地质灾害边坡稳定性分析及治理研究

2019-02-11石绍

世界有色金属 2019年8期

石绍

（贵州省有色金属和核工业地质勘查局二总队，贵州六盘水 553000）

1 矿区工程概况

某矿区属于丘陵地貌，正在开展建设道路和高层建筑工作，需要对场地进行挖填平整，因此原有的地形地貌发生人为改变，原有的地质结构发生破坏，造成该区域形成一处人为边坡，留下了安全隐患，如果不进行有效的工程治理，不仅会出现局部滑坡的现象，而且还会造成该边坡失稳危石脱落，引发人为地质灾害，给人们生命、财产安全带来威胁。该矿区的原始坡度在15°～35°之间，最大坡高、坡顶高程和坡脚高程分别为60m、65m～135m、60m～75m。在人工不断开挖过程中，当前的地形已经变成陡坡[1]。该矿区地表水的主要来源是大气降水，集水区的地表片流沿坡面流失，并且在这一矿区的浅层是没有明显地下含水层的。大气降水对地下水位的影响比较大，因此地下水位会随着季节性变化而变化。在该矿区坡顶补给区汇水面积不是很大，所以不管是坡面还是坡脚都不存在地下水渗出的现象。

硅质砂岩和侏罗系泥质粉砂岩是该场地出露岩石的主要类型，土性以粉质粘土为主。

2 地质灾害边坡崩塌形成机理

通过对地质灾害边坡稳定影响因素开展分析，明确其主要因素有以下几种，一是强降雨，二是人为因素，三是岩体结构，四是边坡岩土体的物质构成。在明确的主要因素的基础上，能够为地质灾害边坡崩塌形成的机理分析提供依据，其具体分析如下：

第一，强降雨诱发。对强降雨诱发这一因素分析中，需要了解地质灾害工程区域的降水情况。通过对本矿区域降水量的调查与分析可知，5月到9月是该地区降雨集中的月份，其平均降水量在188毫米左右，并且5月到9月的降水量已经达到了全年的81.5%，可见该时期的降水量是极大的，因此经常暴雨成灾，5月到10月出现的暴雨几率比较高。相对而言，该地区是比较潮湿的，其潮湿系数高于1[2]。该地区最大降水量达到了2584.4毫米。从整体暴雨情况来看，暴雨对当地环境产生着重大影响，是诱发地质灾害的主要因素之一。主要是因为雨水量过大时，会通过地表渗入强风化岩、残积土层和坡积土层中。在这种情况下，土体的状态会发生改变，通常会处于一种暂时的饱和状态，同时还会促使土内粘聚力和摩擦角降低，难以确保边坡的稳定性。另外，大量雨水的渗透，土层的抗剪强度也会逐渐呈下降趋势。此外，水体渗透力也是在这一环节产生的，对坡体产生着直接影响，会使其下滑力增加，提高了滑坡问题出现的概率。

第二，人为因素。人工开挖对地质灾害边坡产生着重要影响，是坡体失衡最主要的因素之一。在人工开挖中，导致地形发生了较大变化，逐渐变成陡坎状。一旦雨水过大，渗透力增强时，会加大地表水浸入作用，留下了安全隐患，加之重力作用的影响，很容易发生崩塌事件。并且从当前人工开挖情况来看，由于开挖力度加大，所以地形陡坎的坡度很大，与垂直是比较接近的。因此，在雨水的影响下，岩土层会发生各种地质灾害，带来不良影响。实际上，坡度与地质灾害发生几率是息息相关的，其坡度越大，在雨季滑坡等问题出现的几率会提高，严重降低了地质灾害边坡的稳定性。

第三，边坡岩土体的物质构成。边坡岩土体与地质灾害边坡稳定性是息息相关的。例如，在本地质灾害治理工程中，其场地的岩土体主要由长石和石英构成。相对而言，这种物质比较容易风化和溶蚀，所以受外界环境影响是比较大的。同时，其边坡岩体的这种物质抗风能力不是很强，在强烈风的影响下，十分容易出现风化的现象。尤其是在风雨侵蚀下，边坡岩土体容易变软，会降低边坡的稳定性。强化风岩、坡积土层、全风化岩是构成崩塌的主要物质，这些物质在地下水与地表水共同影响下，饱水前后，不仅物理指标会发生较大变化，而且其力学指标也会转变，一般来说，在饱和之后，其力学参数会不断的减弱。

3 地质灾害边坡稳定性计算及参数

在开展地质灾害边坡稳定性计算过程中，要想提高计算的准确性，需要科学合理的选定物力力学参数。在本文中，主要是对相关勘查资料分析的基础上，选择了相应的试验参数。其中，强风化砂岩、全风化砂岩和中风化砂岩处于天然状态下的重度分别为18.7、18.5和15.1，处于饱和状态下的重度分别为19.4、19.1和25.4（单位：kN/m3）；处于天然状态下的内摩擦角分别20、20、32，处于饱和状态下的内摩擦角分别是18、18、30（单位：°）；处于天然状态下的粘聚力分别为45、30、750，处于饱和状态下的粘聚力分别为30、19、600（单位：kPa）。素填土重度天然状态下为17kN/m3，饱和状态下为18.20,kN/m3，内摩擦角天然和饱和状态下分别是14度和12度，粘聚力天然和饱和状态下的分布是9kPa和7kPa。中风化岩结构面内摩擦角天然与饱和状态下分别是27度和26度；粘聚力在天然和饱和状态下分别是24kPa和19kPa。

在确定好试验数据后，需要进行潜在滑移面的确定。在这一过程中，不仅需要做好现场调查工作，而且还需要对相关勘查资料进行充分考虑。与此同时，在地质灾害边坡崩塌机理分析方面，需要从多个角度出发。例如，可以以边坡基岩面埋藏情况为出发点，也可以从地质剖面所揭露的边坡岩体构成视角出发，以便确保在降雨情况下潜在滑移动面计算和分析的正确性。在本工程中，所计算安全系数为0.86，由于其小于1，所以可判定地质灾害边坡处于一种不稳定的状态，为了减少崩塌、滑坡问题的出现，需要采取有效措施，及时治理，确保边坡稳定性在合理范围之内，对地质灾害治理工程安全性的提高具有重要意义。

4 治理方案的设计

针对该矿区边坡稳定性而言，其稳定性较差，为了提升其稳定性，本文主要采用锚索+格构的治理方式，采用该方式进行施工是比较便利的，有利于提升边坡的稳定性。在对地质灾害边坡变形控制中，该治理方法主要是借助了预应力索，能够增强其稳定性。与此同时，该方式与当前社会发展需求是相适应的，有利于满足人们绿色环保的需求。主要是因为在治理过程中，可以在格梁间坡面进行绿化，实现平面生态治理，既能够实现良好的质量效果，又有利于美化环境，实现绿色治理，与我国可持续发展理念是相适应的。运用该治理方式后，对其安全系数计算时，发现其安全系数为1.536，因为大于1，所以其稳定性是比较好的，一般不会发生滑坡、崩塌事件，安全性较高。除此之外，截排水措施也是进行边坡治理的方法之一，因此也需要对该方法加以关注。