范育雷
(中鐵十九局集團第三工程有限公司,遼寧沈陽 110136)
隨著人類的第四次工業(yè)革命的不斷發(fā)展,各種新型技術被應用于工程實踐中,近年來,無人機技術開始逐漸在滑坡穩(wěn)定性分析領域得到應用[1]。儲昭飛等[2]使用對某滑坡的穩(wěn)定性采用傳統(tǒng)方法進行了計算、分析。張江偉等[3]對某滑坡進行了現場調查,詳細分析了該滑坡的成因機制。連繼峰等[4]以垮梁子滑坡為例,繪制了點位等勢圖,綜合分析了場地的地下水走向。
對云南省某滑坡,采用無人機技術進行了現場的測繪調查,建模后進行了分析計算,這種方法具有快速、合理的優(yōu)點,對同類工程具有較好的示范意義。
K033+600 滑坡區(qū)位于云南省麗江市大樹寨村。場地內交通較便利。場地的年平均降雨量可以達到750~850 mm。
滑坡區(qū)位于滇西地區(qū),地勢北低南高,地表河谷侵蝕切割較強烈。地形坡度范圍在8°~24°,為“圈椅狀”地貌,場地的覆蓋層土體以殘積、殘坡積及滑坡堆積粉質黏土為主。
根據地面地質調查與測繪,滑坡邊界明顯,如圖1-圖4 所示。滑坡后緣以高1.5 m,寬0.3 m 的擋土墻為界;右緣以狹長的排水溝延伸到前緣為界;左緣以擋墻與階地的分界為界,此處上下裂縫高差0.3 m,以地表開裂、沉降并伴有裂縫壁擦痕為主要特征;滑坡體前緣以水流沖刷形成的弧形沖溝為界。
圖1 滑坡左緣
圖2 滑坡右緣
圖3 滑坡后緣
圖4 滑坡前緣
場地下部土體為硬塑—堅硬狀粉質黏土,上部為軟塑—可塑狀粉質黏土,上部巖土體整體性較差,為易滑地層,下部巖土體相對較穩(wěn)定,不具備滑動變形的地形、地質條件。上軟下硬的斜坡結構特征是滑坡變形的物質基礎,地形地貌上,場地為圈椅狀,這樣的地形條件有利于坡面流、大氣降雨匯集,因此在降雨與物質條件兩種不利組合情況下,容易失穩(wěn),形成滑坡。
結合無人機測繪成果建立的數值模型,進行數值計算,數值模型如圖5 所示。巖土力學指標取值見表1。
考慮到該滑坡所處區(qū)域雨量充沛,需要考慮降雨作用。主要設置天然工況和暴雨工況兩種?;路€(wěn)定性判別標準見表2。
采用極限平衡的基本理論和方法,計算天然工況下滑坡穩(wěn)定性,得到的計算結果如圖6、圖7 所示。天然工況下,滑坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。暴雨工況下,滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。與現場調查情況基本一致,說明采用無人機建模分析是基本合理的。
圖5 數值計算模型
表1 巖土體主要物理力學指標建議值
表2 穩(wěn)定性判別標準
圖6 天然工況穩(wěn)定性計算結果
圖7 暴雨工況穩(wěn)定性計算結果
通過該研究,得出了以下2 點成果:
(1)采用無人機對滑坡區(qū)進行測繪,可以快速建立數字地表模型與數字高程模型,可以為后期數值模型的建立提供基礎。
(2)研究區(qū)滑坡上覆堆積體結構松散,可為降水匯流提供集合空間,不利于滑坡穩(wěn)定性。數值模型計算結果發(fā)現,天然狀態(tài)下,滑坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài),降雨作用下處于欠穩(wěn)定狀態(tài),分析成果與現場調查成果基本一致,說明這種方法是可靠的、合理的。