,确定各评价指标的相对权重;在此基础上定义一种模,也就是m维欧式空间(Euclidean space)中的一个点,在此定义下,确定一个尽可能靠近理想点的点,使得该点与反理想点评估函数之间的距离最远,与正理想点评估函数之间的距离最近;之后采用理想点贴近度对边坡的稳定状态进行评估,给出评价结果。该方法的具体流程分4个步骤。

2.2 熵权法

熵权法作为一种客观赋权法,其原理较为简单,已被广泛应用于权重求解中。通过建立评价指标的矩阵来计算各指标的熵值,熵值越大表明该指标提供的有效信息越少;熵值越小,表明提供的有效信息越多。因此,熵权法可以根据评价指标的熵值大小对其进行赋权,熵值越大,权重越小,反之亦然。熵权法得出的结果客观公正,人为干涉少,能较为准确地反映各指标的实际情况。因此,本文采用熵权法计算边坡稳定评价指标的权重。

2.3 基于熵权-理想点法耦合的综合评估模型

边坡稳定评价指标的权重计算时,收集历史观测数据,获得边坡的完整资料以尽可能真实地反映边坡的工作状态,指标权重确定后,根据本文建立的综合评价模型得到理想点贴近度值,从而给出边坡稳定评价结果,具体步骤如图1所示。

3 工程实例

为了检验所建立的基于理想点法的边坡稳定性评价模型的合理性和有效性,结合某高速公路旁的4个高陡边坡的相关数据(包括岩石质量指标、岩体结构特征、地应力、黏聚力等)进行分析,对模型进行检验。案例1,某高陡边坡位于某高速旁,边坡岩土类型组成从下往上依次为泥岩、软弱夹层及砂岩,其中软弱夹层的倾向处于不利情形,与边坡倾向一致,该边坡坡角为64°,高为46 m,通过水文资料可知该地降雨丰沛,当雨季来临时日降雨量超过120 mm,将该边坡命名为P1;案例2,华北地区的某矿山地层以变质岩为主,矿山下部存在较大断层,使得矿床为形态不够完整的向斜构造,具体选择该地3个有代表性的高陡边坡,命名为P2、P3、P4。在实地调查分析及参考研究成果的基础上,综合考虑山坡岩石类别、相对高差、植被覆盖率、沿沟松散物储量、降雨量、结构面等因素,选取岩石质量指标等7个地质环境条件与气象因素相耦合的评价指标,具体见图2。

根据图2中拟定的边坡稳定评价指标体系,采用上述4个高陡边坡的相关数据信息建模计算,具体见表1。

根据本文拟定的边坡稳定性评价指标体系,结合已有研究成果及所选工程的实际情况,拟定了相应的边坡稳定性分级标准,具体见表2。

3.1 理想点和反理想点的计算

本文建立的边坡稳定评价分级标准中,地应力、坡高、日最大降雨量为正指标,量值越大,边坡稳定状态风险越高;岩石质量指标、岩体结构特征、黏聚力、内摩擦角为逆指标,量值越大,边坡稳定状态风险越低。将表2中边坡稳定评价指标标准的上、下分界值选取为正理想点和反理想点,由式(1)、(2)计算边坡稳定评价指标的理想点矩阵F*(+)和F*(-)

3.2 评价指标权重的确定

根据本文提出的改进熵权法,对本次拟定的边坡稳定性评价指标体系进行赋权,具体见表3。

3.3 稳定级别判定

在各评价指标的理想点距离值及相的权重系数确定后即可得到待评价对象的理想点贴近度。因此,根据本文所建模型,在既定的边坡稳定性评价指标体系及相应标准的基础上,由边坡实测数据计算待评价对象的理想点贴近度,最后根据最大隶属度原则给出最终评价结果,如表4所示。

从表4可以看出:本文方法给出的判别结果分别为极不稳定、不稳定、较稳定、较稳定,与实际情况是相符的,且与神经网络和可拓方法给出的判别结果差别不大。其中神经网络和可拓理论在样本P3发生了误判,原因可能是:把介于两个边坡稳定等级之间的边坡确定为某一级,因此得到误判。理想点法给出的评价结果中,边坡样本P3的稳定、较稳定等级对应的贴近度值TⅠ、TⅡ分别为0.691和0.712,也是相近的,可知边坡样本P3的实际级别也是介于稳定和较稳定之间的。由此可见,理想点法用于边坡稳定性评价是可行的,且基于改进的熵权法确定指标权重,能弥补传统方法的不足。另外,本文所建模型原理简单,采用理想点贴近度给出边坡稳定性等级,简单直观,易于理解,因此具有良好的工程应用前景。

4 结 语

(1)根据工程特征建立了地质环境条件与气象因素相耦合的综合评价指标体系,将理想点法引入到边坡稳定性评价中,为边坡稳定性评价提供了新的思路和方法。

(2)边坡具有不确定性、模糊性和时变性,将理想点法应用于边坡稳定性评价,可综合考虑多种影响因素的共同作用,简单、直观,无须建立复杂的数学模型,使得边坡稳定性等级的确定更为客观、合理。

(3)结合工程实例的相关数据对所建模型进行检验,结果证明模型准确率高,说明基于理想点法的边坡稳定性评价具有较高的准确性和可靠性,有良好的工程应用前景。

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边坡工程论文第7篇

关键词:高边坡;岩土工程;设计

中图分类号:U213.1+3 文献标识码:A

引言

岩土工程建设是复杂的工程,重要的是岩土作为一类极其复杂的材料,复杂性使得任何一种力学模型都无法精准而又彻底地对其状态与性能做出规划,在岩土工程建设中面临的最大的问题就是如何采取科学的方法对其进行治理,以及岩土边坡的稳定程度问题,本文针对出现的问题进行阐述,并对高边坡岩土工程设计进行分析。

岩土工程设计的程序和步骤:(1根据勘察结果,拟订初步设计方案;(2)制定施工方法;(3)进行设计方案的可行性验证,确定最终设计方案;(4)制定设计文件,文件中要涵盖设计方案、施工方法、施工要求等要点。

一、高边坡可能引发的岩土工程问题

1、岩土工程师在规划设计中的作用

通常由建筑师或规划师提出对建筑方案的设计,过程是先结构、后岩土、再机电、园林,最后报批,这套模式一直在过程中被应用,适合于地质条件简单的平地或场地,同时应注意的是在丘陵地带,这套模式就存在风险。为了避免一些问题的发生,因此我们有必要打破固有模式,在规划设计前期引入岩土工程师。因为建筑师也会受到经验的限制和知识结构,完全由他们完成的规划设计,在建筑总平面布置上常常会出现一些不合理的高填方、高边坡,当岩土工程师面对已报批好的设计方案时,发现这些高填方、高边坡处理起来往往风险大、难度大、工期长、造价高,当出现这种情况的时候,解决问题就很麻烦了。

2、边坡地质、地形图测绘

(1)在方案设计阶段对沿红线的边坡进行地质测绘及地质调研,初步判断边坡的稳定性及其规模,对不良地质现象进行评价,以使合理布局建筑总平面图。

(2)地形图测绘的准确,对建筑设计的质量有深大影响,因为它是丘陵地带建设工程相当重要的设计基础资料,是地基处理设计、边坡支护设计、建筑总平面图设计的很重要的依据。当相关部门提供的航拍图且是未经修测的地形图,如果这样,植被层顶面就有可能被当成边坡坡面,当植被层较厚时,高程相差就较大,因此就需要对航拍图进行修测。在修测过程中,还应对水深进行测量,对水底下对的地形情况做到了解。

(3)在岩质边坡钻探过程中,植被层由于较密较厚,水源补给困难、钻机搬迁,效率低、施工难度大,加上岩质破碎取样困难等原因,会对勘察资料造成有误差,导致不合理的边坡支护设计,这样就会酿成在施工过程中边坡发生滑坡等事故。

3、边坡支护的作业空间要大

由于很多开发商急于经济效益,在施工中常常忽略一些问题。边坡支护就要考虑采用较为经济的格构式锚索挡墙方案,而避免采用不经济的锚杆预应力锚索抗滑桩等方案。由于在坡脚、坡顶要设置排水沟和截洪沟,并且截洪沟到坡肩要有一定的距离,用来保证坡肩土不坍滑,而且边坡需要有中间平台及一定的坡率等等,就要求建筑师在平面上要顾及这些因素,在建筑物或道路与红线之间留出足够的空间。

4、高架结构与高挡土墙对比性

由高填方形成的高边坡,应将高挡土墙与高架结构在经济上进行对比。考虑采用桩柱梁板高架结构,在架空板上填土或直接作为建筑场地使用。场地需要高填后才能利用的,一般就采用用填土方案和挡土墙结合的方式。在土质地基上挡土墙不宜修建过高,当挡土墙超过一定的高度后,工程造价将迅猛增加。高架方案在填土不高时慎用,按珠三角地区经验,超过12m时,高架方案一般较为经济;回填高度不超过8m时,挡土墙方案较为经济。

二、高边坡岩土工程设计要点

1、裂隙发育的边坡一般不宜采用喷射混凝土护面

喷射砼不美观,就会和周边的环境非常不协调。裂隙在岩体中是地下水入渗的通道,当地下水在水头作用下从砼面层下渗,带走其下细小的颗粒并出现空隙。空隙越来越多,渗进的水量也越来越多,越来越大,携带走的细小颗粒也就越来越多。最终使原坡面与砼层面脱离,丧失其对砼面层防护作用。

2、高边坡支护中大承载力预应力锚杆

在空气湿度大的地区,高应力作用下的自由段与锚头之间的杆体材料,容易锈蚀断裂。为了要控制好预加应力,因为边坡总是要发生小变形。实践工程中,如果个别边坡工程的预应力锚杆防腐措施没有做好,往往10年左右锚杆就会因锚头处锚筋锈断而失效,导致边坡坍塌。

3、岩质边坡爆破

岩质边坡进行爆破开挖时,会对格构梁、毛石以及散体状结构、碎裂结构的岩体等造成较大影响,因此需要采用对爆破工艺控制。另外,在进行边坡支护设计时,为了减少落石或崩落破坏的可能,同时减轻爆破震动的不良影响。

4、边坡支护设计的计算

在采用格构式锚杆挡土墙逆作法施工时,一般分层施工,毎层锚杆张拉后再开挖施工下一层锚杆、腰梁、下层土方等,这样做施工中往往很难做到,竖向格构梁的钢筋连接相当困难。工程实践中往往采用如下的作法:边坡按8~12m的竖向间距分为数级,施工时以级为单位,毎级之间设置平台,各级边坡成型后整级施工锚杆,锚杆完工后整级施工格构梁,然后再整级张拉锚杆。

5、边坡支护设中的现场踏勘

在设计边坡支护前,要对现场进行必要的踏勘,地形地势要仔细观察,察看凹形坡、山谷等低洼处坡积物的状态如何、有无坡积物,在勘察过程中,也要对岩芯详细观察,必须将坡积层分清,在勘察后如果有必要,还得对勘察进行补充。

6、坚持动态化设计

高陵地带地质情况变化大,有限的工程地质测绘及勘察孔难以揭露全部的岩土体特征、地层地质情况,尤其是结构面特征。这些通常要待开挖后才能明晰。但即使如此,监理人员、现场施工仍然无法明确辨别,鉴于其工程地质知识不足,因此勘察人员就要常去现场,对比原勘察揭露的地质情况与新开挖暴露出来的地质情况,如另有新情况或发现不同,及时反馈给设计人员计算复核修改。

7、岩质高边坡的坡率

顺层的岩质高边坡且地质构造发育,应考虑采用尽可能大的坡率。岩层上面的土层甚至风化岩层本身,在雨水作用下较容易沿层面滑动,当遇上强雨时容易造成滑坡,尤其是当边坡岩层为凝灰岩或凝灰质砂岩时,其层间或裂隙面的充填物在雨水作用下变成了岩层滑动的剂,饱水的岩土层在重力作用下很容易下滑。因而放坡应采取尽可能大的坡率。

三、岩土工程设计的关键要点

1、加强教育培训,提高人员队伍整体素质

(1)鼓励技术人员多参加学术活动,拓展其知识的深度和广度;

(2)加强技术人员的教育和专业培训,并制度化,更新其知识结构;

2、充分利用基础理论

岩土工程勘察所涉及的基本理论主要包括:工程地质理论、土力学的理论、工程力学理论等,是用岩土力学、地质学、工程地质学的理论,按照科学的勘察方法与程序,利用有效的技术和测试仪器,评价存在的与水文地质和岩土工程有关的工程地质问题,调查和水文地质条件和工程建设有关的工程地质条件,为工程建设的施工、设计等提供科学、详实、准确的地质资料。这些工程理论都是一种科学经验不太完全的理论,很多很多公式都是经验公式,理论是建立在经验的基础上的,因此,积累经验是很重要的,同时,积累经验的过程也离不开理论的支持。

结语

本文阐述的岩土工程特征表现在不同的工程建设阶段,岩土工程师应抓住各阶段的工程特征,提出相应的解决方案,提出具有前瞻性的设计方案。

参考文献

[1]韩金华、潘金伟,工程地基承载力分析与处理[J].山西建筑,2011,(8)

边坡工程论文第8篇

【关键词】露天采矿;边坡稳定;采空区;安全措施

高陡边坡下的采矿安全性问题,一直以来都是备受关注的热点话题。由于近年来发生了很多起煤矿崩塌事故,其中采空区上边坡稳定问题也是导致事故发生的一个关键因素。笔者对一些采空区上边坡场地进行了研究和分析,发现并不是所有的采空区上边坡都会出现事故,由于地质构造或岩体结构的差异,采空区位置及开采方法的不同,会产生不同的现象和后果。有的会发生滑坡或崩塌;有的虽然地表开裂,但边坡和山体仍然保持相对稳定。采空区上边坡稳定问题是一个很复杂的问题。对于不同情况造成的安全隐患要就、实施不同的应对措施。

1.采空区上边坡稳定的基础分析

采空区上边坡稳定问题主要是露天采煤所引申的问题。

边坡岩石力学性质,其地质结构具有很大的复杂性,它与边坡岩体和土壤特质的问题密切相关。其次地下水位的移动以及地面降雨情况,再加上残余构造应力的存在,均会对导致产生采空区上边坡稳定问题。另外在采场区内实施爆破,其爆破振动也会对边坡稳定性产生一定的影响。采场面的拓进方式以及几何图形等也均会影响到边坡稳定性。

当进行凿岩、装运、爆破以及地质测量工作的时候,其都将会随着回采的不断推进,而进行移动变化,阶段上尤其是坡面附近的矿岩都会受到爆破振动的影响。另外边坡的公用影响,例如大坝、沟渠、铁道以及水库等,还有开采面所承受的运输压力、预应力等也均会产生一定的影响。

2.加强高陡边坡下露天采矿安全性措施

2.1对采空区上边坡状况进行分析

要保证高陡边坡下采矿的安全性,首先就要做好对采矿区地质、岩体状况等情况进行深入的分析,针对岩层被破坏的程度及特征采取针对性策略。有一些开采方法,伴随着采空区面积的不断扩大,力的作用会不断传递,最终导致边坡丧失稳定性。因为这是一个从围观到宏观的慢性变化,因此,在边坡发生变形的时候,可以运用一定技术监测其变形,只要保证在安全范围之内,这样就可以有效确保边坡的稳定。通过监测,掌握边坡变形的发展规律,可以制定出预报,和防止边坡不稳定性因素增加的方法,可以达到减小边坡失稳时,导致的严重后果以及人力和财力的损失。

2.2做好边坡安全监测工作

首先要根据仪器设备和工程需要,设置一套合理的监测方案,对表层岩体的水平位移和垂直位移进行监测。边坡破坏的形式主要是因为散体坍塌、侧向楔形被破坏,一般都会选择地质条件较差的区域作为监测的断面,然后又开始布局监测网的位置,控制点要设在比较稳定的地方,避免受到外界的干扰。选择准确的观测点架设仪器,要方便置镜和工作人员测量。监测点用来对整个位移进行测量,用全站仪测量它的坐标。监测周期一般为每月一次,如果在雨季或是有异常位移现象发生就要增加监测频数。测量后要记录控制点、观测点以及工作点的桩号、坐标,对日期、气温、降水等也要进行详细记录。然后要建立表格来进行成果计算,对数据进行分析,探讨出煤矿开采过程中采空区边坡发生形变的特点,这样才更有利于避免灾难性事故的发生,提高采煤的安全度。

2.3水体下采煤安全措施

煤层的水分为地表水,在开采煤层时,一旦遇到洪水,就会导致地表水发生变化,这种力的作用会改变水体和开采煤层之间的力和水的关系,非常有可能会造成事故的发生。因此在水体下采煤的时候,首先要进行试探开采,了解防水安全煤柱的破坏情况,或者采用分区隔离的方法,将采取与外界隔离,即使发生突发事件也会降低危险程度。还有一种比较有效的、安全性较高的方法就是采用全部填充法或是分层间歇开采法。

2.4对岩体工程进行力学分析

岩体结构的稳定性直接影响岩体工程,因此要从宏观和微观的角度对岩体工程的地质力学及进行研究和分析。宏观上要研究地质构造和区域构造应力场,来探究区域构造格局对岩体的控制作用。对岩体的结构面和结构体的力学特性指标进行测验,获得定量数据,对各种结构面分布特点以及优势都要进行测算和统计,用投影的方法来表达。针对不同的类型要做稳定性分析和测算,也要对倾复稳定和坡脚应力做出统计和计算,计算它的平衡极限值,便于在实际操作中应用,就可以减少因岩体结构的不稳定性造成采煤过程中意外状况的发生。

对采空区边坡的稳定性进行测评,做好基础工作,充分运用铁路下、建筑物下、水体下这三处具体的采煤理论指导及方案,对工程岩体和岩体工程地质力学进行科学性的、准确的分析,对采空塌陷区或临近边坡的位置影响其稳定性的因素进行监测和排查,都是有着很大的必要意义,这样才能使监测结果更加趋于合理化,才能为高陡边坡下采煤提高强有力的安全保障。

3.结语

纵观国内外高陡边坡状况以及边坡破坏造成的严重后果,许多高陡边坡问题严重危害了工程安全,甚至造成国家和人民生命财产的巨大损失.为了减少和防止边坡事故发生,加强高陡边坡下如何保证采矿的安全性是一项迫在眉睫的任务。在提高边坡安全性的时候,需要通过监测边坡实际的稳定性,制定出有针对性的监测设计,建立实时监测系统,对边坡的稳定状况进行监测。其次要对爆破进行减震控制,并依据实际情况,对爆破震动进行实时监测,确保能够做到安全开采。在对边坡变形情况进行监测和爆破震动监测时,需要根据工程的地质,布置监测点,抓住重点,同时也要做到全面维护,将安全系数提到最高。

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