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滑坡地质灾害勘查和防治措施探讨

2020-11-26郑泓

探索科学 2020年10期

郑泓

摘要:滑坡是一种常见的地质灾害类型,在滑坡发生时,会直接威胁到当地人员以及建筑安全,会造成重大经济和人员生命损失,因此,对滑坡的产生原因进行研究,并且采取一定防治措施,对滑坡进行治理,防止滑坡发生,来减少滑坡所产生的危害。

关键词:滑坡地质灾害;原因;防治治理

引言

通过工程地质测绘、井探、室内试验、稳定性分析计算等工作,查明滑塌体的空间结构、几何特征、规模、工程地质条件及水文地质条件,分析可能出现变形破坏的基本模式,提供治理工程设计所需要的岩土体物理力学参数,计算分析滑坡的稳定性,并提出该滑坡的治理建议

1.关于滑坡地质灾害的勘查工作

搜集区域地质、水文、气象、地震及人类工程活动资料,综合分析滑坡变形破坏的地质背景和形成条件;查明滑坡区的地形、地貌、地层结构及岩性特征,并提供各土层及滑塌体岩土的物理力学性质指标;查明滑塌体的分布范围、形态、类型、规模并分析坡体的空间结构;查明滑塌区工程地质条件、地下水类型、入渗方式及范围,查明地下水的腐蚀性,并提出防止地表水入渗的治理建议;查明滑动面(带)位置及物质组成,测试滑动面(带)的岩土物理力学性质,为坡体定量分析提供计算参数;综合分析滑塌形成的条件、产生原因及运动特征,定性定量评价滑坡稳定程度,预测其发展趋势;在稳定性分析评价基础上,推荐经济合理技术可行的整治方案;为坡体治理工程设计提供所需地质参数

2.对滑坡地质灾害的预测方法

为了准确评价该滑塌体的稳定性,在对坡体及其周边进行调查、室内试验的基础上,通过数值分析方法进行定性与定量评价。本次数值计算主要采用極限平衡法和有限单元强度折减法两种方法进行对比计算,以此得出较为准确的评价结果,为坡体的治理提供基础依据。

(1)极限平衡法计算原理

极限平衡法中的传统的方法——条分法(瑞典法,1916)是边坡稳定分析领域最早出现的方法,并以此为雏形,发展了许多的边坡稳定分析条分法,如:Bishop(1955)、Janbu(1954)、Morgenstern-Price(1965)、Spencer(1967)、Sarma(1979)等方法。其原理是将滑面或推测滑面上的滑体部分用竖直线划分为若干个竖条块,然后通过计算每一个条块的下滑力和抗滑力,最终通过叠加的方式确定滑坡的稳定系数。如果要求取最小稳定系数就需要假设多个滑面,逐一进行求解,这种机械重复的工作在今天的计算机时代已显得极为简单,大量软件已能代替人工进行的最小稳定系数的求取和最危险滑动面的搜索。

(2)有限元强度折减法计算原理

有限元法在边坡稳定分析中的应用相当广泛,其理论体系较极限平衡法更为严格,其不仅满足了力平衡方程,也引入了变形协调的本构关系,如果选用合适的本构关系,有限元法可较好地分析边坡应力、变形和稳定性。经实践表明,采用基于Mohr-Coulomb准则的弹塑性本构模型,较符合岩土体材料的应力应变特性,相关原理则简述如下。

岩土体的弹塑性理论是将岩土体受力所产生的变形分为可恢复的弹性变形与不可恢复的塑性变形两部分,并以弹性虎克定律计算弹性变形的部分,而用塑性理论来进行塑性变形的计算。而岩土体是否处于塑性变形状态(临界破坏状态),通常采用Mohr-Coulomb准则来判定。

3.滑坡防治措施应用

通常对滑坡或不稳定边坡采用“避、排、减、挡、固、植”六种措施将滑坡或不稳定边坡的危害性降至最低,根据现场勘查和计算分析结果,结合场地条件,滑坡防治措施建议以工程治理为主,现场监测为辅,力求做到经济适用。下面对每一种治理措施逐一进行分析论证,并从中选取最优措施。

(1)避让

受该坡体威胁的影响对象是人的话,可以进行搬迁避让,但如果是建筑物,则不采用搬迁避让。

(2)排水

排水措施是边坡治理中常用的措施,根据现场勘察成果,如果场地内地下水埋藏较深,主要是降雨形成地表径流造成水土流失,并且雨水下渗使土体抗剪强度降低,增加土体重度,增大孔隙水压力,降低有效应力作用,造成坡体失稳。故可采用地表排水措施作为辅助工程。

(3)削坡减载

首先要从剖面图看到目前坡体的形状,其坡体处于欠稳定状态故应对坡体局部进行削坡,降低下滑作用,提高坡体稳定性。

(4)支挡

目前常用于土质边坡的支挡结构包括抗滑桩和挡土墙。

①抗滑桩

根据滑塌区地形条件,抗滑桩宜设置在坡体后缘,因为坡体后缘高陡其荷载较大。

②挡土墙

挡土墙用于剩余下滑力不大的坡体,且其支挡高度有限,故可用于坡体前缘支挡。

(5)土体加固

目前常用焙烧法、电渗排水法、水泥灌浆法、化学灌浆等物理化学方法整治滑坡,但这些方法工程实践较少,技术难度大,施工质量难以保证,因此不建议采用。

(6)生物工程

如果区内年降雨量较小,土壤贫瘠,水土流失严重,自然条件下植被稀少,难以采用有效的生物工程措施,但对坡体进行植草,可以一定程度降低雨水的冲刷和入渗,有利于边坡稳定。

通过对6种治理措施的分析,建议对不同坡体根据其特点,采用多种措施相结合的方法进行治理。

结语

通过对区内相关资料的收集,结合现场调查,查清了勘察区内地质环境条件、工程建设情况、斜坡的形成机理,并通过室内试验、数值计算定量得出各剖面的稳定系数,在此基础上,预测边坡的发展趋势,最后通过方案比选的方式,对区内边坡的治理措施提出建议,为治理设计提供基础资料。

参考文献

[1] 马敬仁.试论滑坡地质灾害勘查及防治方法[J].城市建设理论研究(电子版),2020(07):40.

[2] 邓亮.对滑坡地质灾害勘查和防治的思考[J].有色金属设计,2019,46(03):76-78.

[3] 杨国荣.试论滑坡地质灾害勘查及防治治理[J].世界有色金属,2019(12):194+196.