邊坡工程支護設計的案例
[重點]巖石邊坡工程課程---邊坡工程分析與設計(C4)
1 引言
對于任何工程學科來說, 分析和設計是一個互逆的過程, 使用的基本原理和步驟相同. 但露天采礦邊坡與土木工程邊坡的不同之處在于采礦工程的邊坡是動態的, 在采礦運行過程中需要根據實際狀況調整邊坡角和臺階高度, 例如針對礦區內不同的巖體結構設計不同的邊坡角,或者把原設計的多個臺階合并成一個臺階等等, 因此分析和設計幾乎是同步進行的. 這個筆記簡要總結了C4的核心內容, 著重描述邊坡工程分析普遍的步驟和方法, 不涉及太多技術細節, 通過這節課, 能夠讓學生在頭腦中形成一個"big picture".
2 邊坡穩定性分析步驟
簡言之, 邊坡穩定性分析的基本步驟簡述如下:
(1) 盡最大可能獲得項目信息, 例如圖紙, 載荷, 高程等;
(2) 室內文獻回顧, 查看鄰近場地是否做過類似的工程, 包括研究鄰近場地的巖土工程勘察報告以及地圖(Google Earth)和照片解釋[航空照片解釋].
(3) 現場考察, 巖土工程術語稱為踏勘, 如果情況允許,最好與甲方人員一起踏勘,有問題能夠及時讓甲方知道和解決. 查看現場地貌, 查看鉆機進入場地的可能性, 地下管線,空中線路,人工回填等, 填寫踏勘檢查表(Field Visit Checklist). 如果有無人機可以拍些全局照片為將來分析使用.
(4) 結合現場考察情況和項目預算制定現場勘察計劃和實驗室試驗計劃, 如果在有限的資金情況下無法取樣和試驗, 那只能充分發揮巖土工程師的技術才能, 對場地進行詳細的工程地質調查, 然后利用受教育的猜想(Educated Guess)和工程判斷力[Terzaghi和Peck的科學哲學思想]獲得巖體物理力學參數和對邊坡是否穩定整體的把握. 對于有經驗的巖土工程師, 在大多數情況下不需要分析計算就能粗略地判斷出一個邊坡是否穩定.
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八種常見基坑支護、五種生態邊坡支護結構形式，熟記！
邊坡
支護
五種常見生態邊坡形式及特點
傳統的邊坡工程加固措施，大多采用砌石及噴混泥土等灰色工程，破壞了生態環境的和諧。隨著人們環境意識及經濟實力的增強，生態護坡技術逐漸應用到工程建設中。
生態護坡根據邊坡土質條件可分為土質生態邊坡防護和巖質邊坡生態防護。巖質邊坡生態防護的關鍵是建立創造植被生長的有利條件。
生態護坡必須考慮邊坡的穩定性和安全性，植被的選擇要與周圍大環境相協調一致，并考慮植物的生態性、形態性、地域性。原則上是適合當地氣候條件、土壤條件的植被，且抗逆性強、生長迅速、自繁能力強、適應粗放管理，日后管理簡單。
01
人工種草邊坡
人工種草護坡，是通過人工在邊坡坡面簡單播撒草種的一種傳統邊坡植物防護措施。多用于邊坡高度不高、坡度較緩且適宜草類生長的土質路塹和路堤邊坡防護工程。
特點：施工簡單、造價低兼等。
缺點：由于草籽播撒不均勻，草籽易被雨水沖走，種草成活率低等原因，往往達不到滿意的邊坡防護效果，而造成坡面沖溝，表土流失等邊坡病害，導致大量的邊坡病害整治、修復工程，使得該技術近年應用較少。
小記：該方法局限性很大，缺點也很明顯，可以考慮椰網（或椰毯）鋪設法替代，即生態，施工也方便。
展開 擋土墻邊坡支護效果的有限元數值模擬 ￥59
重力式擋土墻是中小型邊坡支護的首選方案。做重力式擋土墻設計時，一般要進行抗滑、抗傾覆和地基承載力驗算。其中非常重要的一點是求解作用在擋土墻上的土壓力。計算土壓力的理論很多，經典的有朗肯土壓力理論，庫倫土壓力理論，它們各自有不同的理論假設（此處不再贅述）。由于多方面的理論假設，使得計算的土壓力以及破壞面與實際情況存在一定的偏差。為此，新君采用有限元來計算擋墻的支護效果。
邊坡及擋墻設計剖面如圖1，擋墻高6米。通過強度折減計算，擋墻加固后的邊坡穩定性大概在1.08（本次計算坡頂荷載做了一定的放大，實際沒有這么大）。圖2/3/4分別為經強度折減后處于極限狀態時，邊坡的位移、水平應力和塑性應變。破壞面基本是從墻踵到荷載右下角連成的平面。在墻趾處也發生了較大變形，墻地面有發生滑移的跡象。另外，在墻背頂部一定深度范圍內，形成拉張裂縫，這與朗肯粘性土壓力理論比較吻合。此外，從水平應力來看，墻背最大應力基本集中在距離擋墻底部三分之一擋墻高度處，這也跟朗肯和庫倫土壓力理論較為一致?？傮w來看，在圖1這種情況下，該擋墻方案似乎存在安全隱患。
下期爭取綜合對比一下朗肯、庫倫土壓力理論計算結果，理正擋土墻驗算結果，有限元擋墻模擬結果，看看平常工程設計中常用的理論或工具，是否存在較大偏差，哪種驗算方法更科學合理、貼近實際。
圖1 擋土墻邊坡支護方案
圖2 強度折減后的位移云圖
圖3 強度折減后的水平應力
圖4 強度折減后的塑性應變
圖5 坡肩水平位移隨折減系數變化
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土釘支護的邊坡穩定性(Stability of Slope Reinforced with Soil Nails)
1 引言
土釘支護(Soil Nail Support)是基坑邊坡工程中經常使用的一種支護型式，所有流行的基于極限平衡方法的軟件都有土釘分析功能，例如SLIDE, Slope/W, Plaxis LE(這三個軟件分別出自加拿大的三家巖土軟件公司)，一些專用的土釘設計軟件除了使用通用的極限平衡原理計算外，也嵌入了某些規范中的設計和分析方法，例如SnailPlus包含了AASHTO和EC7規定的載荷聯合，FHWA設計標準，LRFD WSDOT(2019)設計規程; Geo5 Nailed Slope包含了EN 1997-1和 LRFD標準等。這個筆記討論了HYRCAN和SLIDE土釘分析的過程和注意事項。
2 問題陳述
這個基坑邊坡由均質的土層組成，如下圖所示。土的粘結力35kPa, 內摩擦角0°，重度18.9kM/m^3。基坑垂直開挖深度為6.1m，如果不進行支護，計算的安全系數大約在1左右，即邊坡處于臨界狀態，因此需要支護。設計使用三層土釘，每根土釘的長度為4.9m，向下傾斜15°打入土層中，錨桿的平面間距和縱向間距均為1.5m，類似于上圖所示的正方形布置。
3 HYRCAN計算
根據問題陳述建立模型的幾何形狀，輸入土的參數，接下來要增加三層土釘。使用"屬性(Properties)->定義支護(Define Support)"菜單打開支護屬性對話框。目前程序有5種支護方式可以選擇，在本例中，支護類型選擇土釘(Soil Nail)，輸入下圖所示的參數。
(1) 平面外間距(out-of-plane spacing)。在二維極限平衡方法中，通常使用平面外間距考慮土釘布置的空間影響，這是一種近似的三維考慮。(2) 土釘的抗拉能力(Tensile Capacity)表示單個土釘最大承受抗拉的能力。
展開 求一個flac 3d 6.0版本雙排樁支護邊坡的案例
謝謝
抗滑樁支護邊坡的穩定性分析(Stability of Pile/Micro Pile Reinforced Slope)
1 引言
在地基工程中，樁的主要功能是承受垂直載荷，次要功能是承受水平載荷(水平載荷作用下樁的受力和變形分析方法)，最常見的情形是排樁，即在基坑開挖之前先在周邊打樁，用來阻擋基坑開挖后的水平土壓力。偶然地，樁也用于邊坡支護中，即所謂的抗滑樁。這個筆記簡要討論了使用HYRCAN進行抗滑樁支護邊坡的穩定性分析。
2 問題陳述
該邊坡的地層如下圖所示，擬使用兩根抗滑樁支護邊坡。地層劃分為5層，由三種材料組成。
材料的物理力學參數如下所示。
3 分析步驟
(1) 在《免費邊坡穩定分析軟件HYRCAN最新版本Version 1.75.2》中提到，現在我們可以直接導入SLIDE產生的dxf文件，因此首先在SLIDE建立模型的幾何形狀，包括外部邊界，材料邊界和支護，然后在HYRCAN中導入SLIDE輸出的dxf文件，如下圖所示。
在導入過程中同時產生腳本語言，其中三個主要的參數是extboundary，matboundary，addsupport。
(2) 把上述步驟產生的hjs文件內容拷貝到我們已經制作好的分析模板中，另存為一個文件，作為新的導入文件。
(3) 導入該腳本文件，然后定義材料(definemat)包括地層和支護，指定屬性(assignsoilmat)，這些步驟與之前的例子仙童，在此不再贅述。
(4) 可以直接計算，也可以導出腳本，進行微調后再作計算。
計算結果如下:
Min. FOS for Bishop Simplified Method: 1.346
Min. FOS for GLE/M-P Method: 1.315
Min. FOS for Janbu Simplified Method: 1.214
Min.
展開 巖石邊坡工程課程---邊坡破壞的原因(C3)
Practical Rock Mechanics. 371p.
6 邊坡角的選擇
本節課的最后,討論了露天礦邊坡角的選擇. 在露天采礦工程中，邊坡角的選擇不僅影響著邊坡穩定性，而且直接影響著礦業公司的經濟效益。小的邊坡角度雖然維持了邊坡穩定，但由此引起的剝采量會產生巨大的費用，因此采礦工程師必須在安全與經濟之間取得平衡。
露天采礦臺階設計(Bench Design)方法
露天采礦臺階穩定性分析方法(Bench Scale Stability Analysis)
露天開采的邊坡角(Slope Angle)
7 邊坡破壞原因數據集
基于C3的課程內容, 產生出一個新的數據集---邊坡破壞原因(Causes of slope failure)用于機器學習.
展開 鄭剛：基坑工程綠色無支撐支護與建造技術
|讀者群|知識星球“巖土學院”|
突破傳統基坑技術瓶頸，實現基坑支護技術升級
基坑工程綠色無支撐支拘與建造技術
鄭剛
天津大學建筑工程學院
濱海土木工程結構與安全教育部重點實驗室
天津市地下工程建造與安全技術工程中心
1967年出生。博士，教授，博士生導師?，F任地下工程研究所所長。1995年7月任講師，1998年11月破格晉升副教授， 2002年6月破格晉升教授。1999年3月聘為結構工程方向碩士導師，2002年10月評為巖土工程方向博士生指導教師。獲省部級科技進步獎二等獎一次，三等獎五次。
展開 巖石邊坡工程課程---工程巖體分類[Engineering Rock Mass Classification](C5)
1 引言
工程巖體分類[Engineering Rock Mass Classification]本質上是一種經驗設計方法, 盡管最近10年研究者們試圖開發新的分析技術和建模工具(例如合成巖體SRM), 以取代使用經驗性的工程巖體分類系統來評估斷裂巖體的力學特性, 解決在大型露天礦和地下塊體崩落法開采中遇到的巖石穩定性問題, 但迄今為止, 在實踐的巖石工程中, 仍然代替不了工程巖體分類系統. 這節課簡要總結了世界范圍內廣泛使用的工程巖體分類系統.
2 目的
在詳細討論各種工程巖體分類系統之前, 首先思考一下工程巖體分類的目的. 總的來說, 工程巖體分類為了達到以下目的:
(1) 為工程地質學家和工程師建立一個相互通訊的橋梁. 任何工程巖體分類系統都是建立在詳細的工程地質調查基礎之上的, 工程師的設計極大地依賴于工程地質學家提供的地質資料.
(2) 確定巖體穩定性最重要的影響因素. 在一個工程項目中, 不同區域的巖體性質表現各異, 通過工程巖體分類, 可以確定出影響巖體穩定性的關鍵因素.
(3) 把巖體劃分為相似的組, 工程師針對不同的組進行設計.
(4) 工程類比. 工程巖體分類的一個直接目的是進行工程類比, 巖體分類提供了一種可以客觀評價的甚至可以借鑒的通用標準.
(5) 使用工程巖體分類進行經驗設計, 決定頂板的自穩時間以及決定是否需要支護.
(6) 為工程設計和數值分析推導定量的巖體參數, 例如巖體強度和變形模量, 我們將在C6的課程中詳細介紹.
3 發展歷史
工程巖體分類最早是由Terzaghi提出，他于 1946 年在隧道鋼結構的支護設計時 , 最早提出了巖石載荷分類系統 (rock load classification system).
展開 GeoStudio工程應用實例之86 基坑開挖與支護分析
GeoStudio工程應用實例之86 基坑開挖與支護分析（中仿視頻操作和中文PPT說明文件）
資料來源：
中仿科技
文件大?。?30MB
文件語言：
簡體中文
推薦級別：
下載次數：
總: 56 今日: 1 本周: 12 本月: 14
本算例為SIGMA/W模塊的介紹算例。
分析算例是為了向初次使用者展示如何用GeoStudio軟件來進行基坑分布開挖
與支護問題的模擬。
算例示意圖如下所示。
點擊下載：本地下載
http://www.cntech.com.cn/down/h000/h03/1247722536d3743.html
展開 
【STKO/OpenSEES】STKO在邊坡工程中的應用
通過對邊坡的尺寸和坡形、邊坡的地質結構、所處的地質環境、形成的地質歷史、變形破壞形跡，以及影響其穩定性的各種因素的研究，判斷邊坡演變階段和穩定狀況。
②極限平衡分析法。把可能滑動的巖、土體假定為剛體，通過分析可能滑動面，并把滑動面上的應力簡化為均勻分布，進而計算出邊坡的穩定性系數。
③數值分析法。利用有限單元分析法，先計算出邊坡位移場和應力場，然后利用巖、土體強度準則，計算出各單元與可能滑動面的穩定性系數。
④工程地質類比法。將所研究邊坡或擬設計的人工邊坡與已經研究過的或已有經驗的邊坡進行類比，以評價其穩定性，并提出合理的坡高和坡角。
在本文討論的模型中，我們使用 SSR 法對堤壩進行了邊坡穩定性分析。剪切強度折減（SSR）法用于計算邊坡在事故點或失穩點 的安全系數。安全系數（FOS）定義為保持整個表面平衡所需的土壤可用剪切強度之比。FOS 比率表明結構（本例中是邊坡）能承受多少載荷。在邊坡穩定性背景下，FOS 理想情況下是指不會導致邊坡（本例中是邊坡）中材料滑動的比率。FOS 不是路堤可靠性的衡量標準，而是邊坡穩定性分析中抵抗任何驅動力的相對指標。如果 FOS 等于 1，則結構或部件承受其能承受的精確應力，增加或承受更高的應力（或載荷）將導致結構失效。對于 FOS 值為 2 的情況，結構或部件可能將在兩倍的工作應力下失效。如果 FOS 小于 1，則表示結構不穩定。
展開 PPT~擋土墻與邊坡工程
PPT~擋土墻與邊坡工程
板樁墻等支護體系設計指南！
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巖石邊坡工程的數據挖掘(Data Mining)
非結構化的文獻快速聚合: Synthetic Rock Mass
公眾號文章的自我聚合: 巖橋(Rock Bridge/Step-Path)
畢業論文查重就是一個坑
巖石邊坡工程大數據系統設計
Data Mining---巖土工程的數據挖掘
