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边(滑)坡防治工程管理战略

2021-12-06赵祥玉

科技信息·学术版 2021年29期
关键词:物探边坡数值

赵祥玉

摘要:要加快我国边(滑)坡工程发展步伐,必须以科学发展观为指导,以满足国民经济基础设施发展与防灾减灾需求为依据,以人为本,实施保护环境的可持续发展,瞄准国际岩土工程设计计算数值化、施工与灾害预报监控化、信息化发展大方向,学习借鉴发达国家的成功经验,依靠自主创新,解决边(滑)坡工程中的关键技术管理,总体达到国际先进水平。

关键词:边(滑)坡防治工程管理战略

当前,我们要在解决边(滑)坡工程“高风险、高耗费”问题上,做出突破性进展。争取在岩土体整体破坏机理方面,提出基于应变、位移或能量的岩土整体破坏判据,进一步发展与推广数值极限分析法,并在边坡工程防治技术上部分领域达到世界领先水平。

一、改进钻探技术,发展物探技术,提升地质勘查与勘察水平

边坡工程地质勘察与地质灾害点勘査是边(滑)坡防治的基础,只有勘察清楚了,才能获得准确的勘测数据;勘査清楚了,才能获得准确地预测灾害地域。目前钻探是勘察的主要手段,通过钻探取样,可以清楚地了解滑坡体的岩石构成及其物理力学性质、空间状况等。但还存在如下一些问题:钻孔容易垮塌、钻进速度低;利用水作为冲洗液钻进时,容易诱发滑坡或崩塌等。消除目前钻探勘察中的一些具体技术问题,仍是当务之急。近几十年来,地球物理的物探技术迅速地扩展,为弄清滑坡体的空间分布特征、滑动面的位置和形状、滑坡体的物质组成和地质结构特征提供了有效手段。目前国内外常用的地球物理物探方法有:浅层高分辨率地震方法、地质雷达法、音频大地电场法、激发极化法、电测深法、自然电场法、高密度电阻率法、充电法、微重力法等。应重视物探方法的正确选择,从目前应用状况来看,首选地质雷達法、浅层高分辨率地震方法、高密度电阻率法的发展。尽管地球物理的物探技术具有简单、快速与经济的优点,但仪器的精度与应用范围及数据分析软件都有待提高,技术人员分析判读水平也急需提升,要加强投入,组织攻关,快速提高技术水平。同时,大力加强包括遥测在内的各种先进技术勘察手段,提高勘察质量,为边(滑)坡工程提供可靠技术数据。

二、明确经典土压力理论与传统极限平衡法适用的范围,扩展支挡结构设计原则

经典土压力理论与传统极限平衡法是目前边(滑)坡稳定分析的主要方法,但上述方法都有一定的适用条件,例如库仑公式或朗肯公式只适用于均匀的土质边坡,由于它们采用了直线滑动面假设,与实际滑面有一定差距。那么在多大坡高下适用,需要进一步研究。在《建筑边坡工程技术规范》中,提出的岩石边坡岩石压力计算公式,假定了滑动面是一条连续贯通的滑面,应用范围也受到坡高的限制。

当前传统极限平衡法的具体计算公式很多,它们都做了假设,究竟哪些计算方法合理,需要研究。有些方法,例如我国广泛采用的传递系数法,究竟采用显示解好还是隐式解好,在何种情况下会出现重大偏差,这些都需要分析研究,因为它们目前都在广泛应用。

三、发展与推广数值化先进技术,提升各类边(滑)坡工程设计计算方法

由于传统设计方法难以解决设计中的各种问题,许多地方只能依据设计人员经验设计,有些地方甚至主观假设。如按传统算法无法计算抗滑桩的抗力,更无法对抗滑桩桩长进行计算,一直采用桩长伸到地面的传统做法,既无法保证在设计安全系数要求的前提下土不从桩顶越出,又会造成不少浪费。同时用传统方法无法计算多排抗滑桩,主观假定每根桩分担多少推力缺乏科学依据,影响了工程的可靠性。因而必须逐步采用更为科学合理的数值计算,做到设计数值化,使边(滑)坡设计更为可靠合理。对于边(滑)坡工程设计,还要采用数值极限分析方法,只有采用有限元强度折减法,才可以出算有支护情况下边(滑)坡的安全系数,纯粹的数值方法无法做到这点。采用先进数值计算方法,可以有效提升各类边(滑)坡工程设计水平。

四、发展与推广先进监控手段,加强边(滑)坡工程动态施工,提升预瞀预报水平

国外监测技术已发展到一定的水平,采用了全自动、多参数监测的遥测台网,已运用30技术进行地质灾害空间分析、模型预报和预警系统研究。目前国内这方面进展很快,深部位移监测、时间域反射监测技术、光纤应变分析仪等先进技术已在国内应用,精度不断提高。研发具有自主知识产权的突发地质灾害光纤传感等关键监测技术与仪器设备十分迫切。虽然国内外都出现了不少预警预报方法,但目前还缺乏公认的实用方法,离预警要求还有一定距离。目前应发展、引进与推广先进监控手段,对不同的边(滑)坡工程提出不同的监测手段与方法,既能做到及时提供可靠数据,又能减少监测费用与工作量。而对边坡动态施工与滑坡预警预报方法上必须有新的突破,对重大边坡与地质灾害的预警必须采取观测、监测、计算等多种手段,进行全过程预报,努力减少误报与漏报。

五、积极研发新方法、新材料、新技术、新工艺、新设备,以降低风险,节约资源,保护环境

基于数值极限分析法,有助于开发出多种工程治理新技术、新工艺,如用于埋入式抗滑短桩设计计算,使桩长缩短,推力减少,经济效益巨大;可以改善加筋土挡墙的合理设计计算,扩大加筋土挡墙在高边坡的应用范围。高密度微型桩在应急抢险工程中广泛应用,但其设计计算方法有待改进。还有许多新的工艺,如预应力锚索的优化布置、桩锚结合工艺、多排桩合理布置、组合桩结构形式、排水管合理布置及其定量计算、水泥灌浆工艺及其合理计算等都有待深入研究和发展。

六、加强特殊土边坡稳定分析计算与工程治理方法研究

我国特殊土区域分布很广,尤其是膨胀土与黄土,而这两类特殊土边坡节理裂隙发育又易遇水软化,是有名的边坡治理难题。近年来我国黄土地区连年发生滑坡灾害,造成人员伤亡,财产损失,膨胀土边坡极易坍塌,造成工程破坏,且治理费用昂贵,因而都是我国急需解决的难题。我国各行业部门十分重视这两类边坡的研究,取得了一定的成绩,但无论从破坏机理、分析计算与治理措施方面仍然存在较多问题,并未妥善解决。

参考文献:

[1]全国监理工程师培训教材[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.

[2]姚兵.施工项目管理概论[M].北京:中国建筑工业出版社,1995.

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