工程地质分析原理课程设计

1.5 区域地质构造
（1）断层：大西沟铁矿大地构造位于秦岭地槽北部的华力
西褶皱带上，属秦岭伟向构造带南亚带的北侧。本区总的 褶皱形态为一巨大的复向斜，即蔡玉窑一西庐山复向斜， 轴向东西，两翼基本对称，倾角300，北翼被九华山岩基吞 蚀；断裂发育程度中等，主要断裂为东西向的华力西褶皱 带南北两翼的深大断裂及风镇一山阳深大断裂。 （2）节理裂隙构造：区内岩层节理发育，尤其板岩节理密 集，岩石被切割破碎形成碎裂结构体，主要节理特征见表 1-2。
稳下滑。
5.1 结论
4.采用反演分析法求洞口滑坡带c、值，并用Exce1软件 编程实现计算功能。通过计算得到滑坡带Fs-c及Fs- 关 系曲线成果图，综合分析得到陕西大西沟铁矿洞口滑坡 带的c、 精确值。 5.在原有滑坡治理设计方案失败后，经过对滑坡的稳定 性分析，综合考虑各项设计指标，提出板锚组合挡墙、 预应力锚索相结合的滑坡体治理方案。并通过传递系数 法及相关设计计算给出了洞口滑坡体治理方案。 6.滑坡治理施工后，对滑坡治理支护结构进行检测，应 用胡克弹性定律计算支护结构锚杆、锚索的变形量，与 实测变形量进行比较，综合分析得到滑坡体治理满足设 计要求的结论。
1-2 节理裂隙特征表
产状 裂隙 分组 走向（°） 倾向 倾角（°） 裂隙 宽度 （cm） 裂面特征
第一组
330
NE
46~80
0.5~3
张裂隙，裂 面粗糙充填 物为粘土及 角砾 张裂隙，裂 面粗糙充填 物为土及角 砾 剪裂隙，裂 面光滑钙质 充填。
第二组
240
SW
74~85
0.5~5
第三组
120
NE
1.3 地层岩性
陕西大西沟铁矿第四系覆盖层主要 为坡积层(Qdl)及人工堆积层(Qml)等，局 部地区基岩出露，基岩为下石炭统千枚 岩、板岩等。其地层特征见1-1。
表1-1 地层特征表
系 地质年代 名称 人工堆积层 人工堆积层 第 四 系 全 新 统 代号 Q4ml Q4ml 岩性特征 层厚（m） 0.00~0.80 0.00~8.70
碎石:岩性基本同③层，中密一密实状态，该层厚度 变化较大，局部缺失。 基岩:主要为钙质千枚岩。次生钙质板岩，灰白色、 灰色及灰绿色，片状、块状结构，片理、层理、节理、 裂隙发育，易风化，风化物遇水粘性大，具膨胀性。 上部强风化，下部中等风化。
0.00~3.70
0.00~4.50
坡积层
Q4dl
坡积层 坡积层 下 石 炭 统
陕西大西沟铁矿滑坡体稳定 性分析及综合治理研究
前言
陕西大西沟铁矿位于陕西省柞水县秦岭南麓中段，地 形北高南低，山势陡峭，岭脊地势高缓，山坡陡倾，倾角 为30°~60°。脊谷相对高差约100~200m。拟建场地地处山 坡上，根据设计平面图，从上到下大致分为7个台阶。由于 人工开挖，引起拟建场地多处滑坡，多处建（构）筑物己 经建设到关键时期，谷底还有未搬迁走的当地居民十几户， 其中四户人家房子已经面临3#公路滑坡的直接威胁；洞口滑 坡直接影响到矿石的运输和破碎车间的安全。因此滑坡的 稳定性分析及治理成了场地建设中的重中之重。本文就此 滑坡的稳定性及治理进行研究，为大西沟铁矿建设中的滑 坡治理提供初步设计方案，为以后类似的工程建设提供相 关参考资料。
第一章 区域地质环境条件
1.1 气象、水文
1.2 地形地貌 1.3 地层岩性 1.4 水文地质条件 1.5 区域地质构造 1.6 人类活动
1.1 气象、水文条件
柞水县为中国西北东线内陆地区，兼有南北气候带的特 征，北部属暖温带，东南柞水县部属北亚热带，整个县域属 亚热带和温暖带两个气候的过渡地带，植被繁衍群落差异明 显。人常说，“高一丈不一样”。“六月太阳晒半边，即气 候影响植物带垂直和平行分布特点明显。全年日照1860.2小 时，最冷平均气温0.2℃，最热平均气温23.6℃。极端最高气 温37.1℃，最低零下13.9℃，无霜期209天，年降水量742mm， 最大降水量1225.9mm（83年)，最小降水量567.6mm（76 年），四季分明，温暖湿润，夏无酷暑，冬无严寒。 地表水主要来自雨季的降水及工程建设中排放的建设用 水。雨季及施工期间，地表水丰富。加之地表难以形成径流， 地表水下渗，增加了山坡土体的含水量，降低了土体的抗剪 强度，使得滑面上的抗滑力随之下降。
2-1 滑坡擦痕图
2.2 形成机制
1.通过地形地貌、地层及岩土工程特征、水文地质条件对陕 西大西沟铁矿滑坡进行分析;得出陕西大西沟铁矿滑坡由于 山体开挖牵引而形成，滑坡发生在岩土交界面上，滑坡后缘 产生的张拉裂缝随着地表水的入渗，致使滑带土的抗剪强度 降低，抗滑力减少，促使滑体向下位移。 2.分析了陕西大西沟铁矿滑坡特征；陕西大西沟铁矿滑坡属 于人工开挖诱发型及古滑坡复活的综合型滑坡。按岩土性质， 为堆积层土质滑坡；按滑动性质，为牵引式滑坡；按滑面特 征，为折线型滑坡。 3.通过分析陕西大西沟铁矿滑坡成因，总结了滑坡前期地质 勘察工作不足；建设中对滑坡重视不够；治理方案不合理； 地表水的排放及人为因素的影响是引起陕西大西沟铁矿滑坡 的主要因素。
5.2 建议
在陕西大西沟铁矿工程建设中，应把工程建设和人为活动 诱发的工程灾害相结合，注重工程建设带来的地质灾害，提前 预测工程灾害，及时处理，使铁矿建设与自然环境相协调。 在矿山工程建设中应注意；建设中尽量避免大量开挖土方 切割滑坡体；在大量开挖土方前，应对开挖可能带来的地质灾 害做出评估，提前对其进行预治理，减少对工程建设带来的危 害及大量的经济损失。同时在以后的矿山建设中建筑物尽可能 采取桩基础，避免对山体开挖造成地质灾害，同时桩基础嵌入 基岩还可以起到抗滑作用。 注重矿山建设滑坡的群防群治，滑坡治理完成后安装一些 简单的滑坡监测装置；加强职工对滑坡灾害的认识，避免人为 活动对自然环境的破坏。
1.2 地形地貌
陕西大西沟铁矿地处陕西省柞水县小岭镇大 西沟秦岭南麓剥蚀中山地，地势北高南低，山势 陡峭。海拔一般800~1300m，境内山顶高程一般 100~200m,主要为侵蚀构造中山地貌类型。除目 前已有旧房区较为平坦外，其余为斜坡、陡坎及 台阶地等，地形较为复杂。地形坡度一般 30°~35°，坡向20°~24°。斜坡上大多为耕种山 地，植被不发育，见零星核桃树及山栗子树。坡 脚为大西沟居民，沿路有较多民房分布。
第三章 陕西大西沟铁矿滑坡稳定性 分析评价
3.1 定性分析 3.2 定量分析
3.1 定性分析
定性评价方法主要是通过工程地质勘察，对影响 边坡稳定性的主要因素、可能的变形破坏方式及失稳
的力学机制等的分析，对已变形地质体的成因及其可
能的发展趋势的定性解释和说明。其优点是能综合考 虑影响边坡稳定性的多种因素，快速地对边坡的稳定 状况及发展趋势做出评价。定性分析方法主要有：工 程地质分析法、边坡稳定性分析数据库和专家系统法
的施工进度及坡脚多户居民的房屋安全。
2.通过地形地貌、地层及岩土工程特征、水文地质条件对陕西大西沟 铁矿滑坡进行分析;得出陕西大西沟铁矿滑坡由于山体开挖牵引而形成， 滑坡发生在岩土交界面上。主要为人工诱发性滑坡和古滑坡的复活。 3.采用传递系数法对洞口滑坡体进行评价，并Excel软件编程实现计算 功能。通过计算表明，陕西大西沟铁矿洞口滑坡现阶段稳定性差，随着 地表水的入渗及人为工程活动滑坡稳定性会降低，滑坡体随时可能会失
坡积层
Q4dl
耕土：褐黄色，主要由粉质粘土组成，含少量千枚岩角砾及 较多的植物根，稍湿，松散。 素填土：灰色，灰白色，主要由铁矿石和千枚岩组成，粒径 大小不一，最大30cm，一般4-6cm，松散;该层仅在坡角处见 到。 含角砾粉质粘土:黄褐色、褐色、杂色，主要由粉质粘土组成， 见氧化铁斑点;土质不均，含千枚岩、板岩角砾、碎块，含量 5~40%不等，粒径一般1~2cm,个别大于8cm;很湿一饱和，可 塑。该层厚度变化较大，局部缺失。 碎石:灰色，灰白色，主要含千枚岩、板岩角砾、碎块组成， 碎石含量一般60~80，粒径一般2~4cm,最大可达lm以上，粉 质粘土和角砾充填，很湿一饱和，稍密一中密。该层厚度变 化较大，局部缺失。 含角砾粉质粘土:岩性基本同②层，该层厚度较大，局部夹碎 石透镜体。
及图解法等。
3.2 定量分析
定量分析方法是通ห้องสมุดไป่ตู้力学原理对边坡进行稳定性分 析，严格地讲，边坡稳定性分析还远没有达到完全的定
量这一步，目前它只能算是一种半定量的分析方法。不
同的定量分析方法对应不同的力学模型，但其总体上又 可分为极限平衡分析方法和数值分析方法两种，其中极 限平衡分析方法在工程实践中使用最多，而数值分析方 法则更多地应用在对边坡应力应变特征及变形破坏机理
2.1 基本特征 2.2 形成机制
2.1 基本特征
陕西大西沟铁矿滑坡3#公路滑坡为一古滑坡，洞口 滑坡为一牵引式滑坡，由于修路、建房、耕作等，形成 多级阶坎台面。滑坡体在空间上总体呈半圆形，滑坡后 缘呈不规则陡壁。滑坡体物质组成为第四系残坡积、崩 坡积和人工堆积土体，成为主要为含角砾粉质粘土与碎 石、块石混合物。滑面主要沿堆积层与基岩界面发育， 纵向形态受基岩顶面形状控制，为折线状，滑面上普遍 具有一定厚度不等的滑带土，成分为粉质粘土或粘土， 富水呈软塑状态，具有较清晰的滑动擦痕。滑坡主要特 征擦痕祥见图2-1。
的分析评价。
第四章 陕西大西沟铁矿滑坡 防治措施
4.1 防治原则 4.2 防治措施
4.1 防治原则
滑坡防治贯彻“以防为主，防治结合”的原则；对滑 坡的整治，主要针对引起滑坡的主导因素进行，原则上 “一次根治，不留后患”；对性质复杂、规模巨大，不易 查清或工程建设进度不允许完全查清后再整治的滑坡，在 保证建设工程安全的前提下，全面规划，分期治理，使后 期工程获得必须的资料，同时，争取一定的建设时间，保 证整个工程的安全和效益；滑坡可能对建设工程产生危害 具有随机性时，先采用短期内发挥效力的应急工程措施， 后作永久工程；一般情况下，安排滑坡整治时间，以旱季 为宜。施工方法和施工组织以避免引发新滑坡为原则。
4.2 防治措施
介绍了目前滑坡治理方法，根据陕西大西沟铁
矿滑坡的特征及形成原因，综合各种指标体系，对
洞口滑坡体采用板锚组合挡墙、预应力锚索治理的 综合防治措施。并通过传递系数法及相关设计计算 得出了洞口滑坡体治理方案。
第五章 结论与建议
5.1 结论
本文通过对陕西大西沟铁矿滑坡进行调查研究分析，得出以下结论： 1.陕西大西沟铁矿滑坡是在场区时由于开挖山体造成的。滑坡产生后 没有引起足够的重视，治理方案也存在问题，致使滑坡严重影响到场区
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0.5
1.6 人类活动
陕西大西沟铁矿滑坡属于人工开挖诱发型及古滑坡复 活的综合型滑坡。
人为因素在滑坡产生后并没有因此停止，尤其是3#公
路滑坡，大量运输滑坡体的坡脚堆积土，使得滑坡下滑的 速度逐渐增大，滑坡体后缘的张拉裂缝逐渐增大，地表水 的入渗加速了滑坡的下滑。
第二章 陕西大西沟铁矿滑坡 基本特 征与形成机制
Q4dl Q4dl
0.00~10.30
0.00~6.90
C1
最大揭露厚度6.60m
1.4 水文地质条件
根据西北有色勘测工程公司提供的《大西沟铁矿开采焙 烧场地岩土工程勘察报告书》（详勘阶段）场地地下水主要 分布在坡脚处，水位埋深6.35~8.04m；坡脚以上未见地下水。 根据实验室对地下水测试，地下水对混凝土结构及钢筋混凝 土结构均无腐蚀性。同时，下渗的地表水抬高了地下水位， 使得坡体中的水位差增加，地下水的渗流速度加大，地下水 渗流过程中水压力随之增大。上述因素都可导致土体滑动， 山坡体的开裂，形成滑体。坡体中的各种裂缝的存在反过来 又增加了地表水的下渗，促使坡体进一步位移。