公路边坡防护设计.doc
《公路边坡防护设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《公路边坡防护设计.doc(38页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、河北理工大学毕业设计(论文)摘要交通事业的不断发展要求必须不断的完善交通条件,边坡影响着公路的使用效益和寿命。根据不同的分类依据边坡可以分为不同的种类,边坡的破坏形式有滑坡、崩塌、剥落;在工程设计中,判断边坡稳定性的大小习惯上采用边坡稳定安全系数来衡量,在评价边坡稳定性时,首先要考察边坡的地质条件,水文地质条件,地形地貌和新构造运动等,因为这些因素是影响边坡稳定性的决定因素;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与发展决定了对边坡研究的完善程度。目前分析边坡稳定性的方法很多,本文以圆弧滑动面法对边坡稳定性进行举例计算。边坡防护可以分为坡面防护和冲刷防护两类
2、,本文对两类防护做了进一步的详细的分析,提出了目前边坡的防护及加固措施,同时还提出了目前还处于发展阶段的一些新的方法,同时列举了河北省目前主要公路防护措施。最后提出边坡支护方按的优化方法;方按设计的一般原则是:安全性原则,经济性原则,工程环境许可性原则。工程环境和边坡方案设计之间相互影响,要充分的考虑。关键词:公路边坡 稳定 防护AbstractThe development of traffic require that traffic conditions must be perfected continuously, side slope the use that affects hig
3、hway benifit and life. According to different classfication ,the side slope that can divide into difference slope; the damage of side slope are formed by slide,collapse , peel off; In project design, judge that the size of side slope stability is measured on habit with side slope steady safe coeffic
4、ient, when appraising side slope stability, first will investigate the geological condition of side slope, hydrogeology condition, topography landforms and new structure sport, because these factors is the decision of side slope stability factor; Basic theory of side slope research is establishment
5、earth mechanics and rock mechanics over, so the achievement of earth mechanics and rock mechanics and the perfect level of developing decision for side slope research. Now, the method of analysis side slope stability is many , with circular arc slide surface law for side slope stabilize give an exam
6、ple to calculate. Side slope protection can divide into slope surface to protect and erode, protect two kinds, and make further detailed analysis , have put forward the present protection of side slope and consolidate measure, at the same time have still put forward now is still in some new methods
7、that develop stage , at the same time have enumerated Hebei province for now major highway preventive measure. Put forward side slope finally to protect side according to optimization method, is according to the general principle of design: Safety principle, economy principle, project environmental
8、permission principle. The effections between project environment and side slope scheme design should be consided enough.Key words:Road slope stability protection目录摘要i目录iii前 言11 公路边坡的分类与边坡破坏类型11.1 公路边坡的分类11.2 边坡破坏形式分类12 公路边坡稳定的重要性及稳定性研究的发展22.1 边坡稳定性的概念22.2 公路边坡稳定的重要性32.3 公路边坡稳定性研究的发展33 影响边坡稳定性的主要因素33
9、.1 地质条件33.2 水文地质条件43.3 新构造运动43.4 地貌因素43.5 气候因素43.6 风化作用43.7 人类的工程活动因素53.7.1 削坡53.7.2 坡顶加载53.7.3 地下开挖54 边坡稳定性的主要分析方法64.1 边坡稳定性分析方法简介64.2 边坡的稳定性分析(条分法)64.3 .稳定计算分析95 公路边坡防护的概述105.1 国内外研究概况105.2 边坡综合防护设计原则与注意事项126 边坡防护与加固的方法和措施146.1 .坡面防护146.1.1 种草146.1.2 铺草皮146.1.3 植树156.1.4 抹面与捶面166.2 冲刷防护166.2.1 护面墙
10、166.2.2 干砌片石防护176.2.3 浆砌片石防护176.2.4 混凝土预制块防护186.2.5 土工织物防护187 河北省公路主要防护措施197.1 植物防护197.2 框格防护207.3 护坡207.4 封面217.5 护面墙218 边坡支护方案优化方法228.1 方案设计的原则和方法228.1.1 方案设计的一般原则238.1.2 方案设计的方法238.1.3 安全等级评价方法248.2 边坡的方案优选258.3 工程环境与边坡方案设计的相互影响268.3.1 边坡工程方案对环境的影响268.3.2 环境对工程的影响27结论29谢 辞30参 考 文 献3131河北理工大学交通与测绘
11、学院前 言公路边坡的防护与治理是公路工程中一个非常普遍的技术问题,由于以往公路等级低,车速慢,这个问题在工程中未得到充分认识和注意。随着我国经济的飞速发展,公路建设步伐的加快,公路等级的不断提高,对边坡的防护与治理的要求也就越来越高。边坡防护设计是高等级公路设计的重要内容之一,需根据公路等级、降雨强度、地下水、地形、土质、材料来源等情况综合考虑,合理布局,因地制宜地选择实用、合理、经济、美观的工程措施,确保高等级公路的稳定和高速行车安全,同时达到与周围环境的协调,保持生态环境的相对平衡,美化高等级公路的效果。长期以来,路基边坡的综合防护技术一直是公路修筑中的一个薄弱环节,我国在80年代中期以前
12、,主要以低等级公路建设为主,由于交通量小,深挖高填较少,投资不大,因而防护工程不作为道路建设的主体工程,由此引起的损失亦不大,所以在工程中对边坡的综合防护研究常常被忽视。进入90年代以后,我国高等级公路建设方兴未艾,由于缺乏对防护技术的系统研究,没有成熟的经验供设计部门应用,因此只能用低等级公路的防护技术或借鉴铁路部门的经验来实施局部防护,缺乏综合考虑,从而为工程埋下隐患,造成了巨大的经济损失和不良的社会影响,有的甚至中断交通,如沈大高速公路鲅鱼圈所以南180km长的路段,后期的工程防治费用占整个工程防治费的80、京石高速公路在1997年遇到洪水冲击后,很多路段出现路基垮塌,路面悬空的现象,再
13、如众所周知的昆禄路等。据交通部统计,仅1991年因水毁冲毁路基1577km,冲毁路面43733km,冲毁桥梁3606座、涵洞40343道,塌方4171万方,直接经济损失16.86亿元,因排水防护不当使基层与路基含水量增加引起公路整体强度下降造成的损失更是无法统计。随着高等级公路的加快修建和交通量的急剧增加,环境破坏与环境污染与日俱增。自1972年联合国斯德哥尔摩环保会议以来,由于公路工程修建等因素导致水土流失和耕地占用,农民们失去了5000多亿吨的表层土;同时由于植被破坏导致温室效应的CO2增加了10,世界在以每年80亿吨的巨量排放CO2和硫化物,臭氧层日益遭到破坏。自1950年以来,世界经济
14、增长了5倍,人口从26亿上升到60亿,但这一切增长完全建立在对地球的超负荷掠夺上。地球退化、土地减少、每年对农作物和牲畜业造成的损失达430亿美元,相当于美国一年的粮食收入。1950年1984年世界粮食产量以每年3的速率增长,1984年以后放慢,19841992年增长率仅为0.7,不及人口增长率的一半;与此同时,全世界的森林覆盖率也由工业革命前的55降至25左右,我国森林覆盖率由50年代的30降至1997年的12左右。随着 环境问题的日益严峻,为了环境的持续发展,环境会计学诞生了,国际社会第一次认真地考虑把环境和资源的损失计算到经济成本中去,经济增长必须考虑到环境的代价,即由环境问题引起了环境
15、会计和环境审计。如何在加快公路建设和汽车工业发展的同时,减少对环境的损坏。降低噪音,吸收汽车排放物,恢复自然生态平衡已成为目前公路设计部门的当务之急。与此同时,防护技术在理论方面尚需进一步研究,如边坡的侵蚀机理、边坡水力学特性研究、地区差异性以及公路部门与园林部门的专业交叉研究等等,以便提供边坡综合防护的理论支持和依据。 因此,为降低工程造价,减少或防止道路病害,保持生态环境的相对平衡,确保道路的安全与稳定,急需对高等级公路的边坡综合防护加固技术进行全面系统的研究1 公路边坡的分类与边坡破坏类型1.1 公路边坡的分类表1-1公路边坡的分类1分类依据名称简述成因自然边坡 (斜坡)由自然地质作用形
16、成地面具有一定斜度的地段,按地质作用可细分为:剥蚀边坡,侵蚀边坡,堆积边坡人工边坡由人工开挖,回填形成地面具有一定斜度的地段岩性岩质边坡 (岩破)由岩石构成,按岩石成因,岩体结构又可细分土质边坡 (土坡)由土构成,按土提结构又可细分为:单元结构,多元结构,土石混合结构,土石叠置结构坡高超高边坡岩质边坡坡高大于30m,土质边坡坡高大于15m高边坡岩质边坡坡高大于15-30m,土质边坡坡高大于10-15m中高边坡岩质边坡坡高大于8-15m,土质边坡坡高大于5-10m低边坡岩质边坡坡高小于8m,土质边坡坡高小于5m坡长长边坡坡长大于300 m中长边坡坡长100-300 m短边坡坡长小于100 m坡度
17、缓坡坡度小于15度中等坡坡度15-30度陡坡坡度30-60度急坡坡度60-90度倒坡坡度大于90度稳定性稳定坡稳定条件好,不会发生破坏不稳定坡稳定条件差或已发生局部破坏,必须处理才能稳定已失稳坡已发生明显的破坏1.2 边坡破坏形式分类表1-2边坡破坏形式分类2类型特征滑坡斜坡在一定的自然条件下,部分岩(土)体在重力作用下,沿着一定的软弱面(带),缓慢地,整体地向下移动。滑坡一般具有蠕动变形,滑动破坏和渐趋稳定三个阶段。有时也具有高速急剧移动现象。因下伏岩层压缩,斜坡沿岩(土)体内较陡的结构面发生整体下坐(错)位移,成为坐(错)落。组成斜坡的岩(土),常不发展连续的滑动面,而顺斜坡方向发生塑性变
18、形称为倾倒崩塌整体岩(土)块脱落母体,突然从较陡的斜坡上崩落下来,并顺斜坡猛烈翻转,跳跃,最后堆落在坡脚,规模巨大时称为山崩,小时称为塌方悬崖陡坡上的个别岩块突然下落,称为坠落的岩块(或危石)剥落斜坡表层岩(土),长期遭受风化,在冲刷和重力作用下,岩(土)屑(块)不断沿斜坡滚落,堆积在坡脚2 公路边坡稳定的重要性及稳定性研究的发展2.1 边坡稳定性的概念边坡一般是指具有倾斜坡面的土体或岩体,由于坡表面倾斜,在坡体本身重力及其他外力作用下,整个坡体有从高出向低处滑动的趋势,同时,由于坡体土(岩)自身具有一定的强度和人为的工程措施,他会产生阻止坡体下滑的抵抗力。一般来说,如果边坡土(岩)体内部某一
19、个面上的滑动力超过了土(岩)体抵抗滑动的能力,边坡将产生滑动,既失去稳定;如果滑动力小于抵抗力,则认为边坡是稳定的3。在工程设计中,判断边坡稳定性的大小习惯上采用边坡稳定安全系数来衡量。1955年毕肖普(A.WBishop)明确了土坡稳定安全系数的定义:Fs=Tf /T式中:Tf沿整个滑裂面上的平均抗剪强度 T沿整个滑裂面上的平均剪应力 Fs边坡稳定安全系数对于此公式,当Fs1时,土坡稳定;当 Fs 1时,土坡失稳;当Fs=1时,边坡处于临界状态。毕肖普所给出的概念的关键是如何寻求滑裂面,如何寻求滑裂面上的平均抗剪强度Tf和T平均剪应力2.2 公路边坡稳定的重要性在评价边坡稳定性时,首先要考察
20、边坡的地质条件,水文地质条件,地形地貌和新构造运动等,因为这些因素是边坡稳定性的决定因素,一般来说,这些因素比人类的工程活动对边坡稳定性的影响更大。以前,由于公路等级低,线形差,路基不宽,开挖不深,边坡稳定性对公路的影响不显著,人们对边坡稳定性没有引起足够的重视。但是随着国民经济建设的发展,公路交通事业日新月异,公路等级越来越高,高填深挖已经不可避免。目前,公路边坡失稳的事例很多,边坡失稳不仅影响行车安全,甚至掩埋公路,中断交通,迫使放弃已成公路的使用,造成不可估量的经济损失。因此,研究公路边坡的稳定性和边坡防护方法是非常必要的。2.3 公路边坡稳定性研究的发展边坡研究的基础理论时建立来土力学
21、和岩石力学之上的,所以土力学和岩石力学的成就与发展决定了对边坡研究的完善程度。二次世界大战前后,边坡问题的研究尚属于力学的研究范畴,边坡稳定性分析方法主要借鉴土力学的研究成果,例如1916年由Prantle提出,Fellnius和Taylor(1922)发展的圆弧滑动,1955年的Bishop条分法,1954年Janbu条分法和20世纪70年代的王复来分析方法等形成极限平衡理论,时建立在刚塑性体模型基础上的破坏理论,是古典力学解决土质边坡稳定性的核心。而现代土力学致力于土体真是破坏过程的理论研究,它的建立可能要运用到损伤力学,细观力学和分形理论等现代力学分支,最后要完成对破坏过程的数学模拟4。
22、3 影响边坡稳定性的主要因素3.1 地质条件(1).岩土体的工程地质性质。岩土体的力学性质决定了边坡失稳的方式。坚硬岩石边坡失稳以崩塌和结构面控制失稳为主;软弱岩石边坡失稳以应力控制型失稳为主。对其他因素给定的边坡,岩土体的工程地质性质越优良,边坡的稳定性越高。(2).地质构造。表现为结构面的发育程度,规模,连通性,充填程度及充填物成份和结构面的产出状态对边坡稳定性的影响。3.2 水文地质条件“十个边坡九个水”这句话形象地反映了边坡失稳往往与地下水地活动有密切关系这一客观事实。.水文地质条件包括地下水的赋存,补给,径流,排泄条件。3.3 新构造运动新构造运动往往引起边坡形态,产生状态及水文地质
23、条件发生改变而导致边坡失稳,强烈的新构造运动-地震对边坡稳定性的议影响极大,地震往往伴有大量的边坡失稳。地震作用导致边坡稳定性降低主要是由于地震作用产生水平地震附加力,当水平地震附加力的作用方向不利时,边坡的下滑力增大,滑动面的抗滑力减小。另外,在地震作用时,岩土中的孔隙水压力增加和沿途径体强度降低,也对斜坡的稳定不利5。3.4 地貌因素边坡的形态和规模等地貌因素对边坡稳定的影响时显而易见的,不利形态和规模的边坡往往在坡顶产生张应力,并引起坡顶出现胀裂缝;在坡脚产生强烈的剪应力,出现剪切破坏带,这些作用极大地降低边坡地稳定性。3.5 气候因素大气降水时地下水的主要补给源。气候类型不同,大气降雨
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 公路 防护 设计
链接地址:https://www.31doc.com/p-3261640.html