文档介绍：第8章边坡加固稳定分析
8. 1 前言
当边坡的稳定安全系数不能达到要求时就需要采取工程措施提高安全系数以满足
安全运行的需要卸荷坡趾压载排水是通常采用的措施采用这些方法在边坡稳定
分析方面不增加任何新的内容可以按已有的分析方法进行分析和复核当没有条件进
行上述工程措施或采取了上述措施后仍不能使安全系数达到允许数值时就需要使用结
构性工程措施对边坡进行加固
O′Rourke 和 Jones (1990)将土体的加固体系分为外部加固和内部加固两大类如图
所示同时提出了外部加固和内部加固两种类型的典型例子在 20 世纪 60 年代以前土
体的加固主要依赖于外部加固随着技术的进步越来越多的内部加固措施在土方工程中
得到了应用内部加固依赖于施加在土体内的加筋构件如锚杆锚索土工布等这些
构件通常应插入潜在滑裂面以后的稳定土体中
图 8. 1 土体加固体系分类表
198 土质边坡稳定分析原理⋅方法⋅程序
对于内部加固的结构一些学者又将其分为铺设型和现场改良型两种(Schuster, 1995)
1. 铺设型
铺设型指在填土过程中施加各种加筋构件主要可包括以下几种
(1) 条型加筋构件此类构件可以是经处理的钢筋也可以是条型非金属加筋带图
为采用高强度聚合物条带作加筋土的例子
(2) 土工布加固构件这类构件具有不同的规格型号随着填土一层一层地铺设以
适应不同的环境要求在坡面往往将土工布弯回如图 所示
(3) 格栅型加筋构件在 20 世纪 70 年代制作此类构件的技术日益更新格栅型构
件具有很高的强度和韧度同时有利于排水 1983 年在美国建成了一个高 9m 的近直立(80°)
挡土墙如图 所示
图 8. 2 非金属条带示意图图 8. 3 土工布加固示意图
图 8. 4 格栅型加固墙及回填物内的格栅型加固图 8. 5 插入式锚固件示意图
单元示意图
第 8 章边坡加固稳定分析 199
(4) 插入式锚固件插入式锚固件的典型例子如图 所示它是日本的一个新型锚拉
构件此类型的作用与土锚索和土锚杆类似但是是随着填土现场铺设的图 所示
墙面为 5m 高的纤维混凝土挡墙由 9mm 直径钢筋与 40cm×40cm 的钢筋混凝土板或沙袋
构成
2. 现场改良型
(1) 土钉土钉也即钢筋或金属管可直接将其插入土体或软岩中也可以埋进预先
钻好的钻孔中土钉与土体共同作用以提高土体的凝聚力通常可用于支护临时开挖边
坡或加固不稳定边坡以阻止其位移变形如图 示
(2) 锚索采用深部预应力锚索加固边坡的方法正得到越来越多的应用该方法可使
滑坡体的空间变位得到有效的约束对于保持边坡稳定十分有效在土坡中采用锚索钻
孔和成孔往往是主要的制约因素近期开发了一种跟管技术在钻进中随时用套管固
壁可有效解决这一问题小湾水电工程在处理夹大孤石的堆积体中成功地应用这一技术
将锚索穿越土体深入基岩
(3) 树根桩近年来发展起来一种树根桩系统加固边坡树根桩系统通常由
直径为 ~30cm 的混凝土群桩组成如图 所示该方法与传统土钉的区别在于群桩
的树根状三维几何分布形态可使加固土体形成一个整体可有效地提高边坡的稳定性
图 8. 6 土钉加固示意图图 8. 7 树根桩加固示意图
本章以下各节分别讨论考虑这些加固方法的边坡稳定分析方法
8. 2 支挡结构的主动土压力计算
8. 2. 1 概述
作用于支挡结构上的土压力问题实际上是一个具有垂直表面并且在此表面作用有外荷
的边坡稳定问题传统的库仑主动土压力理论使用的分析方法和边坡稳定方法也是类似的
图 是土力学教科书中常见的按库仑理论计算主动土压力的方法假定墙后土体一
部分沿一个直线滑裂面滑动通过分析由墙土结合面滑裂面和土体顶部直线构成的三角
形的土体的力的平衡可以计算土体作用在墙上的主动土压力 P 不断变动直线滑裂面位
置可以找到使 P 获得极大的临界滑裂面这一极大值就是按库仑土压力理论获得的主动
土压力
200 土质边坡稳定分析原理⋅方法⋅程序
Duncan (1990)曾对修建于岩质边坡运行期达 50 年之久的若干挡土墙做过一次调查
他在报告中指出有必要重新回顾太沙基关于土压力基础理论和设计方法的一些主要认识
太沙基认为即便挡墙修建在岩基上挡墙仍然会发生足够的变形形成主动土压力
因此目前一些以静止土压力来核算挡土墙抗滑稳定的作法过于保守是没有必要的
我们知道传统的库仑主动土压力理论在
柔性支挡结构领域是不适用的 Casagrande
(1973)在调查了德国和巴拿马运河的一系列锚拉
墙破坏实例