鄭泓
摘要:滑坡是一種常見的地質(zhì)災(zāi)害類型,在滑坡發(fā)生時(shí),會(huì)直接威脅到當(dāng)?shù)厝藛T以及建筑安全,會(huì)造成重大經(jīng)濟(jì)和人員生命損失,因此,對(duì)滑坡的產(chǎn)生原因進(jìn)行研究,并且采取一定防治措施,對(duì)滑坡進(jìn)行治理,防止滑坡發(fā)生,來(lái)減少滑坡所產(chǎn)生的危害。
關(guān)鍵詞:滑坡地質(zhì)災(zāi)害;原因;防治治理
引言
通過(guò)工程地質(zhì)測(cè)繪、井探、室內(nèi)試驗(yàn)、穩(wěn)定性分析計(jì)算等工作,查明滑塌體的空間結(jié)構(gòu)、幾何特征、規(guī)模、工程地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件,分析可能出現(xiàn)變形破壞的基本模式,提供治理工程設(shè)計(jì)所需要的巖土體物理力學(xué)參數(shù),計(jì)算分析滑坡的穩(wěn)定性,并提出該滑坡的治理建議
1.關(guān)于滑坡地質(zhì)災(zāi)害的勘查工作
搜集區(qū)域地質(zhì)、水文、氣象、地震及人類工程活動(dòng)資料,綜合分析滑坡變形破壞的地質(zhì)背景和形成條件;查明滑坡區(qū)的地形、地貌、地層結(jié)構(gòu)及巖性特征,并提供各土層及滑塌體巖土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo);查明滑塌體的分布范圍、形態(tài)、類型、規(guī)模并分析坡體的空間結(jié)構(gòu);查明滑塌區(qū)工程地質(zhì)條件、地下水類型、入滲方式及范圍,查明地下水的腐蝕性,并提出防止地表水入滲的治理建議;查明滑動(dòng)面(帶)位置及物質(zhì)組成,測(cè)試滑動(dòng)面(帶)的巖土物理力學(xué)性質(zhì),為坡體定量分析提供計(jì)算參數(shù);綜合分析滑塌形成的條件、產(chǎn)生原因及運(yùn)動(dòng)特征,定性定量評(píng)價(jià)滑坡穩(wěn)定程度,預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì);在穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上,推薦經(jīng)濟(jì)合理技術(shù)可行的整治方案;為坡體治理工程設(shè)計(jì)提供所需地質(zhì)參數(shù)
2.對(duì)滑坡地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)方法
為了準(zhǔn)確評(píng)價(jià)該滑塌體的穩(wěn)定性,在對(duì)坡體及其周邊進(jìn)行調(diào)查、室內(nèi)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過(guò)數(shù)值分析方法進(jìn)行定性與定量評(píng)價(jià)。本次數(shù)值計(jì)算主要采用極限平衡法和有限單元強(qiáng)度折減法兩種方法進(jìn)行對(duì)比計(jì)算,以此得出較為準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)結(jié)果,為坡體的治理提供基礎(chǔ)依據(jù)。
(1)極限平衡法計(jì)算原理
極限平衡法中的傳統(tǒng)的方法——條分法(瑞典法,1916)是邊坡穩(wěn)定分析領(lǐng)域最早出現(xiàn)的方法,并以此為雛形,發(fā)展了許多的邊坡穩(wěn)定分析條分法,如:Bishop(1955)、Janbu(1954)、Morgenstern-Price(1965)、Spencer(1967)、Sarma(1979)等方法。其原理是將滑面或推測(cè)滑面上的滑體部分用豎直線劃分為若干個(gè)豎條塊,然后通過(guò)計(jì)算每一個(gè)條塊的下滑力和抗滑力,最終通過(guò)疊加的方式確定滑坡的穩(wěn)定系數(shù)。如果要求取最小穩(wěn)定系數(shù)就需要假設(shè)多個(gè)滑面,逐一進(jìn)行求解,這種機(jī)械重復(fù)的工作在今天的計(jì)算機(jī)時(shí)代已顯得極為簡(jiǎn)單,大量軟件已能代替人工進(jìn)行的最小穩(wěn)定系數(shù)的求取和最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的搜索。
(2)有限元強(qiáng)度折減法計(jì)算原理
有限元法在邊坡穩(wěn)定分析中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛,其理論體系較極限平衡法更為嚴(yán)格,其不僅滿足了力平衡方程,也引入了變形協(xié)調(diào)的本構(gòu)關(guān)系,如果選用合適的本構(gòu)關(guān)系,有限元法可較好地分析邊坡應(yīng)力、變形和穩(wěn)定性。經(jīng)實(shí)踐表明,采用基于Mohr-Coulomb準(zhǔn)則的彈塑性本構(gòu)模型,較符合巖土體材料的應(yīng)力應(yīng)變特性,相關(guān)原理則簡(jiǎn)述如下。
巖土體的彈塑性理論是將巖土體受力所產(chǎn)生的變形分為可恢復(fù)的彈性變形與不可恢復(fù)的塑性變形兩部分,并以彈性虎克定律計(jì)算彈性變形的部分,而用塑性理論來(lái)進(jìn)行塑性變形的計(jì)算。而巖土體是否處于塑性變形狀態(tài)(臨界破壞狀態(tài)),通常采用Mohr-Coulomb準(zhǔn)則來(lái)判定。
3.滑坡防治措施應(yīng)用
通常對(duì)滑坡或不穩(wěn)定邊坡采用“避、排、減、擋、固、植”六種措施將滑坡或不穩(wěn)定邊坡的危害性降至最低,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查和計(jì)算分析結(jié)果,結(jié)合場(chǎng)地條件,滑坡防治措施建議以工程治理為主,現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)為輔,力求做到經(jīng)濟(jì)適用。下面對(duì)每一種治理措施逐一進(jìn)行分析論證,并從中選取最優(yōu)措施。
(1)避讓
受該坡體威脅的影響對(duì)象是人的話,可以進(jìn)行搬遷避讓,但如果是建筑物,則不采用搬遷避讓。
(2)排水
排水措施是邊坡治理中常用的措施,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察成果,如果場(chǎng)地內(nèi)地下水埋藏較深,主要是降雨形成地表徑流造成水土流失,并且雨水下滲使土體抗剪強(qiáng)度降低,增加土體重度,增大孔隙水壓力,降低有效應(yīng)力作用,造成坡體失穩(wěn)。故可采用地表排水措施作為輔助工程。
(3)削坡減載
首先要從剖面圖看到目前坡體的形狀,其坡體處于欠穩(wěn)定狀態(tài)故應(yīng)對(duì)坡體局部進(jìn)行削坡,降低下滑作用,提高坡體穩(wěn)定性。
(4)支擋
目前常用于土質(zhì)邊坡的支擋結(jié)構(gòu)包括抗滑樁和擋土墻。
①抗滑樁
根據(jù)滑塌區(qū)地形條件,抗滑樁宜設(shè)置在坡體后緣,因?yàn)槠麦w后緣高陡其荷載較大。
②擋土墻
擋土墻用于剩余下滑力不大的坡體,且其支擋高度有限,故可用于坡體前緣支擋。
(5)土體加固
目前常用焙燒法、電滲排水法、水泥灌漿法、化學(xué)灌漿等物理化學(xué)方法整治滑坡,但這些方法工程實(shí)踐較少,技術(shù)難度大,施工質(zhì)量難以保證,因此不建議采用。
(6)生物工程
如果區(qū)內(nèi)年降雨量較小,土壤貧瘠,水土流失嚴(yán)重,自然條件下植被稀少,難以采用有效的生物工程措施,但對(duì)坡體進(jìn)行植草,可以一定程度降低雨水的沖刷和入滲,有利于邊坡穩(wěn)定。
通過(guò)對(duì)6種治理措施的分析,建議對(duì)不同坡體根據(jù)其特點(diǎn),采用多種措施相結(jié)合的方法進(jìn)行治理。
結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)相關(guān)資料的收集,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,查清了勘察區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件、工程建設(shè)情況、斜坡的形成機(jī)理,并通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值計(jì)算定量得出各剖面的穩(wěn)定系數(shù),在此基礎(chǔ)上,預(yù)測(cè)邊坡的發(fā)展趨勢(shì),最后通過(guò)方案比選的方式,對(duì)區(qū)內(nèi)邊坡的治理措施提出建議,為治理設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)資料。
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