第三章(边坡稳定性分析)
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目录摘要 (IV)Abstract (V)第一章概况 (1)1.1贵阳龙洞堡见龙路住宅小区工程概况 (1)1.2 边坡概况 (1)1.2.1 边坡地段地物环境 (1)1.2.2 边坡形态及岩土构成 (1)1.2.3 边坡安全等级及勘察等级 (2)第二章水文地质条件及工程地质条件 (3)2.1工程地质条件 (3)2.1.1 地形地貌 (3)2.1.2 地质构造 (3)2.1.3 地震 (3)2.1.4 地层岩性 (3)2.1.5 不良地质现象 (5)2.2 水文地质条件 (6)2.2.1 气象条件 (6)2.2.2 水文地质条件 (6)2.2.3 降水及空气情况 (6)第三章稳定性分析 (7)3.1分析依据 (7)3.2定性分析与评价 (7)3.3稳定性评价 (8)3.4有限单元法及ANSYS的实现 .................... 错误!未定义书签。
3.4.1 有限元法 .................................................................................................... 错误!未定义书签。
3.4.2 ANSYS边坡分析........................................................................................ 错误!未定义书签。
3.4.3 ANSYS分析情况........................................................................................ 错误!未定义书签。
3.5 极限平衡法 (10)3.5.1 计算方法介绍 (10)3.5.2 相应计算公式 (10)3.5.3 理正计算图示 (11)3.5.4 理正计算分析 (13)3.5.5 计算结果分析 (19)第四章边坡支护设计 (20)4.1 支护方式综述 (20)4.1.1 锚杆 (20)4.1.2 格构锚固 (21)4.2工程地质条件及评价 (22)4.3 设计基本要求 (22)4.4设计依据 (22)4.5 计算方法及过程 (23)4.6 锚杆支护验算 (27)4.6.1 计算结果 (27)4.6.2 结果分析 (29)4.7支护结构 (29)4.7.1 支护概况 (29)4.7.2 支护方案图 (29)4.8 防水工程 (31)4.8.1 一般规定 (31)4.8.2 排水设计 (32)4.8.3 排水施工要求 (33)4.9其他说明 (34)第五章施工组织方案 (35)5.1施工准备 (35)5.2施工方案 (35)5.2.1 施工程序 (35)5.2.2 施工起点流向 (35)5.3施工方法及施工工艺 (36)5.3.1 坡面喷浆 (36)5.3.2 锚杆施工方法 (37)5.3.3 锚杆施工步骤 (37)5.4安全生产和文明施工措施 (38)5.4.1 安全生产保证措施 (38)5.4.2 施工现场的安全措施 (39)5.4.3 应急措施 (41)第六章结论及建议 (42)6.1结论 (42)6.2存在问题 (43)6.3建议 (43)参考文献 (45)致谢 (54)贵阳市龙洞堡见龙路东侧边坡支护设计摘要贵阳市龙洞堡见龙路东侧边坡开挖坡均在16m以上,为典型的反倾向层状结构岩质与土质混合高边坡,为了确保开挖后边坡的稳定,必须保持边坡岩体(土体)有足够的稳定性,通过对边坡进行稳定性分析及安全系数的计算,设计合理的支护措施并计算支护的合理性,以达到边坡支护设计的最终目的。
第三章露天矿合理帮坡角的确定第一节组成露天边坡岩石赋存情况(1)地层矿区及周边区域所见地层主要有:古生界的石炭系、二迭系,中生界的侏罗系、白垩系,新生界的第三系、第四系。
(2)构造矿区位于北山煤矿向斜东北角的边缘一带,区内的侏罗系地层呈向南倾的单斜构造,地层产状南倾,倾角3°~5°不等。
矿田内没有发现断层,构造属简单类型。
(3)煤层顶、底板岩性煤层底板为灰~灰白色中厚层状,块状构造粉砂质泥岩、细砂岩夹薄层泥质粉砂岩、泥岩。
煤层顶板为灰~灰白色、灰黄色泥岩、泥质粉砂岩、细砂岩、中厚层状、块状构造、质较坚硬、含铁锰质结核,含大量植物叶片化石及硅化木碎片,第二节岩石、结构面、岩石物理力学性质说明煤层顶、板岩性特征,结构面岩性发育情况,附表说明岩石物理力学性质。
表3-1 岩石物理力学实验成果第三节影响边坡稳定性因素采场边坡稳定1、计算指标的选取由于煤层顶板岩层软化系数小,虽然本地区大气降雨稀少、风沙大,但在冬季有一定的降雪,背阳边坡的积雪可以保留到来年的三月底,冰雪融化时也可形成积水,从而软化岩层、降低力学强度指标。
岩石物理力学性质指标见表6—2—1根据剥离岩层的岩性和物理力学性质,剥离物为第二类中硬一型,露天边坡为第二类半坚硬岩石类一型。
根据岩石物理力学性质,经综合加权后的平均值如下:天然容重 2.16t/m3比重 2.46t/m3内摩擦角32.17°凝聚力 2.40Mpa2、边坡稳定性分析对露天边坡的稳定性的定性分析:采场南帮、西帮、东帮为稳定性边帮。
由于北帮是顺层边坡,相对于其它边帮而言,为稳定性较薄弱边帮;3、最终边坡角的确定根据煤矿的岩石物理力学指标,矿山最终边坡角确定见表6—2—2。
表6—2—2 最终边坡角4、边帮稳定性验算凯源煤矿采场各帮的稳定性,经过验算,各帮的稳定系数都在1.3以上。
可行性研究报告所依据的工程地质资料较少,建议在生产中补充工程地质勘探,有针对性的查明各个帮的工程地质情况。
用ANSYS分析边坡稳定性提纲:第一章:绪论1.1 研究背景及意义1.2 国内外研究现状及进展1.3 研究内容和目的1.4 论文结构安排第二章:边坡稳定性分析方法及原理2.1 边坡稳定性分析方法概述2.2 常用边坡稳定分析软件简介2.3 复杂地形边坡分析方法2.4 常用岩土参数测定方法第三章:基岩边坡稳定性分析3.1 基岩边坡的稳定性分析3.2 基岩边坡的模型建立3.3 基岩边坡的计算第四章:典型边坡案例分析4.1 案例选取理由及数据来源4.2 案例基本情况介绍4.3 数值计算结果分析4.4 结果分析和比较第五章:结论与展望5.1 研究结论5.2 研究不足和未来研究方向5.3 工程实践中的应用5.4 论文总结与展望以上是一篇用ANSYS分析边坡稳定性的论文提纲,涵盖了绪论、边坡稳定性分析方法及原理、基岩边坡稳定性分析、典型边坡案例分析和结论与展望五个章节。
其中,绪论阐述了研究的背景、意义以及研究目的和内容,为后续的分析工作打下基础。
在边坡稳定性分析方法及原理章节中,详细介绍常用的边坡稳定分析方法和软件,以及复杂地形边坡分析方法和岩土参数测定方法。
第三章以基岩边坡为例,介绍了基岩边坡的稳定性分析及其模型建立和计算。
第四章选取典型边坡案例进行分析,对比结果,进一步验证本文方法的可行性。
最后,结论与展望章节总结了本文研究的结论和展望未来的研究方向,为工程实践提供参考。
第一章:绪论1.1 研究背景及意义在建设工程和地质灾害监测过程中,边坡是一种常见的岩土工程地质体。
针对边坡的稳定性分析,可以提前发现潜在的危险,掌握岩土地质构造,确定合适的工程措施和预防措施,有效保障人民生命和财产的安全,减少工程投入,推进工程建设。
因此,研究边坡的稳定性,对岩土工程领域的实践具有十分重要的实际意义。
1.2 国内外研究现状及进展近年来,岩土工程领域的研究在发展,已经出现了多种边坡稳定性分析方法。
数据智能算法在数据分析和识别矿井边坡稳定性方面得到了广泛应用,例如神经网络,支持向量机,粒子群优化算法。
边坡稳定性分析范文首先,确定边坡的几何形状、岩土物理力学参数和边坡下方地层情况非常重要。
边坡的几何形状和大小直接影响到边坡的稳定性,岩土物理力学参数是进行力学分析的基础,而边坡下方地层情况则对边坡的稳定性有重要影响。
其次,建立边坡的力学模型是进行边坡稳定性分析的关键步骤。
力学模型可以是二维平面模型,也可以是三维空间模型,其选择应根据实际情况和分析目的来确定。
一般来说,二维平面模型适用于较简单的边坡,而三维空间模型适用于较复杂的边坡。
然后,确定荷载条件和边界条件是进行稳定性分析的基础。
荷载条件包括自重、附加荷载(如雨水、地下水等)和地震作用等,边界条件包括边坡上部和下部的约束情况。
荷载条件和边界条件的合理确定对于分析结果的准确性和可靠性非常重要。
稳定性分析是边坡稳定性分析的核心内容,也是最关键的步骤之一、常用的稳定性分析方法包括平衡法、极限平衡法、有限元法等。
平衡法是最简单也是最基本的稳定性分析方法,它假设边坡在稳定状态下满足力学平衡条件,通过比较剪切抗力和剪切力矩之间的关系来评估边坡的稳定性。
极限平衡法是在平衡法的基础上引入潜在滑移面,通过比较潜在滑移面上的剪切抗力和剪切力矩之间的关系来评估边坡的稳定性。
有限元法是一种数值分析方法,通过离散化边坡为有限个单元,并在每个单元内求解力学平衡方程来分析边坡的稳定性。
最后,根据分析结果确定相应的加固措施是边坡稳定性分析的最终目的。
根据边坡的具体情况和不同的加固要求,可以采取不同的加固措施,如加宽边坡、设置挡土墙、增加护坡等。
加固措施的选择应综合考虑边坡的稳定性和经济性。
总之,边坡稳定性分析是对地表或岩石边坡进行稳定性评估和分析的一项重要工作。
通过准确地评估和分析边坡的稳定性,我们能够确定边坡的安全系数,并采取相应的加固措施,以确保边坡的安全运行和保护环境的稳定。
1.露天边坡跟普通边坡的区别答:露天边坡动态性大,而普通边坡一旦建立一般不会发生变动;露天边坡一般比普通边坡要高;露天边坡会有爆破振动而普通边坡一般没有;露天边坡可能会发生并段,即两个边坡并为一个边坡。
第一章:边坡基础知识1.边坡的安全等级:三级,根据边坡的介质类型(岩土体类型)、高度、破坏后果2.边坡的分类:边坡的分类通常有以下几种:(1)按照边坡的成因:可分为天然边坡和人工边坡。
天然边坡是自然形成的山坡和江河湖海的岸坡。
(2)按照构成边坡坡体的岩土性质:可分为粘性土类边坡、碎石类边坡、黄土类边坡和岩石类边坡。
(3)按照边坡的稳定性程度:可分为稳定性边坡、基本稳定边坡、欠稳定边坡和不稳定边坡。
这种分类方法一般根据边坡的稳定性系数的大小进行划分,但无严格的规定。
(4)按照边坡的高度分类,边坡高度大于l5m称为高边坡,小于l5m称为一般边坡。
(5)根据边坡的断面形式:可分为直立式边坡、倾斜式边坡和台阶形边坡,根据这三种形式可构成复合形式的边坡。
(6)根据使用年限:分为临时性边坡和永久性边坡。
临时性边坡是指工作年限不超过两年的边坡;永久性边坡是指工作年限超过两年的边坡。
除了上述分类方法外,边坡还可以根据支护结构形式进行分类。
3.边坡的失稳类型:a.边坡的变形:一般指坡体只产生局部的位移和微破裂,岩块只出现微量的角度变化,没有显著的剪切位移或滚动,因而不致引起边坡整体失稳。
边坡变形的类型:松动(松弛张裂)、蠕动b.边坡的破坏:指坡体以一定的速度出现较大的位移,边坡岩体、土体产生整体滑动、滚动或转动。
崩塌、平动、转动、流滑。
c.滑坡:指边坡一部分岩土体以一定的加速度沿某一滑动面发生剪切滑动的现象。
按滑坡物质组成成分:堆积层滑坡、黄土滑坡、粘性土滑坡、岩层滑坡按滑动而通过各岩层的情况分:同类土滑坡、顺层滑坡、切层滑坡按滑动体厚度分:浅层、中层、深层滑坡6 20按引起滑坡的力学性质分:推移式、整体式、牵引式滑坡按成因:工程滑坡、自然滑坡按发生后的活动性:活动滑坡、死滑坡按滑体体积分:小型、中型、大型、巨型滑坡4.影响边坡稳定性的因素:内部因素:①岩石和土的性质:是决定边坡抗滑力的根本因素。
边坡稳定课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解边坡稳定性的基本概念,掌握影响边坡稳定的主要因素;2. 学生能够描述不同的边坡稳定性分析方法,并了解其适用条件;3. 学生能够运用所学知识,分析简单边坡工程的稳定性问题。
技能目标:1. 学生通过案例学习,培养解决实际工程问题的能力,能够设计简单的边坡加固方案;2. 学生能够运用数学和物理知识,进行边坡稳定性分析的计算;3. 学生通过小组讨论和报告,提升表达见解和团队协作的能力。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到边坡稳定性在工程建设和环境保护中的重要性,培养安全意识和环保责任感;2. 学生通过本课程的学习,激发对土木工程学科的兴趣,树立科学探究和创新精神;3. 学生在课程实践中学会尊重事实,培养严谨的科学态度和批判性思维。
课程性质分析:本课程为高中土木工程启蒙课程,旨在通过实际案例分析,让学生掌握边坡稳定性的基本知识,同时培养学生的工程思维。
学生特点分析:高中生具有较强的逻辑思维能力和抽象思维能力,对工程实践有较高的兴趣,但需通过具体案例来联系理论与实际。
教学要求:教学内容需紧密结合实际工程案例,注重知识的应用与实践,强调安全意识与工程伦理,鼓励学生主动探索和合作交流。
通过具体学习成果的分解,使学生在理解知识的基础上,能够应用于实际问题的分析和解决。
二、教学内容1. 边坡稳定基本概念:包括边坡的定义、稳定性分类及边坡失稳的常见形式;教材章节:第二章“岩土工程概述”第3节“边坡工程”。
2. 影响边坡稳定因素:气候、地质结构、岩土性质、水文地质条件等;教材章节:第三章“岩土工程力学性质”第1节“岩土体的力学性质”。
3. 边坡稳定性分析方法:极限平衡法、数值分析法、稳定性分析图解法等;教材章节:第四章“边坡稳定性分析”第1节“极限平衡法”。
4. 边坡加固技术:支挡结构、排水措施、锚固技术等;教材章节:第四章“边坡稳定性分析”第3节“边坡加固技术”。
第一章功能概述边坡失稳破坏是岩土工程中常遇到的工程问题之一。
造成的危害及治理费用均非常可观。
因此,客观的、正确的评估边坡稳定状况,是摆在工程技术人员面前的一道难题。
为满足工程技术人员的需要,编制了“理正边坡稳定分析”软件。
该软件具有下列功能:⑴本软件具有通用标准、堤防规范、碾压土石坝规范三种标准,以满足不同行业的要求;⑵本软件提供三种地层分布模式(匀质地层、倾斜地层、复杂地层),可满足各种地层条件的要求;⑶本软件可计算边坡的稳定安全系数、及剩余下滑力;⑷本软件提供多种方式计算边坡的稳定安全系数;⑸本软件提供的自动搜索最小稳定安全系数的方法,是理正技术人员研制、开发、应用到软件中,并取得良好的效果。
一般情况下,都可以得到最优解。
但是对于较复杂的地质条件,建议先指定区域搜索、分不同精度进行分析,逐步逼近最优解,这样才能既快、又准;⑹对于圆弧稳定计算,本软件提供三种方法:瑞典条分法、简化Bishop法、及Janbu 法。
集三种方法于一体,用户可以根据不同的要求采用不同的方法。
用户需要注意的是采用后两种方法计算时,有时不收敛,也是正常的。
需要用户调整相关的参数再计算或用第一种方法;⑺软件可同时考虑地震作用、外加荷载、及锚杆、锚索、土工布等对稳定的影响;⑻特别是针对水利行业做了大量工作,除按水利的堤防、碾压土石坝规范外,还参照了海堤等规范;提供按不同工况—施工期、稳定渗流期、水位降落期计算堤坝的稳定性(具有总应力法及有效应力法);详细的分析、考虑水的作用,包括堤坝内部的水(渗流水)及堤坝外部的水(静水压力)的作用;尤其方便的是可以将渗流软件分析的流场数据直接应用到稳定分析,使计算结果更逼近真实状况。
⑼具有图文并茂的交互界面、计算书。
并有及时的提示指导、帮助用户使用软件。
本软件可应用于水利行业、公路行业、铁路行业和其它行业在岩土工程建设中遇到的边坡(主要是土质边坡、岩石边坡可参考)稳定分析。
第二章快速操作指南2.1 操作流程图2.1-1 操作流程2.2快速操作指南2.2.1选择工作路径图2.2-1 指定工作路径注意:此处指定的工作路径是所有岩土模块的工作路径。
第三章露天矿合理帮坡角的确定第一节组成露天边坡岩石赋存情况(1)地层矿区及周边区域所见地层主要有:古生界的石炭系、二迭系,中生界的侏罗系、白垩系,新生界的第三系、第四系。
(2)构造矿区位于北山煤矿向斜东北角的边缘一带,区内的侏罗系地层呈向南倾的单斜构造,地层产状南倾,倾角3°~5°不等。
矿田内没有发现断层,构造属简单类型。
(3)煤层顶、底板岩性煤层底板为灰~灰白色中厚层状,块状构造粉砂质泥岩、细砂岩夹薄层泥质粉砂岩、泥岩。
煤层顶板为灰~灰白色、灰黄色泥岩、泥质粉砂岩、细砂岩、中厚层状、块状构造、质较坚硬、含铁锰质结核,含大量植物叶片化石及硅化木碎片,第二节岩石、结构面、岩石物理力学性质说明煤层顶、板岩性特征,结构面岩性发育情况,附表说明岩石物理力学性质。
表3-1 岩石物理力学实验成果第三节影响边坡稳定性因素采场边坡稳定1、计算指标的选取由于煤层顶板岩层软化系数小,虽然本地区大气降雨稀少、风沙大,但在冬季有一定的降雪,背阳边坡的积雪可以保留到来年的三月底,冰雪融化时也可形成积水,从而软化岩层、降低力学强度指标。
岩石物理力学性质指标见表6—2—1根据剥离岩层的岩性和物理力学性质,剥离物为第二类中硬一型,露天边坡为第二类半坚硬岩石类一型。
根据岩石物理力学性质,经综合加权后的平均值如下:天然容重 2.16t/m3比重 2.46t/m3内摩擦角32.17°凝聚力 2.40Mpa2、边坡稳定性分析对露天边坡的稳定性的定性分析:采场南帮、西帮、东帮为稳定性边帮。
由于北帮是顺层边坡,相对于其它边帮而言,为稳定性较薄弱边帮;3、最终边坡角的确定根据煤矿的岩石物理力学指标,矿山最终边坡角确定见表6—2—2。
表6—2—2 最终边坡角4、边帮稳定性验算凯源煤矿采场各帮的稳定性,经过验算,各帮的稳定系数都在1.3以上。
可行性研究报告所依据的工程地质资料较少,建议在生产中补充工程地质勘探,有针对性的查明各个帮的工程地质情况。