水工设计手册 第10卷 边坡工程与地质灾害防治PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

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第1章 岩质边坡3

1.1 岩质边坡分级与设计安全系数3

1.1.1 概述3

1.1.2 水电水利工程边坡分级与设计安全系数3

1.1.2.1 水电水利工程边坡的分级3

1.1.2.2 水电水利工程边坡的设计安全系数3

1.1.3 水利水电工程边坡设计安全系数4

1.1.3.1 水利水电工程边坡的级别4

1.1.3.2 水利水电工程边坡抗滑稳定安全系数标准5

1.2 岩质边坡分类及破坏特征5

1.2.1 水利水电工程边坡分类5

1.2.2 水利水电工程岩质边坡结构分类6

1.2.3 边坡变形破坏分类及特征6

1.3 岩质边坡上的作用及作用组合8

1.3.1 岩质边坡上的作用8

1.3.1.1 岩体的自重作用8

1.3.1.2 地下水作用8

1.3.1.3 加固力作用10

1.3.1.4 地震作用10

1.3.1.5 地应力作用11

1.3.1.6 爆破作用12

1.3.1.7 边坡上的其他作用12

1.3.2 岩质边坡设计作用组合12

1.3.2.1 边坡施工、运行与作用组合的关系12

1.3.2.2 设计作用组合13

1.4 岩体计算力学参数13

1.4.1 力学参数选取原则13

1.4.2 岩体变形破坏过程与力学参数选取的关系14

1.4.3 力学参数的反演15

1.4.4 基于霍克—布朗准则的岩体力学参数取值方法17

1.4.4.1 基于GSI法的广义霍克—布朗准则17

1.4.4.2 霍克—布朗准则中经验参数的确定17

1.4.4.3 霍克—布朗参数与莫尔—库仑参数的转换21

1.4.5 力学参数的经验取值方法22

1.4.6 边坡岩体分类（分级）与岩体力学参数23

1.5 岩质边坡稳定分析25

1.5.1 分析方法及判据概述25

1.5.1.1 边坡稳定性分析方法25

1.5.1.2 稳定性判据31

1.5.2 岩质边坡分析基本规定32

1.5.3 边坡岩体结构与失稳模式分析33

1.5.4 影响岩质边坡稳定性的因素分析33

1.5.4.1 内在因素33

1.5.4.2 外在因素34

1.5.5 边坡抗滑稳定分析35

1.5.5.1 岩质边坡常用的极限平衡法35

1.5.5.2 各种方法的比较及其适用范围39

1.5.6 边坡应力应变分析40

1.5.7 地质力学模型试验41

1.5.7.1 地质力学模型的设计原则41

1.5.7.2 地质力学模型的设计原理41

1.5.7.3 模拟技术42

1.5.7.4 量测技术42

1.5.8 边坡稳定可靠性分析42

1.5.8.1 概述42

1.5.8.2 可靠度的计算方法42

1.5.8.3 边坡工程可靠度分析评价标准的讨论45

1.6 岩质边坡设计46

1.6.1 设计内容46

1.6.1.1 岩质边坡设计内容46

1.6.1.2 岩质边坡治理技术46

1.6.2 设计基础资料46

1.6.3 岩质边坡设计原则46

1.6.4 边坡工程设计的基本规定47

1.6.5 岩质边坡治理47

1.6.5.1 岩质边坡治理措施47

1.6.5.2 岩质边坡治理措施选择47

1.6.6 开挖设计48

1.6.6.1 设计原则48

1.6.6.2 开挖坡型48

1.6.7 减载与反压55

1.6.7.1 基本原理55

1.6.7.2 减载与反压设计55

1.6.7.3 工程实例56

1.6.8 排水设计57

1.6.8.1 地表排水57

1.6.8.2 地下排水58

1.6.9 坡面保护和坡面表层加固58

1.6.9.1 坡面保护58

1.6.9.2 边坡浅表层加固59

1.6.9.3 常用坡面保护措施59

1.6.10 锚杆60

1.6.11 安全拦网、绿色、坡面交通设计61

1.6.11.1 安全拦网设计61

1.6.11.2 绿色设计62

1.6.11.3 坡面交通设计62

参考文献62

第2章 土质边坡67

2.1 土质边坡的分类和分级67

2.1.1 土质边坡分类67

2.1.1.1 水电工程土质边坡分类的目的和原则67

2.1.1.2 土质边坡的一般分类67

2.1.1.3 土质边坡的稳定性分类68

2.1.2 土质滑坡的类型68

2.1.2.1 土质边坡的破坏型式68

2.1.2.2 土质滑坡的类型69

2.1.2.3 土质边（滑）坡的工程地质分类71

2.1.3 土质滑坡的特征72

2.1.4 土质边坡的分级及稳定安全系数73

2.2 土质边坡的作用及其组合74

2.2.1 土体的自重作用74

2.2.2 地下水作用74

2.2.2.1 孔隙水压力74

2.2.2.2 渗透动水压力76

2.2.2.3 降雨形成的暂态水作用76

2.2.3 地震作用76

2.2.3.1 拟静力法76

2.2.3.2 动力分析法77

2.2.4 爆破振动作用78

2.2.5 工程作用力78

2.3 土质边坡稳定计算力学参数79

2.3.1 力学参数的取值79

2.3.1.1 物理力学参数的试验方法79

2.3.1.2 力学参数的取值82

2.3.2 边坡特征与力学参数的关系82

2.3.2.1 边坡地质条件与力学参数的关系82

2.3.2.2 边坡稳定状态与力学参数的关系82

2.3.3 边坡设计标准与力学参数的关系83

2.3.4 土质边坡滑面力学参数反演83

2.3.4.1 滑动破坏过程中的稳定状态83

2.3.4.2 反算滑面力学参数时滑坡稳定系数的选择83

2.3.5 可靠度分析方法确定力学参数84

2.3.5.1 贝叶斯概率法84

2.3.5.2 “3σ准则”的应用84

2.3.5.3 关于岩土强度标准值85

2.4 土质边坡稳定分析方法85

2.4.1 土质边坡极限平衡分析法85

2.4.1.1 土质边坡中常用极限平衡分析法85

2.4.1.2 土质边坡常用极限平衡法的比较及适用范围88

2.4.2 数值分析法91

2.4.2.1 有限元法（FEM）91

2.4.2.2 有限差分法（FDM）91

2.5 水库边坡塌岸与滑坡速度91

2.5.1 水库边坡塌岸型式91

2.5.1.1 水库边坡塌岸的一般型式91

2.5.1.2 几座水库的塌岸型式92

2.5.2 水库塌岸的预测方法94

2.5.2.1 水库塌岸的主要影响因素94

2.5.2.2 塌岸预测方法96

2.5.3 高速滑坡滑速计算100

2.5.3.1 高速滑坡形成机制100

2.5.3.2 高速滑坡滑速计算方法100

2.6 水库滑坡涌浪104

2.6.1 潘家铮方法105

2.6.1.1 单向水流中的滑坡涌浪分析105

2.6.1.2 水库涌浪高程的近似估算法105

2.6.2 中国水利水电科学研究院方法108

2.6.3 国外几种经验计算方法108

2.6.3.1 诺达（Noda.E）方法108

2.6.3.2 凯姆夫斯和包尔荣（Kamphis,J.W and Bowering，R.J）方法109

2.6.3.3 斯兰热兰与沃尔特（R.L. Slingerland and B.Volght）方法110

2.6.3.4 瑞士方法110

2.6.4 涌浪模型试验法111

2.6.4.1 某工程水库涌浪模型设计及其试验成果111

2.6.4.2 龙羊峡水库涌浪模型设计及试验成果112

2.7 土质边坡工程治理设计116

2.7.1 概述116

2.7.2 边坡坡率与坡型设计116

2.7.2.1 概述116

2.7.2.2 填方边坡116

2.7.2.3 挖方边坡117

2.7.3 边坡支挡结构选择118

2.7.3.1 概述118

2.7.3.2 土质边坡支护结构型式的选用118

2.7.4 边坡排水设计119

2.7.4.1 地表排水119

2.7.4.2 地下排水119

2.7.5 边坡坡面保护119

2.7.5.1 坡面保护119

2.7.5.2 边坡浅表层加固120

参考文献120

第3章 支挡结构123

3.1 挡土墙123

3.1.1 概述123

3.1.1.1 挡土墙的应用范围123

3.1.1.2 挡土墙的常见型式124

3.1.1.3 挡土墙设计的基本内容126

3.1.1.4 挡土墙设计的一般步骤126

3.1.1.5 挡土墙级别划分与设计标准126

3.1.2 作用在挡土墙上的荷载128

3.1.2.1 荷载的分类128

3.1.2.2 荷载组合128

3.1.2.3 荷载计算128

3.1.3 挡土墙的稳定验算140

3.1.3.1 抗滑稳定140

3.1.3.2 抗倾覆稳定141

3.1.3.3 基底应力验算141

3.1.4 挡土墙的结构设计141

3.1.4.1 重力式挡土墙141

3.1.4.2 半重力式挡土墙143

3.1.4.3 衡重式挡土墙143

3.1.4.4 悬臂式挡土墙144

3.1.4.5 扶壁式挡土墙145

3.1.4.6 空箱式（孔格式）挡土墙147

3.1.4.7 板桩式挡土墙149

3.1.4.8 加筋土挡土墙151

3.1.5 挡土墙的细部构造154

3.1.5.1 排水设施154

3.1.5.2 挡土墙背后填料的选择156

3.1.5.3 基础埋置深度156

3.1.5.4 混凝土和钢筋混凝土挡土墙的分缝和止水157

3.2 抗滑桩157

3.2.1 概述157

3.2.1.1 抗滑桩的类型、特点及适用条件157

3.2.1.2 抗滑桩设计的基本内容和一般要求158

3.2.1.3 抗滑桩设计的一般步骤160

3.2.2 抗滑桩设计荷载的确定160

3.2.2.1 滑坡推力的确定160

3.2.2.2 地基反力的确定161

3.2.2.3 荷载及其组合161

3.2.3 抗滑桩的设计162

3.2.3.1 抗滑桩的布设162

3.2.3.2 桩型的选择及其计算宽度162

3.2.3.3 桩的锚固深度及桩底支承条件162

3.2.3.4 抗滑桩的内力和变位计算163

3.2.3.5 桩的配筋计算和构造要求163

3.2.4 抗滑桩的计算方法164

3.2.4.1 概述164

3.2.4.2 地基系数法164

3.2.4.3 悬臂桩法174

3.2.4.4 有限元法176

3.3 预应力锚索176

3.3.1 概述176

3.3.1.1 预应力锚索设计的基本内容及步骤176

3.3.1.2 预应力锚索设计的一般步骤176

3.3.2 边坡预应力锚固设计177

3.3.2.1 锚固力的确定177

3.3.2.2 预应力锚索的布置178

3.3.3 预应力锚索的结构设计179

3.3.3.1 预应力锚索的结构型式179

3.3.3.2 锚索的选型183

3.3.3.3 内锚固段的设计188

3.3.3.4 外锚头的设计190

3.3.3.5 张拉力的控制与张拉程序的设计191

3.3.3.6 预应力锚索的细部构造194

3.3.4 预应力锚索的防腐设计195

3.3.4.1 锚索腐蚀的几种基本类型195

3.3.4.2 锚索防腐的基本方法195

3.3.5 预应力锚索的失效及预防196

3.3.6 预应力锚索的试验与监测197

3.3.6.1 锚索的试验197

3.3.6.2 预应力锚索的监测197

3.4 微型桩与锚固洞198

3.4.1 微型桩198

3.4.1.1 类型、特点及适用条件198

3.4.1.2 设计计算199

3.4.1.3 构造要求199

3.4.2 抗剪洞与锚固洞199

3.4.2.1 类型、特点及适用条件199

3.4.2.2 设计计算199

3.4.2.3 构造要求200

3.4.2.4 设计注意事项200

3.5 其他支挡结构201

3.5.1 土钉墙201

3.5.1.1 特点及适用条件201

3.5.1.2 土钉墙的基本构造202

3.5.1.3 土钉墙的设计202

3.5.2 锚杆（索）挡墙205

3.5.3 抗滑挡土墙207

3.5.3.1 抗滑挡土墙的特点207

3.5.3.2 抗滑挡土墙的型式208

3.5.3.3 设置要求208

3.5.3.4 抗滑挡墙设计注意事项209

3.5.4 格构锚固209

3.5.4.1 概述209

3.5.4.2 格构锚固的设计209

3.5.4.3 格构锚固的类型、特点及适用条件210

3.5.4.4 格构施工注意事项214

3.5.5 预应力锚索抗滑桩214

3.5.5.1 特点及适用条件214

3.5.5.2 设计计算215

3.5.6 柔性防护216

3.5.6.1 主动防护网216

3.5.6.2 被动防护系统217

3.5.6.3 三维植被网（防侵蚀网）218

参考文献220

第4章 边坡工程动态设计223

4.1 概述223

4.2 边坡工程动态设计方法224

4.2.1 动态设计思路与工作流程224

4.2.1.1 动态设计思路224

4.2.1.2 动态设计流程225

4.2.2 设计条件的复核226

4.2.2.1 工程条件226

4.2.2.2 荷载条件227

4.2.2.3 岩土力学参数227

4.2.3 边坡变形与稳定性复核228

4.2.4 风险分析与决策228

4.2.4.1 风险分析228

4.2.4.2 风险决策230

4.2.5 设计方案修改与补充设计231

4.3 施工地质勘察及反馈设计231

4.3.1 施工地质的内容与方法231

4.3.1.1 施工地质的内容231

4.3.1.2 施工地质方法232

4.3.2 施工地质资料的收集与分析234

4.3.2.1 资料收集内容234

4.3.2.2 边坡工程地质分析评价234

4.3.3 施工地质预报与反馈设计235

4.3.3.1 施工地质预报235

4.3.3.2 边坡稳定性评价预测方法236

4.3.3.3 地质信息反馈设计236

4.4 边坡工程监测及反馈设计237

4.4.1 边坡工程监测内容与方法237

4.4.1.1 监测项目与内容237

4.4.1.2 监测方法238

4.4.2 监测资料收集239

4.4.2.1 收集内容与途径239

4.4.2.2 边坡工程监测数据的采集239

4.4.2.3 现场巡视资料的收集239

4.4.2.4 边坡工程监测其他相关资料收集239

4.4.3 监测资料的整编分析239

4.4.3.1 监测资料整理分析基本要求239

4.4.3.2 监测资料整理分析的方法240

4.4.3.3 成果表示形式240

4.4.3.4 边坡稳定状态的评价241

4.4.3.5 典型监测资料分析成果的基本判识242

4.4.4 边坡监测反馈设计247

4.4.4.1 监测反馈设计概念247

4.4.4.2 监测反馈设计的基本内容247

4.4.4.3 监测反馈分析的方法和步骤248

4.4.4.4 边坡安全监控模型249

4.4.4.5 安全预报与预警252

4.5 边坡施工信息收集及反馈设计253

4.5.1 边坡施工信息收集的内容与方法253

4.5.2 边坡施工质量检测254

4.5.2.1 爆破振动检测254

4.5.2.2 岩体质量检测255

4.5.2.3 施工质量检测255

4.5.3 边坡施工信息反馈设计256

4.6 边坡工程动态设计实例257

4.6.1 三峡水利枢纽船闸边坡治理动态设计257

4.6.1.1 船闸边坡工程概况257

4.6.1.2 船闸高边坡工程地质条件258

4.6.1.3 船闸边坡动态设计方法259

4.6.1.4 施工期主要问题研究260

4.6.1.5 船闸边坡设计方案修改与优化260

4.6.2 龙滩水电站左岸进水口边坡治理动态设计263

4.6.2.1 进水口高边坡工程概况263

4.6.2.2 进水口边坡工程地质条件264

4.6.2.3 进水口高边坡动态设计方法266

4.6.2.4 进水口边坡设计方案修改与优化267

4.6.3 小湾水电站右岸坝前进水口正面岩质边坡治理动态设计268

4.6.3.1 边坡工程概况268

4.6.3.2 边坡施工期信息分析269

4.6.3.3 边坡治理措施的动态设计270

4.6.3.4 边坡动态设计实施效果分析270

4.6.4 小湾水电站左岸坝前饮水沟堆积体土质边坡治理动态设计272

4.6.4.1 边坡工程概况272

4.6.4.2 边坡地质条件273

4.6.4.3 边坡施工期信息分析274

4.6.4.4 边坡治理措施动态设计275

4.6.4.5 动态设计效果277

4.6.5 龙羊峡水电站虎山坡滑坡治理动态设计281

4.6.5.1 虎山坡滑坡工程概况281

4.6.5.2 虎山坡滑坡地质条件282

4.6.5.3 虎山坡滑坡治理设计概况282

4.6.5.4 虎山坡滑坡施工期信息分析284

4.6.5.5 虎山坡滑坡治理措施动态设计284

参考文献285

第5章 地质灾害防治289

5.1 概述289

5.1.1 地质灾害概念289

5.1.2 地质灾害分类289

5.1.3 水利水电工程中常见地质灾害289

5.1.4 地质灾害防治基本原则与要求290

5.1.4.1 基本原则290

5.1.4.2 一般程序和要求290

5.2 滑坡291

5.2.1 滑坡的基本特性291

5.2.1.1 滑坡及要素291

5.2.1.2 滑坡的活动性291

5.2.1.3 滑坡发育条件与诱发因素294

5.2.1.4 滑坡的野外简单识别标志297

5.2.2 滑坡分类与分级298

5.2.2.1 滑坡分类298

5.2.2.2 滑坡分级298

5.2.3 滑坡勘查302

5.2.3.1 滑坡地质条件复杂程度分级302

5.2.3.2 勘查范围和比例尺302

5.2.3.3 工程地质测绘与调查302

5.2.3.4 工程地质勘探303

5.2.3.5 取样、测试与试验304

5.2.4 滑坡稳定性分析与评价304

5.2.4.1 滑坡稳定性状态划分304

5.2.4.2 滑坡稳定性定性分析305

5.2.4.3 滑坡稳定性定量计算310

5.2.5 滑坡防治316

5.2.5.1 减载与反压316

5.2.5.2 排水321

5.2.5.3 抗滑桩324

5.2.5.4 预应力锚索324

5.2.5.5 格构锚固324

5.2.5.6 重力式抗滑挡土墙325

5.2.5.7 注浆加固325

5.2.5.8 植物防护325

5.2.6 滑坡监测预警325

5.2.6.1 监测内容325

5.2.6.2 监测频率326

5.2.6.3 监测方法326

5.2.6.4 监测点网布设326

5.2.6.5 监测数据采集与整理330

5.2.6.6 滑坡时间预报331

5.2.6.7 滑坡空间预报332

5.2.6.8 滑坡发生时间的预测预报333

5.2.6.9 滑坡预警预报判据335

5.2.6.10 滑坡综合预报338

5.3 崩塌343

5.3.1 崩塌的定义343

5.3.2 崩塌分类与分级343

5.3.2.1 崩塌分类343

5.3.2.2 崩塌危害等级343

5.3.2.3 崩塌体规模分级344

5.3.2.4 崩塌体地质复杂程度的划分344

5.3.3 崩塌地质测绘与调查344

5.3.3.1 崩塌地质测绘与调查的内容344

5.3.3.2 崩塌地质测绘与调查的方法与要求344

5.3.4 崩塌稳定性分析345

5.3.4.1 崩塌稳定性的定性分析345

5.3.4.2 崩塌危岩体稳定性的半定量快速评价345

5.3.4.3 崩塌危岩体稳定性定量计算345

5.3.4.4 崩塌稳定性分级评价指标345

5.3.5 滚石运动特征分析345

5.3.6 崩塌治理设计355

5.3.6.1 崩塌治理设计一般原则355

5.3.6.2 崩塌治理方法355

5.3.6.3 崩塌治理常用方法355

5.4 泥石流358

5.4.1 泥石流的定义358

5.4.2 泥石流沟识别358

5.4.3 泥石流分类和危害性分级359

5.4.3.1 泥石流分类359

5.4.3.2 泥石流暴发规模分级361

5.4.3.3 泥石流活动性及危害程度分级361

5.4.4 泥石流调查362

5.4.4.1 自然地理特征362

5.4.4.2 工程地质条件362

5.4.4.3 泥石流流体调查362

5.4.4.4 泥石流特征值的计算364

5.4.4.5 泥石流动力学参数的计算365

5.4.4.6 施工条件367

5.4.4.7 人为活动367

5.4.4.8 活动性、险情、灾情367

5.4.4.9 危害性368

5.4.5 泥石流活动性与危险性评估368

5.4.5.1 泥石流活动性评估368

5.4.5.2 泥石流活动的危险性评估370

5.4.6 泥石流治理工程勘查371

5.4.6.1 工程地质勘查371

5.4.6.2 水文勘查371

5.4.6.3 泥石流流体勘查371

5.4.6.4 勘探试验371

5.4.6.5 施工环境勘查372

5.4.6.6 监测372

5.4.7 泥石流防治372

5.4.7.1 泥石流拦砂坝工程372

5.4.7.2 泥石流排导槽工程379

5.4.7.3 渡槽工程384

5.4.7.4 明洞工程388

5.4.7.5 泥石流停淤场工程389

5.4.7.6 泥石流沟坡整治工程390

5.4.8 泥石流监测预警391

5.4.8.1 泥石流监测391

5.4.8.2 泥石流预报392

5.5 堰塞湖393

5.5.1 堰塞湖定义及形成原因393

5.5.1.1 堰塞湖定义393

5.5.1.2 堰塞湖成因及危害393

5.5.1.3 堰塞体的工程问题395

5.5.2 堰塞湖风险等级396

5.5.2.1 堰塞湖规模396

5.5.2.2 堰塞体危险分级396

5.5.2.3 堰塞体溃决损失判别396

5.5.2.4 堰塞湖风险等级396

5.5.3 堰塞湖应急处置洪水标准及安全标准397

5.5.3.1 应急处置洪水标准397

5.5.3.2 堰塞体应急处置安全标准397

5.5.4 堰塞湖处置基础资料及获取398

5.5.4.1 水文气象资料398

5.5.4.2 地形地貌资料398

5.5.4.3 地质资料398

5.5.4.4 其他资料399

5.5.5 堰塞湖溃坝分析399

5.5.5.1 堰塞体主要溃决型式399

5.5.5.2 堰塞体溃决过程399

5.5.5.3 溃坝洪水研究现状400

5.5.5.4 堰塞体溃坝洪水计算404

5.5.6 堰塞湖风险评价405

5.5.6.1 堰塞体危险性级别评价405

5.5.6.2 上、下游影响评估407

5.5.6.3 堰塞湖风险综合评价407

5.5.7 堰塞湖应急处置407

5.5.7.1 应急处置方案407

5.5.7.2 工程措施408

5.5.7.3 非工程措施409

5.5.8 堰塞湖后续处置410

5.5.8.1 初步评估410

5.5.8.2 综合评估411

5.5.8.3 后续处置411

5.5.9 监测与预测411

5.5.9.1 水文应急监测411

5.5.9.2 水情预测411

5.5.9.3 安全监测412

参考文献412