Đồ án tốt nghiệp ngành xây dựng tiếng trung

武 汉 大 学 毕业设计论文
摘

要
本篇毕业论文从土力学基本理论出发，结合相关设计规范及工
程实际，对某边坡治理工程进行初步设计。在设计中采用计算边坡
推力的方法进行边坡稳定性分析，并以滑坡推力的计算结果和地质
勘测资料作为肋梁锚杆支护计算、设计的依据。除了理论上的计算
之外，本文还论述了边坡治理的一些基本原则。根据这些基本原则
和计算结果，给出了治理边坡的方案。
关键词：

稳定性

锚杆

边坡治理
Abstract
This paper begins with basic theory of soil mechanics,considering
the besigh criteria correlative and the engineering factors .In the
design,we analyze stability of the landsliode by calculating the landslide
thrust.With the calculate results and the data of geology survey,we can
calculate and design anti-slide piles. This paper discusses some basic
principles of landslide treatment as theoretic calculate. Basing on the
basic principles and the calculate results, a project of the landslide
treatment be provided.
Key words: stability slide piles landslide treatment
1
武 汉 大 学 毕业设计论文
目

录
1.
工程区自然条件

2.
工程地质概况

2.1
地形地貌

2.2
地层岩性与岩土工程地质特征

2.3
地质构造

2.4
水文地质条件

2.5
人类工程活动

3.
边坡特征

3.1
边坡形态特征

3.2
边坡物质组成

3.3
边坡的水文地质条件

4.
边坡稳定性分析
11
4.1
边坡类型及安全等级
11
4.2
影响边坡稳定性的因素
11
4.3
边坡稳定性分析
13
4.4
边坡破坏模式及控制条件
15
4.5
边坡岩石的物理力学性质
17
5.
边坡稳定性计算
19
5.1
按岩层层面滑动进行稳定性验算
19
5.2
按岩体破裂面进行稳定性验算

21
5.3
按裂隙面滑动进行稳定性验算
23
6.
支护结构设计
25
6.1
设计依据
25
6.2
选择支护方案
25
6.2.1 设计原则 25
6.2.2 设计支护方案 26
6.3
锚杆计算的理论基础
27
6.3.1 锚杆的基本原理 27
6.3.2 锚杆的力学作用 28
6.4
锚杆计算成果整理
31
7.
施工组织设计
33
7.1
施工工序
33
7.2

施工监测
34
7.2.1 监测工作的任务和目的 34
7.2.2 监测设计方案主要技术依据及原则 35
7.3
监测工作设计
36
7.3.1 监测工作布置 36
7.3.2 观测方法 37
参考文献
38
结束语
39
附图
40
1
武 汉 大 学 毕业设计论文
1.
工程区自然条件
忠县位于三峡工程库区中部，县城上游距重庆市
240km
，下游
距长江三峡工程坝址约
360km
。本边坡位于忠县县城上游、长江左
岸，距县城
10km
。行政区划隶属重庆市，水陆交通发达，交通十
分便利。
忠县地处川东低山丘陵区，属中纬度亚热带东南季风暖气候区，

四季分明，气候温和，湿热多雨，雨量充沛。年均气温
18.2℃
，最高
气温
42.1℃
，最低气温
-4.1℃
。年均降雨量
1172.1mm
，最大降雨量
1471.1mm
，最小降雨量
866.6mm
，长年主导东北风。
2.
工程地质概况
2.1
地形地貌
边坡位于长江近岸谷坡地带，地貌形态主要为坪状丘陵，高程为
206~230m
，原始地形坡度为
10~30°
、局部大于
30°
。边坡的地形坡度
为
64°
，坡高为
18m
，坡下为居民安置点或规划的安置点，周围建筑

1
武 汉 大 学 毕业设计论文
物较多。
2.2
地层岩性与岩土工程地质特征
边坡区域分布有：第四系全新统人工堆积层
(Q
r
)
、第四系全新
统坡积层
(Q
4
dl
)
；基岩为侏罗系上统蓬莱镇组第
2
段（
J
3P
2
）。各岩土
层特征分述如下：
（
1
）第四系
人工堆积层
(Q
r
)

：主要为边坡开挖形成的碎块石填土层，紫红色，
稍密状，主要由块石、碎石及粘土等组成，碎块石呈棱角状，粒径
1~10cm
，含量
30%
。分布于边坡外围，厚度
0.5~1.5m
。堆填时间
在三年以内。
残坡积层
(Q
4
dl
)
：紫红色、灰黄色，粉质粘土夹碎石，碎石含量
10%~35%
，粒径
1~3cm
，最大
5~6cm
，碎石多为强风化状泥岩及砂岩，
粉质粘土呈可塑状，土层结构稍密。广泛分布于坡顶及其以上斜坡地
2
武 汉 大 学 毕业设计论文
带，厚度
0.5~1.5m
。
（
2
）侏罗系

边坡区由侏罗系上统蓬莱镇组第
2
段（
J
3P
2
）基岩组成，地层岩
性见地层岩性简表
2.1
（地层柱状引用《长江三峡水利枢纽库区忠县与
石柱县迁建城镇新址地质论证报告》）。
表
2.1
岩

性

一

览

表
系 统 组 段 大
层
地层
代号
岩性
代号
厚度

（
m
）
岩

性

描

述
第
四
系
Q 0.5~1.
5

坡积物（
Q
dl
）：土夹碎石或碎
石土；
人工堆积物（
Q
r
）：块石碎石夹土。
侏
罗
系
上
统

蓬
莱
镇
组
第
2
段
第
3
大层
J
3P
2-3
Ss 30~35.
8

厚层浅紫灰色长石砂岩，中部夹
两层紫红色粉砂质泥岩。
第
2
大层
J
3P
2-2-3
St+Cr 7.8
薄层浅灰紫色泥质粉砂岩与紫红
色粉砂质泥岩互层。
J
3P
2-2-2

St
夹
Cr
15.9
为中厚层灰紫色泥质粉砂岩夹极
少量薄透镜状粉砂质泥岩。
J
3P
2-2-1
St+Cr 15
上部为薄层灰紫色泥质粉砂岩与
紫红色粉砂质泥岩互层；中部为厚
约
3~4m
的粉砂岩；底部为厚
3m
的紫红色粉砂质泥岩。
第
1
大层
J
3P
2-1-4
Ss 20
厚～巨厚层浅灰色长石石英砂岩。
J
3P
2-1-3
St+Cr 8.6
薄

~
中厚层粉砂岩夹紫红色粉砂
质泥岩。
J
3P
2-1-2
Ss 4~5
浅灰色中
~
厚层砂岩。
3
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J
3P
2-1-1
St+Cr 17.3
薄层粉砂岩与紫红色粉砂质泥岩互
层。
粉砂质泥岩：紫红色，泥钙质胶结较差，层理不发育，可见次圆
状泥钙质粉砂岩团块，粒径
0.5
～
2cm
。抗风化能力差，遇水易崩解
等特点。
泥质粉砂岩：紫红色，泥钙质胶结，成分较均一，局部夹粉砂质
泥质条带或薄层，层面略有起伏，抗风化能力差。
长石石英砂岩：灰
~
灰白色，泥钙质胶结较好，抗风化能力较强，

呈厚层、巨厚层状构造。
2.3
地质构造
(1
）区域地质构造与地震
本 区 处 于 扬 子 准 地 台 之 次 级 构 造 单 元
— —
四 川 台 坳 （ 图
2.1
）。基底主要由早元古代变质火山
——
碎屑岩及侵入其间的岩浆
岩组成；区内沉积盖层出露齐全，侏罗系末的燕山运动使盖层产生强
4
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烈褶皱，断裂较为少见。主要是因为沉积岩的高度柔塑性在地应力作
用下，构造变位的表征是塑性流动，褶皱成山，断裂则少发生。主要
断裂与褶皱的形成密切相关，即发生应力集中部位的背斜核部或偏翼
部，向斜内偶见小规模的断裂错动。区内构造形迹的展布方向由
NE
向渐变为
NEE
向弧形，宽阔平缓的屉状向斜与梳状紧闭的背斜相间
排列，构成隔档式构造。区内主要褶皱有万县向斜、大池－干井背斜、
丰都－忠县向斜、方斗山背斜与石柱向斜。主要断层有楠木垭－大垭
口断层、横梁子断层、茨竹垭断层、齐岳山大断层、吊钟坝断层等，
分布于工程区外围。
忠县
四 川
台

坳
上
扬
子
台
褶
带
①
②
④
③
⑥
⑤
⑦
⑧
⑨
⑩
2
F
5
F
1
F
4
F
3
F
A
B
1 2 3 4 5 6

5
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图
2.1
忠县及其周缘地区构造纲要图
1:
背斜
; 2:
向斜
; 3:
一般断层
; 4:
航磁推测大断裂
; 5:
二级构造单元界线
; 6:
边坡区
根据《中国地震动参数区划图》（
GB18306—2001
），该地区地
震动基岩峰值加速度值为
0.05g
，反应谱特征周期为
0.35s
，相应地震基
本烈度为Ⅵ度。
(2
）边坡地质构造
边坡内未见断裂发育，层间剪切带不发育，岩体均为裂隙切割，
6

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裂隙一般发育在砂岩中，裂隙短小；泥岩中微裂隙发育。边坡区地层
为单斜构造。
2.4
水文地质条件
边坡区为一向冲沟倾斜的斜坡，该区降雨充沛，大气降水大部分多
沿斜坡向冲沟排泄，仅有少部分降水渗入斜坡体的松散覆盖层及基岩
裂隙内。汇水面积 0.0001km2。
该区内的地下水，按其赋存条件可分为孔隙水和裂隙水。孔隙水：
主要分布于坡积层和人工堆积层内。埋藏不深，水量不丰，受季节影
响明显。裂隙水：赋存于张开的基岩裂隙中，水量不丰。
地下水主要靠大气降雨补给。大部分降水沿斜坡快速向溪沟排泄，
仅有很少部分雨水垂直下渗，补给地下水。该地段的松散堆积层中，泥
岩类和砂岩类地层中，水量均不丰，大多以渗水的方式排泄，该边坡
未见泉水出露地下水的水化学类型为 HCO3 -Ca 型水。
总体而言，该区水文地质条件较为简单。
2.5
人类工程活动
边坡坡顶主要为农田和山地，没有大的人类工程活动。坡脚为居民自
建房或规划建房的宅基地，除规划建房处将来需进行建房施工外，不
会有大的人类工程活动。
7
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3.
边坡特征
3.1
边坡形态特征
边坡走向
356°
，倾向

86°
，坡角
64°
，多呈上缓下陡状。坡顶高
程为
231m
，坡底高程为
213.2
～
215.6m
。坡面略有起伏，坡面泥岩
风化剥落凹进，砂岩凸出。坡长
60m
，坡高
18m
。
3.2
边坡物质组成
（
1
）岩性
①
基岩
边坡的地层主要为蓬莱镇组第
2
段第二大层
J
3P
2-2
地层，岩性主

要为中厚层灰紫色泥质粉砂岩、砂岩与夹少量紫红色粉砂质泥岩与薄
层浅灰紫色泥质粉砂岩夹紫红色粉砂质泥岩互层。
②
第四系覆盖层
分 布 于 边 坡 坡 顶 及外 围 ， 主 要 为 坡 积 物 和 人 工 堆 积 物 ， 厚
0.5~1.5m
。
（
2
）岩体风化
高边坡地段出露的基岩，由于自身岩石矿物成份、成岩条件的不
8
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同，其风化程度有明显的差异。泥岩类，抗风化能力弱，其风化后多
为碎石及碎石土；砂岩类，一般抗风化能力相对较强，风化后矿物变
异，岩石颜色变浅，力学强度降低。
根据地表及人工边坡出露的基岩的风化特征，按《岩土工程勘察
规范》（
GB50021—2001
）中的岩石风化分带标准，可将区内风化
岩体分为强风化带、中等风化带和微风化带，各风化带特征如下：
强风化带：岩石结构大部分破坏，颜色变浅，矿物变异，岩石破
碎，部分手搓呈砂粒或泥状，遇水容易松散。
中等风化带：岩石结构有轻微破坏，原岩矿物轻度变异，部分泥
岩、粉砂质泥岩和泥质粉砂岩浸水后容易破碎；砂岩仅沿裂隙、层面
及所夹软岩有色变现象。
边坡上部或表层岩体多呈强风化状，强风化厚度
0.3
～
5.0m

。中
风化岩体完整，多出露于边坡中下部。
3.3
边坡的水文地质条件
（
1
）地表水迳流条件
边坡区为一向冲沟倾斜的斜坡，该区降雨充沛，大气降水大部分
多沿斜坡向冲沟排泄，仅有少部分降水渗入斜坡体的松散覆盖层及基
岩裂隙内。汇水面积
0.0001km
2
。
（
2
）地下水赋存条件
该区内的地下水，按其赋存条件可分为孔隙水和裂隙水。
9
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孔隙水：主要分布于坡积层和人工堆积层内。埋藏不深，水量不
丰，受季节影响明显。
裂隙水：赋存于张开的基岩裂隙中，水量不丰。
（
3
）岩（土）体的透水性
土体的透水性：区内土体透水性总体较弱，仅表部人工填土透水
性相对较强。
岩体的透水性：据忠县城区大量地质勘察资料揭示，基岩中等风
化带岩体透水率少部分为
1

～
5Lu
，大部分小于
1Lu
。类比可知，
该地段中等风化带岩体应属微透水岩体，强风化岩体透水性也较弱。
（
4
）地下水补排形式
地下水主要靠大气降雨补给。大部分降水沿斜坡快速向溪沟排泄，
仅有很少部分雨水垂直下渗，补给地下水。该地段的松散堆积层中，
泥岩类和砂岩类地层中，水量均不丰，大多以渗水的方式排泄，该边
坡未见泉水出露。
（
5
）地下水化学成分
本边坡区无地下水排泄点，据邻近本边坡区的地下水的水化学分
析成果显示，水化学类型多为
HCO
3
-Ca
型水。
（
6
）地下水对工程的影响
根据水质分析成果， 参照《 岩土工程勘 察规范（
GB50021—
2001
）》相关标准判别，地下水对混凝土无腐蚀性。
10

武 汉 大 学 毕业设计论文
4.
边坡稳定性分析
4.1
边坡类型及安全等级
根据国家标准《建筑边坡工程技术规范》
GB50330-2002
规定，
岩体较完整、中风化岩质边坡划为
Ⅲ
类边坡。根据规范对安全等级划
分的规定，岩质边坡边坡高度
15~30m
，破坏后果严重，边坡安全等
级定为二级。因此，本边坡确定为：
安全等级：二级
;
安全系数：
K=1.30
；
边坡工程重要性系数：
γ
0
=1.10
4.2
影响边坡稳定性的因素
岩质边坡主要控制因素一般是岩体的结构面
(
或层面
)

与坡面的
关系以及结构面
(
或层面
)
的强度指标，因此，正确确定这些参数是
边坡稳定分析和边坡设计成败的关键。
边坡的稳定性分析评价，应在确定边坡破坏模式的基础上进行，
不同的边坡有不同的破坏模式，不同的破坏模式有不同的计算方法，
如果破坏模式选错，计算就失去基础，得不到正确的结果。
工程地质特征是判断边坡稳定与不稳定的主要内因，包括以下几
11
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个方面：
(1)
地层岩性
地层岩性及其组合是构成边坡的物质基础，岩性决定岩石的强度，
抗风化能力，岩体结构及所能保持的边坡高度。
(2)
地质构造
地质构造决定岩层的产状，节理裂隙的性质及发育程度，断层破
裂带的性质等。这些因素又决定了边坡的岩体结构。受构造的影响，
边坡体上节理裂隙发育、岩体破碎，将严重影响边坡的稳定性。
(3)
边坡岩体的风化程度
岩体风化以一方面破坏岩体的完整性，另一方面是岩体物质成分
发生变化，导致岩石物理力学性质的变化，直接影响岩体的强度及构
造特性，进而影响边坡稳定。风化程度一般分为四级，即全风化、强
风化、中风化、微风化。不同的风化程度表示岩体受改造的程度及其
力学属性的差异，同时也预示着其变形特征及主要影响变形因素的改

变。如全风化呈砂土状岩体构成的边坡稳定性，节理裂隙已不起作用，
其控制作用的是土状岩体的强度能否支撑设计的坡度、坡高；强风化
碎裂结构岩体或风化呈碎石夹砂土状岩体，由岩体强度、破裂程度及
构造面的组合及其与临空面的关系等共同控制边坡稳定性；中
~
微风化
硬质岩石，主要由结构、构造面组合及其与临空面的关系控制坡形、
坡度的加固工程措施。
(4)
水文地质条件
水是造成边坡失稳的重要因素，地下水软化岩土体，降低其强度，
12
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增大容重而增大了下滑力，产生静、动水压力，引起边坡的失稳。
4.3
边坡稳定性分析
本工程场区内，考虑的因素有：各组裂隙面
(
或层面
)
产状，坡
面倾向，岩体风化程度、覆盖层、水等的影响。
(1)
岩性组合特征
边坡的地层主要为蓬莱镇组第
2
段第二大层
J
3P
2-2

地层，岩性主
要为中厚层灰紫色泥质粉砂岩、砂岩与夹少量紫红色粉砂质泥岩与薄
层浅灰紫色泥质粉砂岩夹紫红色粉砂质泥岩互层。岩性软、硬岩相间。
由坡上至坡下，风化强烈至中等。
(2)
边坡与岩层关系
边坡走向
356°
，倾向
86°
，倾角
64°
，坡度
42°
～
64°
。岩层倾向
98°
，倾角
32°
。边坡为顺向坡。
(3)
裂隙发育特征
边坡内未见发育断裂，层间剪切带不发育，岩体均为裂隙切割，
统计坡体面上发育的裂隙，主要为如下三组裂隙：
①
走向
90°
，倾向
180°

，倾角
65°
，裂面平直，宽
1
～
5mm
，
13
武 汉 大 学 毕业设计论文
充填粘土，可见长
1.8~7.0m
，发育间距
3.0
～
4.0m
。
②
走向
55°
，倾向
325°
，倾角
60°
，裂面平直，宽
1
～
3mm
，
充填粘土，可见长
1.5~8.0m

，发育间距
4.0
～
5.0m
。
③
走向
358°
，倾向
88°
，倾角
50°
，裂面平直，宽
1
～
3mm
，
充填粘土，可见长
1.5~5.0m
，发育间距
1.0
～
1.5m
。
EW
N
S
节理及交线产状
编 号 倾 向 倾 角
180 65

325 60
88 50
层面
98 32
边坡
86 64
254 30
119 46
107
32
32 34
43 20
167 12
1裂隙
2裂隙
3裂隙
1 2裂隙 、
1 3裂隙 、
1、层面
2 3裂隙 、

1
裂
隙

2
裂
隙

3

裂
隙
边坡

层
面
相交裂隙 交线倾向 交线倾角
2、层面
3、层面
图
4.1
边坡结构面极射赤平投影图
由边坡岩体裂隙与岩层面和坡向绘制的赤平投影图
(
图
4.1 )
可
知，裂隙
3
受裂隙
1
与裂隙
2
的切割形成倾向坡外的块体，倾角为
50°
，由其构成的不稳定块体沿裂隙面产生滑移破坏。
14
武 汉 大 学 毕业设计论文
4.4
边坡破坏模式及控制条件

边坡的破坏模式有平面滑动、圆弧滑动、楔形滑动、倾倒、剥落
等。
根据破坏控制条件，岩质边坡的破坏形式分为：沿外倾结构面
(
或层面
)
破坏、由岩体强度控制的破坏。
对无外倾结构面的边坡，破坏形式为岩体强度控制的破坏。
对无软弱结构面有倾角大于
40
°的外倾硬性结构面的边坡，破坏形
式为沿外倾硬性结构面滑动或由岩体强度控制的破坏，由相应侧向压
力的较大值确定。
岩质边坡的稳定性受优势面控制
(
结构面、裂隙面等
)
，边坡岩
体各不连续面中及其组合构成了岩体的分离体和滑动边界。边坡稳定
性评价关键在裂隙面及坡面的组合关系的评价。
综合前述边坡岩土工程地质条件，分析该边坡滑移存在三种失稳
模式：
(1)
顺层滑移破坏
在顺向坡中，岩体中发育有顺坡向层面，岩体在层面和结构面
的切割下，在边坡临空面上，形成顺层块体，块体在重力作用下，
产生滑移破坏解体，其变形破坏模式演化过程见图
4.2
。
15

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①
②
③
③产生滑动后的地形②顺层产生滑动
层面
①开挖后原始地形
层面
图
4.2
顺层块体滑移破坏模式演化图
(2)
岩体破裂面滑移破坏

在边坡中，在岩体的自重作用下，沿破裂面产生滑移破坏解体，
其变形破坏模式演化过程见图
4.3
。
①
②
③
③产生滑动后的地形
②破裂面产生滑动
破裂面
①开挖后原始地形
破裂面
层面
层面
层面
图

4.3
岩体破裂面滑移破坏模式演化图
(3)
沿裂面滑移破坏
在边坡中，岩体发育外倾结构面，岩体在外倾结构面与其它结
16
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构面的切割下，在边坡临空面上，沿裂隙面产生卸荷拉开，块体在
重力作用下，产生滑移破坏解体，其变形破坏模式演化过程见图
4.4
。
③
①
③破坏后的坡面① 开 挖后的地形
裂隙
裂隙
开 面
② 开 开 开 开 开 开沿外构面体
②
开 生滑移破坏
裂隙
层面
层面
图
4.4
沿裂面滑移破坏模式演化图
4.5
边坡岩石的物理力学性质
边坡岩石主要为：粉砂质泥岩，泥质粉砂岩和砂岩。依据岩石试
验与经验类比，提出边坡岩体

(
石
)
的力学参数建议值
(
见表
4.1)
。
表
4.1
岩体物理力学参数建议值表
岩性 风化 密度
(g/cm
抗剪强度 抗压强度
σ(MPa)
抗拉 变形 泊 软化
17
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分带
3)
强度
(MPa
)
模量
E0(G
Pa)
松
比
μ
系数

C(MPa)
φ
(
度
)
饱
和
天然
砂

岩 强风
化
2.5 0.10~0.12 24 4 8 1.2 0.30
中等
风化
2.55 0.2~0.25 29 15 25 2.5 2.0 0.28 0.6~0.6
5
泥质
粉砂
岩
强风
化
2.53 0.08~0.10 23 3 5 1.0 0.30
中等
风化
2.58 0.15~0.2 27 8 15 2 1.5 0.29 0.5~0.6
粉砂
质
泥岩
强风

化
2.55 0.05~0.08 22 2 4 0.6 0.35
中等
风化
2.6 0.1~0.15 25 5 10 1.5 1.0 0.30 0.4~0.5
结
构
面
泥岩层面
0.05~0.1 19~24
砂岩层面
0.1~0.15 25~27
泥质粉砂岩裂
隙面
0.01~0.02 20~22
18
武 汉 大 学 毕业设计论文
5.
边坡稳定性计算
5.1
按岩层层面滑动进行稳定性验算
考虑岩层层面为滑动面，如图
5.1
所示。
潜在层面滑面
H
z
W
A
A

B
C
D
β
=3
2¡
ã
α
=6
4¡
ã
图
5.1
边坡稳定性平面滑动计算示意图
岩坡中层面与垂直裂缝的组合面为
ABC
，由它切割的边坡滑体为
ABCD
，滑块的重量为
W
，
BC
面倾角为

，坡面倾角为

，坡高
为
H
。

( )
( )
















−
−=
βα
βα
γ
sinsin
sin
2
/1
2
2
1

HZHW
(6-1)
根据极限平衡条件，边坡稳定性安全系数为：
(
)
βββ
φβββ
coscossin
tansinsincos
AVW
AVUWCL
K
++
−−−+
=
(6-2)
19
武 汉 大 学 毕业设计论文
式中：
γ
——
岩体的容重，
kN/m
3
；
H——
滑坡体高度，
m
；
L——

滑动面长度，
L=(H
－
Z)/sin
β
，
m
；
Z——
坡顶垂直裂缝深度，
m
；
β
——
滑动面倾角，度；
α
——
坡面倾角，度；
C——
滑动面上的粘聚力
kPa
；
φ
——
滑动面上的内摩擦角，度；
W——
为滑块的重量，
kN
；
U——

为滑动面上垂直方向静水压力，
U=
γ
w
×Z
w
×L/2
，
kN
；
V——
为滑动面上侧向静水压力，
V=
γ
w
×Z
w
2
×L/2
，
kN
；
Z
w
——
为坡顶裂缝中地下水位深度，
m
；
A——
水平地震力，

A
＝
ma
，
kN
；
m——
滑体质量，
kg
；
a——
地震加速度，
6
度地震区取
0.05g
，即
a=0.5m/s
2
。
边坡层面内摩擦角折减系数为
0.8
，边坡稳定安全系数取值为
1.30
，重要性系数为
1.1
。由于岩层倾角为
32
°
，则


＝
32
°
，边坡
坡角为

＝
64
°
，坡高
18
米，不考虑地下水，坡顶无垂直裂缝，边坡
岩体的力学参数建议值，则：
C=80kPa
；


=20
°
×0.8=16
°
；

=25kN/m
3
；
Z=0
；
L=H/sin32
°

=33.97m
；
20
武 汉 大 学 毕业设计论文
W=0.5×25×18
2
×sin(64
°
－
32
°
)/sin32
°
sin64
°
=4506.04kN
；
m=W/g=4506.04/10=450.6kg
；
A=ma=450.6×0.5=225.3kN
；
57.1
32cos3.225032sin04.4506
16tan32sin3.2250032cos04.450697.3380
coscossin
tansinsincos
=
°×++°×
°°×−−−°×+×
=

++
−−−+
=





























βββ
φβββ
AVW
AVUWCL
K

即边坡岩层 层 面 安全系数为
1.57
，大于规 范 要 求 的稳定值
(1.30)
。
5.2
按岩体破裂面进行稳定性验算
根据边坡岩体的力学参数建议值，相关数值取值如下：
φ
——
岩体内摩擦角
(
度
)
，

=23°×0.8=18.4°
，
0.8
为折减
系数；
C——
滑动面上岩体粘聚力

(kPa)
；取
C=60kPa
；
γ——
岩体的容重
(kN/m
3
)
，取
=25kN/m
3
；
θ——
破裂角
(
度
)
，
θ=45+φ/2
，
θ=45+18.4/2=54.2°
；
21
武 汉 大 学 毕业设计论文
α——
边坡开挖后边坡角
(
度
)

，
α=64°
；
H——
坡体高度
(m)
，
H=18m
；
根据图
5.2
计算如下：
W
A
A
C
B
β
=54.2¡ã
α
=64¡ã
潜在破裂面
图
5.2
按岩体破裂面进行稳定性验算示意图
C=60kPa
；


=23

°
×0.8=18.4
°
；

=25kN/m
3
；
Z=0
；
L=H/sin54.2
°
=22.19m
；
W=0.5×25×18
2
×sin(64
°
－
54.2
°
)/sin54.2
°
sin64
°
=945.64kN
；
m=W/g=945.64/10=94.56kg
；
A=ma=94.56×0.5=47.28kN

；
89.1
2.54cos28.4702.54sin64.945
4.18tan2.54sin28.47002.54cos64.94519.2260
coscossin
tansinsincos
=
°×++°×
°°×−−−°×+×
=
++
−−−+
=





























βββ
φβββ
AVW
AVUWCL
K
22
武 汉 大 学 毕业设计论文
即按岩体内抗剪强度指标进行稳定性验算结果表明，岩体中剪应
力最大面的安全系数为
1.89
，远大于规范要求的稳定值
(1.30)
。
5.3
按裂隙面滑动进行稳定性验算
考虑块体沿裂隙
3
滑动，裂隙
3

为滑动面，如图
5.3
所示。
裂隙面滑面
A
C
B
β
=50¡ã
α
=64¡ã
W
A
图
5.3
沿裂面滑动稳定性验算示意图
边坡裂隙面内摩擦角折减系数为
0.8
，边坡稳定安全系数取值为
1.30
，重要性系数为
1.1
。由于裂隙面倾角为
50
°，则

＝
50
°，边坡
坡角为


＝
64
°，坡高
18
米，不考虑地下水，坡顶无垂直裂缝，根据
23