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邊坡治理後評價

發布時間: 2021-03-14 00:01:38

① 哪些場地需要進行邊坡工程穩定性評價

一些大的工程項目就需要。

② 滑坡災害評價是什麼

對於某個地區而言,有許多不同手段可以用來進行滑坡危險性評價,但是,在進行最後階段的精確評價時,即使有時很難找到滑坡專家,建議也一定向滑坡專家咨詢。在這里,主要討論兩類滑坡危險性評價方法:直接觀測法和使用技術工具法。

●本地專家和(或)市政官員及土地所有者(使用者)的現場調查

以下的簡明指南有助於個人對滑坡危險性進行觀察和評價。同時必須注意的是同樣的特徵可能由滑坡以外的因素,如膨脹土等引起。

顯示滑坡運動的一些特徵在以往曾經是乾燥的邊坡上或其底部出現泉水、滲水、潮濕的和飽和狀態的地面地裂縫——出現在邊坡頂部附近雪地、冰、土體或岩體中的裂縫(圖2.1);邊坡附近的便道被拉離建築物,房屋基礎下面的土移動(圖2.2);原先呈直線狀的圍牆、籬笆等被錯開;地面、鋪裝道路、便道上不自然的隆起或下陷;傾倒的電線桿、樹木、擋土牆、籬笆;混凝土地面和基礎的過度傾斜或開裂(圖2.3);水管或其他地下設施的開裂;溪流水位的快速升降,有時伴隨著濁度(水中土的含量)增加;不能自由開啟的門窗和門窗與牆之間出現的透縫,表明門窗框發生了變形;房屋或樹叢中發出的吱吱嘎嘎的響聲;公路或便道上出現的塌陷。

給管理機構的建議:

由管理機構提供有關滑坡發生的記錄是一件非常重要的事情,最好以紙質書寫的方式,配上照片和(或)圖件。對於世界上那些還沒有相應的法規或規定必須向房地產主公開滑坡災害危險性的地區,應該由各級地方組織建立滑坡災害信息的權威機構。這些機構並不需要很復雜或耗資巨大,只要求它們具有隨時更新滑坡災害信息的功能。雖然有些信息可能在政治上很敏感,譬如土地所有者的權力,但無論如何,以某種方式向公眾公開滑坡信息,是極為重要的。

●滑坡災害評價的技術手段——填圖、遙感和觀測

理解過去是預測未來的關鍵(將古論今),是地質學上的一條指導性原則。在評價滑坡危險性方面,這意味著導致了過去和現在的滑坡等破壞現象的地質條件、地貌條件、水文條件,還將會導致將來的滑坡發生。根據這一假設條件,人們可以推測將來可能發生的滑坡的類型、頻度、范圍以及後果。但是對某一特定地區,過去沒有滑坡事件並不能保證將來一定不會發生滑坡。一些人為誘發因素,譬如人為改變自然地形條件或水文條件,可以產生新的或加劇該地區的邊坡破壞可能性。

為了預測某地區的滑坡危險性,在可能的條件下,應該首先確定導致邊坡失穩的條件和過程,然後估計這些條件對潛在邊坡破壞的相對影響力。基於短期和長期的氣象條件所作的地質分析有助於得到關於滑坡發生可能性增長的有用結論。現有的技術水平,已經可以在滑坡發生的氣象條件或臨界值達到時,通過對地表的變形觀測,確定最容易發生滑坡的地區,並發布幾小時到幾天內的相關預警或警報。

地圖分析

地圖分析常常作為滑坡調查的第一步。必要的地圖包括基岩地質和地表地質圖、地形圖、土壤分布圖,最好還有地貌圖。使用地質學關於物質和過程的知識,任何受過培訓的人都可以從這些地圖中得到有關滑坡危險性的一般想法。在本報告末尾的附錄B中,包含一些在滑坡分析中用到的不同類型地圖的章節。

航空照片解譯

航空照片的解譯是確定滑坡的一項既快又有價值的技術,因為它能給受過培訓的人員提供關於某地區的三維影像。不僅包括人類活動,而且包括地質信息。另外,雖然對某些地區來說航空照片解譯非常昂貴,但多種類型航空照片(衛星、紅外、雷達等)的存在,使航空照片的解譯變得豐富多彩。

野外調查許多微妙的邊坡運動信號並不能從地圖或照片上進行確定。當某個地區被濃密的森林覆蓋或完全被城市化後,即使是那些主要的滑坡特徵也會變得不明顯。加上對於一個活動性的滑坡來說,滑坡特徵還隨著時間的變化而變化。因此,野外現場調查,是確認滑坡特徵的不可或缺的手段,也是最終評價危險邊坡的潛在不穩定性的必要手段。通過現場填圖,並結合岩土試驗,可以了解那些過去發生過滑坡的地區,由此來推斷將來滑坡發生的可能性。通過填圖和室內試驗,可以確定容易產生滑坡的粘土或其他高危險性土層,並可圈定出它們存在的范圍和規模。

鑽孔

對大多數滑坡場地而言,都需要利用鑽孔來確定滑坡體的物質類型、滑動面的深度,並由此得知滑坡體厚度及幾何形狀、地下水位,以及滑坡物質的擾動程度。鑽孔還能提供測定滑坡年齡,提供得到滑坡體物質力學性質的試驗樣品。最後,鑽孔還被用來安裝一些觀測儀器並作為水文觀測井之用。必須注意,對那些沒有發生過但存在滑坡危險性的地區,鑽孔也用來提供地層、地質、地下水位的信息,並用來安裝觀測儀器。

安裝儀器

採用如傾斜儀、伸縮計、應變計、孔隙水壓力計(見關於這些儀器定義的詞彙表)等復雜電子技術,和採用建立木樁控制點等簡單技術可以確定滑坡運動機制,對那些即將發生滑動的邊坡進行監測和提供警報。

地球物理研究

地球物理探測技術(對岩土的導電性或電阻率的觀測,或觀測其在人工誘發地震作用下的反應)可以用來確定滑坡體的地下性質,如基岩埋深、地層分層、飽水帶,以及地下水位。地球物理探測技術還可以用來確定滑坡體物質的結構、孔隙度、固結程度和單元體的幾何形狀。在大多數情況下,這種在地表面進行的探測可以用來對鑽孔數據進行補充,對鑽孔間的地段進行空間上的延伸或內插。在

鑽孔無法實

施的情況下,地球物理探測技術還可以作為其替補。沿孔向下的物探方法(核、電、熱、震)還可以用來進行詳細的鑽孔內觀測。觀測運動中的岩土體的自然聲發射也常用於滑坡研究中。

聲影像和聲斷面

湖床、河床和海床的斷面可以通過側面掃描聲吶和底部地震斷面等聲探測技術獲取。對控制網格,配以精密的導航系統,可以得到水下的三維地質現象的信息。現代的高解像度技術已經被常規地用於近海大陸架地區繪制近海工程地質災害圖。

計算機輔助滑坡地形分析

近年來,滑坡的計算機模型被用來確定滑坡體的體積,以及地表和斷面隨時間的變化過程。這些信息在估算滑坡對溪流堵塞危險性、清除滑坡堆積物的費用、滑坡的運動方式和運動機制方面大有用處。一些使用地形數字高程模型(DEM)評價某地區滑坡/泥石流事件易發性的方法正在不斷開發。計算機也廣泛應用於復雜邊坡的穩定性分析中。可以在個人電腦上運行的與此有關的軟體也很容易找到。

附件B中有更多的關於不同類型圖件的資料和照片。

③ 岸坡穩定性評價結果

一、崩塌、滑坡體的穩定性評價

1.定性評價結果

根據表9-1的不同穩定狀態判別標准,在進行實地調查時對表8-2中的崩塌堆積體和滑坡堆積體的穩定性進行了定性評價,評價結果見表9-3。

表9-3 崩塌堆積體和滑坡堆積體的穩定性定性評價結果

圖9-1為崩塌堆積體、滑坡堆積體的穩定級別統計結果。由此可見,庫區崩塌堆積體中,穩定和基本穩定的占崩塌堆積體總數的37.50%,潛在不穩定的占崩塌堆積體總數的37.50%,不穩定的占崩塌堆積體總數的25.00%;庫區的滑坡堆積體中,由於調查發現的、僅出現於庫區的滑坡數量少,只有7個,統計結果可能與實際情況不完全相符,但從目前資料與實地考察看,庫區的潛在不穩定或不穩定的滑坡數量較多,有相當的滑坡在外界觸發條件下可能失穩。

圖9-1 崩塌堆積體、滑坡堆積體的定性評價穩定級別統計圖

總體來看,庫區的崩塌滑坡體處於潛在不穩定的佔多數,為34.78%,不穩定的崩塌滑坡體所佔的比例也較高,為26.09%,應當在工程施工期間加以重點治理。當然,本研究結果僅為初步成果,限於資料和研究程度,未對崩塌滑坡體的具體數據(如體積、性質等)進行分析,需要後期做深入研究。

2.地質因素綜合評價

根據現場調查,結合前人的認識及建立的滑坡、崩塌堆積體穩定性評價的指標體系(表9-1、9-2),同時對表8-2中的崩塌堆積體和滑坡堆積體的穩定性進行了地質因素綜合評價,評價結果見表9-4及圖9-2。

表9-4 工程區崩塌堆積體、滑坡堆積體地質因素綜合評價表

圖9-2 崩塌堆積體、滑坡堆積體的地質因素綜合評價穩定級別統計圖

由此可見,庫區崩塌堆積體中,穩定和基本穩定的占崩塌堆積體總數的25%,潛在不穩定的占崩塌堆積體總數的50%,不穩定的占崩塌堆積體總數的25%;庫區的滑坡堆積體中,評價結果與定性評價結果相同。

總體來看,庫區的崩塌滑坡體處於潛在不穩定的佔多數,為43.48%,不穩定的崩塌滑坡體所佔的比例也較高,為26.09%。限於資料和研究程度,本次的研究結果僅為初步成果,需要後期做深入研究。

對比評價結果可以看出,地質因素綜合評價所得結果與定性評價結果相比較,除對崩塌體C05和C14的評價結果有所差別外(但在相鄰的穩定級別內),其他都在同一穩定級別,應該說評價結果基本一致。因此研究認為,盡管採用不同的評價方法所得到的評價結果有一些差異,但總的來說是具有可比性的,也是大體相符的。

二、潛在不穩定邊坡(基岩變形體)穩定性評價

由於已有研究基礎和研究深度所限,對基岩變形體的穩定性作出定量評價是十分困難的,一般只能根據其近期的變形狀態結合地質分析作出初步的定性評價(表9-5),該表是根據研究資料及現場調查所得到的綜合評價結果。

表9-5 工程區各個庫區潛在不穩定邊坡穩定性評價表

續表

④ 邊坡防護與山體滑坡治理的重要性

山體滑坡治理及邊坡防護是公路工程建設中經常遇到的問題。山體及邊坡的穩定是影響公路能否安全、環保和高效運行的主要因素之一,因此,做好山體滑坡治理和高邊坡加固成為公路工程建設工作的重中之重。

⑤ 邊坡穩定性評價方法

1.定性分析方法

分析影響邊坡穩定性的主要因素、失穩的力學機制、變形破壞的可能方式及工程的綜合功能,並對邊坡的成因及演化歷史進行分析,以此評價邊坡穩定狀況及其可能的發展趨勢。該方法的優點是綜合考慮影響邊坡穩定性的因素,快速地對邊坡穩定性做出評價和預測。常用的方法有:

(1)地質分析法(歷史成因分析法)

根據邊坡的地貌形態、地質條件和邊坡變形破壞的基本規律,追溯邊坡演變的全過程,預測邊坡穩定性發展的趨勢及其破壞方式,從而對邊坡穩定性做出評價,對已發生過滑坡的邊坡,則判斷其能否復活或轉化。

(2)工程地質類比法

其實質是把已有的自然邊坡或人工邊坡的研究設計經驗應用到條件相似的新邊坡的研究和人工邊坡的研究設計中去。需要對已有邊坡進行詳細的調查研究,全面分析工程地質因素和影響邊坡變形發展主導因素的相似性和差異性,同時,還應考慮工程的類別、等級及其對邊坡的特定要求等。它雖然是一種經驗方法,但在邊坡設計中,特別是在中小型工程的邊坡設計中是很通用的方法。

(3)圖解法

可以分為兩類:(1)用一定的曲線和偌謨圖來表徵邊坡有關參數之間的定量關系,由此求出邊坡穩定性系數,或已知穩定系數及其他參數(φ、c、r、結構面傾角、坡角、坡高)僅一個未知的情況下,求出穩定坡角或極限坡高。這是力學計算的簡化。(2)利用圖解求邊坡變形破壞的邊界條件,分析軟弱結構面的組合關系,分析滑體的形態、滑動方向,評價邊坡的穩定程度,為力學計算創造條件。常用的為極射赤平投影分析法及實體比例投影法。

(4)邊坡穩定專家系統

工程地質領域最早研製出的專家系統是用於地質勘查的專家系統Propecter,由斯坦福大學於20世紀70年代中期完成。另外,麻省理工學院在80年代中期研製的測井資料咨詢專家系統也得到成功應用。在國內,許多單位正在進行研製,並取得很多成果。專家系統使得一般工程技術人員在解決工程地質問題時能像有經驗的專家一樣給出比較正確的判斷並做出結論。因此,專家系統的應用為工程地質的發展提供了一條新思路。

2.定量評價方法

其實質仍是一種半定量方法,雖然評價結果表現為確定的數值,但最終判定仍然依賴人為的判斷。目前,所有定量的計算方法都是基於定性基礎之上的。

(1)極限平衡法

極限平衡法在工程中應用最為廣泛。根據邊坡破壞的邊界條件,應用力學分析的方法,對可能發生的滑動面,在各種荷載作用下進行理論計算和抗滑強度的力學分析。通過反復計算和分析比較,對可能的滑動面給出穩定性系數。該方法比較直觀、簡單,對大多數邊坡的評價結果比較令人滿意。該方法的關鍵在於對滑體的范圍和滑面的形態進行分析,正確地選用滑面計算參數,正確地分析滑體的各種荷載。基於該原理的方法很多,如條分法、圓弧法、Bishop法、Janbu法、不平衡傳遞系數法等。

極限平衡方法的最新發展之一是Sarma法。其基本概念:邊坡除非是沿一個理想的平面或圓弧滑動,才可以作為一個完整的剛體運動,否則,必須先破裂成多個可以相對滑動的塊體,才能發生滑動。該方法的優點是:可以用來評價各種類型滑坡的穩定性,如平面滑動、楔體滑動、圓弧及非圓弧滑動等。

(2)數值分析方法

主要是利用某種方法求出邊坡的應力分布和變形情況,研究岩體中應力和應變的變化過程,求得各點上的局部穩定系數,由此判斷邊坡的穩定性。主要有以下幾種:(1)有限單元法(FEM):該方法是目前應用最廣泛的數值分析方法。其優點是部分地考慮了邊坡岩體的非均質、不連續介質特徵,考慮了岩體的應力應變特徵,可以避免將坡體視為剛體、過於簡化邊界條件的缺點,能夠接近實際地從應力應變分析邊坡的變形破壞機制,對了解邊坡的應力分布及應變位移變化有利。其不足之處是:數據准備工作量大,原始數據易出錯,不能保證整個區域內某些物理量的連續性;對解決無限性問題、應力集中問題等精度比較差。(2)邊界單元法(BEM):該方法只需對邊界極限離散化,具有輸入數據少的特點。計算精度較高,在處理無限域方面有明顯的優勢。不足之處:一般邊界元法得到的線性方程組的關系矩陣是滿的不對稱矩陣,不便應用有限元中成熟的對稀疏對稱矩陣的系列解法。另外,邊界元法在處理材料的非線性和嚴重不均勻的邊坡時,不如有限元法。(3)離散單元法(DEM):可以直觀反映岩體變化的應力場、位移場及速度場等各個參量的變化,可以模擬邊坡失穩的全過程。該方法特別適合塊裂介質的大變形及破壞問題的分析。缺點是計算時步需要很小,阻尼系數難以確定等。(4)塊體理論(BT)該方法利用拓撲學和群論評價三維不連續岩體穩定性,建立在構造地質和簡單力學平衡計算基礎上。塊體理論為三維分析方法,隨著關鍵塊體類型的確定,能找出具有潛在危險的關鍵塊體的臨空面位置及其分布。

3.不確定性分析方法

(1)系統分析方法

由於邊坡處於復雜的岩體力學環境條件下,其穩定性涉及的面很廣,且程度非常復雜,可以認為其是一個復雜系統。因此,邊坡問題也是一個系統工程問題。應用系統分析方法應該遵循的途徑:岩體力學環境條件的研究→變形破壞機制的研究→穩定性計算分析。目前,該方法廣泛應用於邊坡穩定性分析之中。

(2)可靠度分析方法

確定分析方法中經常用到安全系數的概念,實際上只是滑動面上的平均穩定系數,而沒有考慮影響安全系數各個因素的變異性,可靠度分析方法則考慮了這一點。可靠度分析方法在分析邊坡的穩定性時,充分考慮各個隨機要素(如岩體及結構面的物理力學性質,地下水的作用包括靜水壓力、動水壓力、裂隙水壓力、軟化作用、浮托力及各種荷載等)的變異性。

(3)灰色系統方法

灰色系統理論主要以信息利用與開拓為宗旨,以客觀現象量化為目標,除對事物進行描述外,更側重對事物發展過程進行動態研究。應用於滑坡研究中主要有兩方面:一是用灰色預測模型進行滑坡失穩時間的預報,實踐證明該預測的精度仍需進一步提高;二是用灰色聚類理論進行邊坡穩定性分級、分類。該方法的局限性是聚類指標的選取、灰元的白化等帶有經驗性質。

(4)模糊數學評判法

模糊數學對處理經驗模糊性的事物和概念具有一定的優越條件。該方法首先找出影響邊坡穩定性的因素,並進行分類,分別賦予一定的權值,然後根據最大隸屬度原則判斷邊坡單元的穩定性。實踐證明,模糊評判法效果較好,為多變數、多因素影響的邊坡穩定性的綜合定量評價提供了一種有效的手段。其缺點是各個因素的權重選取帶有主觀判斷的性質。

4.確定性和不確定性方法的結合

主要是概率分析方法與有限元法或邊界單元法相結合而形成的隨機有限元法或隨機邊界單元法等。由於是隨機變數,故其結果更能客觀地模擬邊坡岩體的力學性質、邊坡岩體的變形破壞發展及其性態的變化,從而成為數值模擬方法發展的新途徑,是邊坡穩定性研究的新手段。

5.物理模擬方法

早在1971年,英國帝國學院最早把傾斜檯面模型技術用於研究邊坡傾倒破壞機理及過程。隨後,又試製成了基底摩擦試驗模型,廣泛應用於邊坡塊狀傾倒及彎折傾倒。然而,由於受模型尺寸的限制,這些模型技術不能模擬大型復雜的工程及二維、三維的模型。針對這種工程要求,離心模型試驗技術快速發展起來。國外早在20世紀30年代就已起步,特別是近20年來,這一技術有了快速發展,並得到廣泛應用。離心模型試驗主要模擬以自重為主荷載的岩土結構,在模型試驗過程中模型出現了與原型相同的應力狀態,從而避免了使用相似材料,而直接使用原型材料。因此,這項技術已被廣泛地在各個方面得到應用。由於離心模型技術能使模型達到原型的壓力水平,近年來已被廣泛地應用於滑坡研究之中,為復雜的岩石工程的研究提供了有力手段。邊坡工程中的離心模型試驗也存在一些尚未解決的問題,主要是一些模擬理論問題。由於用原型材料進行試驗,在相似規律條件下,並不能使模型滿足所有的條件,從而引起固有誤差。此外,如何確定參數有待進一步研究。

⑥ 公路邊坡治理的重要性及其特點是什麼

為了更好對公路邊坡治理技術進行論述,首先要對公路滑坡的特點進行分析。公路邊坡滑坡主要在平面形態上,都有一定的幾何形狀,如橢圓形、三角形簸箕形及其他幾何形態或不規則形態。其滑出方向大多數與路線方向垂直或近於垂直,少數滑體滑動方向與公路線路方向斜交,公路規模的大小也也直接影響滑坡的規模。成因上講,大多數滑坡都是在開挖過程中復活,而且公路滑坡有一個共性,就是超過90%的滑坡都是由於公路開挖造成的。本工程以青海省馬場垣至平安高速公路某段作為邊坡治理的事例進行剖析,闡述高原地區在特殊地形、地質、氣候條件下邊坡治理的特點。由於本工程中的邊坡經經現場已經處於蠕動階段,所以治理過程中採取的積極的治理措施,按照滑坡的治理方式進行了初步探討。

⑦ 斜坡的穩定性評價

斜坡的穩定性分析的目的一方面是為了對與人類工程-經濟活動有關的斜坡穩定性及其發展變化做出科學評價和預測;另一方面是為了斜坡整治或邊坡設計提供科學依據。目前斜坡工程研究中,其穩定性評價方法主要有以下三種。

7.6.1 過程機制分析法

亦稱演變歷史分析法。這種方法的實質就是應用前述斜坡變形、破壞的基本規律,通過追溯斜坡變形發展演化的全過程,對斜坡穩定性現狀和發展總趨勢做出評價和預測。並通過對典型事例的深入剖析和其區域性發育分布規律的研究,對斜坡變形和破壞的區域性特徵進行預測。主要包括以下幾個方面。

7.6.1.1 根據階段性規律預測斜坡所處演變階段的發展趨勢

這方面的預測大致有以下一些內容。

7.6.1.1.1 確定斜坡可能的變形形式和破壞方式

如前所述,斜坡可能具有的變形形式和破壞方式與斜坡外形特徵、地質結構以及所處環境之間是密切相關的。對於一個具一定外形和結構特徵的斜坡,可以應用赤平投影方法綜合分析坡體中起控製作用的結構面或軟弱帶的空間組合狀況,即可大致確定斜坡的類型和可能發生的變形機制和破壞方式。

7.6.1.1.2 根據斜坡變形跡象判定斜坡演變階段

通過現場調研,查明某一具體斜坡已有的變形跡象,闡明其形成演變機制,即可參照前述各類斜坡變形模式的演變圖式和階段劃分的地質依據,確定斜坡所處演變階段。

分析中應特別注意變形模式的轉化標志。若彎曲-拉裂轉化為蠕滑-拉裂,必然引起後緣拉裂面閉合和錯動方式的改變,這是轉化標志,也是這類變形體即將產生深層大規模破壞的預兆。

7.6.1.1.3 演化全過程再現模擬分析

對於一些重要的斜坡和邊坡,通過現場調研,查明斜坡類型和變形機制模式,建立相應的力學和數學模型,採用物理和數值模擬再現。將模擬成果與實際調查情況進行對照,則可對斜坡目前的演變階段和發展趨勢做出評價和預測。

7.6.1.2 根據周期性規律判定促進斜坡演變的主導因素

促進斜坡變形破壞的各種因素,在地質歷史進程中都有其各自的周期性變化規律。例如:河流由侵蝕變為淤積、由淤積再轉為侵蝕;地震的周期性出現以及氣象、水文動態的季節性變化和多年變化等。因而斜坡演變也會受具有周期性變化規律所制約。這樣,追溯斜坡演變過程中的周期性規律,也就可以判定不同時期促進斜坡演變的主導因素。

某些重要斜坡和滑坡,也可採用再現模擬來定量評價斜坡失穩和滑坡復活的主導因素。7.6.1.3 根據區域性規律闡明斜坡穩定性分區特徵

在地質條件、地貌條件以及氣候條件相似地區,斜坡演變規律也會具有相似性。因而研究斜坡演變的區域性規律,進行合理區劃工作,具有十分重要的理論和實踐意義。斜坡演變的區域性規律,實際上決定於動力環境的形成和演變特徵。為論證這一規律,應在查明斜坡變形破壞的時空發育分布狀況的基礎上,系統分析各內外動力因素與斜坡演變的相關性。

根據上述分析進行區域性評價,尤應注意環境動力因素的演化對斜坡演變的影響。以近期地質構造活動為例,可表現為以下幾方面。

7.6.1.3.1 地區近期的升降特徵

地區近期的升降狀況,決定了區域斜坡穩定狀況的演化趨勢。

在評價河谷斜坡穩定性時,應注意河谷發育史中曾出現過的強烈下切期。這些時期也就是斜坡變形破壞的活躍期,常常可能保存著相應時期造成的古滑坡、崩塌殘體。這種現象在我國西南山區河谷中十分普遍,往往是水庫岸坡穩定性研究的重點地段。

圖7.15 大渡河瀘定下游一帶斜坡穩定性區域性狀況示意圖

7.6.1.3.2 地區構造最大主壓力方向及其變化

構造應力場在河谷發育過程中曾有過變動的地區,分析不同地質歷史時期最大主應力方向與河谷之間的關系,也是評價河谷斜坡穩定性的主要依據。河谷方向與歷次最大主應力方位近於正交的部位,往往是斜坡變形與破壞較強的部位。

7.6.1.3.3 活斷層面特徵及活動方式

在活斷層附近,應注意根據斷層面特徵及錯動方式判定斷層附近岩體的完整性。例如在平移斷層的兩側,斷面轉折帶和不同斷面的交匯部位必然是壓碎擴容帶,岩體完整性差,也是斜坡容易發生變形破壞的部位;而平直段則相對要完整得多,斜坡通常也比較穩定。大渡河上游石棉至瀘定段有一很好的實例,如圖7.15所示,近期有明顯反扭平移的金坪斷層在午尼附近由北西向急轉成南北向,這種形式與斜坡剖面上的滑移-壓致拉裂圖式相似,轉折部位相當於壓碎擴容帶,花崗岩體極為破碎鬆散,河谷兩岸發育一系列滑坡或滑塌,午尼附近的滑塌殘體超過1×108m3。在斷層平直段,這種現象就比較少見。此外,活斷層的端部,往往也是斜坡變形破壞較活躍的部位。

7.6.2 極限平衡理論計算

目前的斜坡理論性分析方法較多,歸納起來主要有極限平衡理論計算,數值分析和概率統計分析等幾類。在工程實踐中,極限平衡理論發展最早,使用也最廣泛。

7.6.2.1 均質土坡穩定性計算

以極限平衡理論為基礎計算土坡的穩定性,如瑞典條分法、畢肖普法等。用這些方法計算土坡穩定性,假設邊坡破壞時的滑面形狀為圓弧面,通過試算或根據經驗找出最危險滑動圓弧的中心。土坡的穩定系數K為沿圓弧滑面的抗滑力矩和滑動力矩對滑動中心的力矩之比:

環境地質與工程

實踐表明,均質土坡的滑面多接近於圓弧形。故用圓弧法來計算均質土坡穩定時,比較接近實際。但由於計算時作了一些簡化,如把滑體看成均質剛體,滑面簡化為圓弧面,空間問題簡化為平面問題處理等。因此,在這種簡化條件下計算得到的穩定系數實際上仍屬於定性或半定量評價,必須根據邊坡的工程地質條件做出綜合的分析。對於非均質土坡的滑面形狀則取決於土的性質和土的結構,分析更為復雜。這種情況下,條分法較為實用。

7.6.2.2 岩質邊坡穩定性計算

岩質邊坡穩定性計算必須密切結合岩體的工程地質條件分析。首先要弄清邊坡滑動體的邊界條件,以便確定滑動體的形態。分析邊坡變形破壞時的滑動面、分割面和臨空面的產狀、形狀及受力條件。這些面在邊坡變形破壞時構成了邊界條件,受邊坡岩體的地質構造、岩體結構、邊坡形態及地貌、地下水、地表水等因素的控制。岩質邊坡在復雜條件下,往往有多組不同產狀的結構面,因而滑坡岩體的邊界條件是很復雜的。其中滑動面的性質、產狀、組合形態對岩質邊坡穩定性起決定性作用。根據結構面的產狀及組合情況,把岩質邊坡的破壞型式分為:同傾向單滑面型、同傾向多滑面型、不同傾向雙滑面型和多滑面型。對於同傾向單滑面和同傾向多滑面兩種情況的邊坡穩定性計算如下。

7.6.2.2.1 同傾向單滑面

同傾向單滑面是常見的邊坡型式,特別是滑動面走向與坡面走向接近一致,側向切割條件較好,有一定的臨空面且滑動面傾角α大於滑面摩擦角φ時,最易產生滑動。圖7.16所示,邊坡岩體在自重作用下發生沿AB面滑動,滑體自重為W,滑面長為L,根據極限平衡理論,則坡體穩定系數K的基本公式為:

環境地質與工程

圖7.16 同傾向單滑面邊坡穩定性計算圖示

式中α——潛在滑動面的傾角(°);β——斜坡坡角(度);φ、c——滑面的摩擦角和內聚力(度,kPa);H、h——坡高、滑體厚度(m);γ——坡體的天然重度(kN/m3)。

根據工程的等級和性質要求,一般K=1.1~1.5。特殊應力組合情況下穩定性系數K值可適當降低。從上式看出:單滑面平面滑動穩定系數與滑面長和坡角β無關,而與滑體厚度h成反比。這說明削坡減荷措施能削減滑體厚度,從而有效提高邊坡的穩定性。

當K=1時,即抗滑力等於下滑力,坡體處於極限平衡狀態,得出極限平衡時最大坡高Hmax為:

環境地質與工程

當滑坡區地下水位較高,滑動體為相對隔水層時,在邊坡穩定性計算中要計入滑面上地下水的靜水壓力Pw,由此可得邊坡穩定系數為:

環境地質與工程

7.6.2.2.2 同傾向折線形滑動面

圖7.17 折線形滑動面滑坡計算圖

計算這類邊坡穩定性時,一般根據所查明的滑動面起伏情況,劃分為折線形的塊段,每一塊段底部滑面為平直的斜面,並確定各段參數(圖7.17)。根據我國鐵道部採用的滑坡推力計演算法來計算斜坡的穩定性,不考慮塊段兩側力的作用。

對第一塊段ABB′僅考慮其重力,則作用於滑面AB上的下滑力和抗滑力為:

環境地質與工程

第一塊的剩餘下滑力E1為:

環境地質與工程

令λ1=cos(α12)-sin(α12),第二塊的剩餘下滑力E2為:

環境地質與工程

以此類推,計算出最後一個塊段的剩餘下滑力En為:

環境地質與工程

若En>0,邊坡將會失穩,若En<0,則說明無剩餘下滑力,邊坡穩定。當En=0時,邊坡處於極限平衡狀態。為了安全起見,將抗滑力除以一個安全系數Ks,一般取Ks值為1.05~1.25。

此法在國內應用較廣,為支擋工程設計提供了方便,但計算較繁瑣。為了簡化計算,也可採用水平投影法來求安全系數。首先分塊段計算出下滑力和抗滑力,然後投影到水平面上,求得K值,即:

環境地質與工程

7.6.3 工程地質類比法

工程地質類比法是目前工程實踐中很實用的一種簡易評價方法。其實質是把已有的天然斜坡和邊坡的研究或設計經驗應用到條件相似的斜坡評價或邊坡設計中去。這些經驗所考慮的因素包括斜坡剖面形態,斜坡變形破壞形式及其發展變化規律,斜坡的整治經驗等。在進行類比時,不但要考慮斜坡結構特徵的相似性,還要考慮斜坡所處的地質條件和自然環境的相似性以及促使斜坡演變的主導因素和斜坡變形破壞發展階段的相似性。在相似條件下才能進行類比。

我國在同自然地質現象的斗爭中積累了豐富的經驗,這是我們的寶貴財富,需要充分利用。在斜坡穩定性評價中,往往需要多種方法共同運用,相互補充,綜合論證,方能取得良好的效果。

⑧ 邊坡治理的幾種方法

1、坡率法

坡率法是指通過調整和控制邊坡的高度和坡度,而無須採取其他加固措施的治理方法,工程中又稱為削坡(或刷坡)。

採取坡率法時應注意因勢利導保持水系暢通。邊坡較高時,宜採用分層開挖、折線式或台階式放坡,也可根據邊坡岩土層變化情況按不同坡率放坡,台階式邊坡中部應設置護坡道。

2、漿砌塊石、擋土牆

線路工程傳統護坡多採用漿砌塊石護坡,如下圖所示,當支擋高度較高時需加筋處理,即為加筋擋土牆結構。

這種方法一般適用於強風化岩質邊坡,必須保證坡腳嚴格埋置在原狀土一定深度內,一般對擋牆高度也有限制。

3、漿砌石回填

線路回填採用漿砌石回填,該方法在石頭上很方便,開挖基坑會有很多塊石,取材方便,減少塊石的運輸,因此,在石山地區,該方法被運用廣泛。

4、抗滑樁

抗滑樁是承受側向荷載用以整治滑坡的支撐建築物。它穿過滑體在滑床一定深度處錨固以抵抗滑坡推力的作用。

與其他措施相比,具有抗滑能力強、適用條件廣泛、不易惡化滑坡狀態、施工安全簡便,並能進一步核實地質條件等突出優點。同時,抗滑樁可與其他治理措施靈活配合。

5、掛網錨噴

錨噴支護技術是一種有效的岩石邊坡坡面工程防護措施,它是依靠錨桿、鋼筋網和噴射混凝土共同負荷來提高塔位邊坡岩體的結構強度和抗變形剛度,以減少岩體側向變形,增強邊坡的整體穩定性和耐久性。

⑨ 土力學對邊坡治理有什麼意義

土力學對邊坡治理的·意義
隨著國民經濟發展水平的不斷提升,基本建設專投入的增長,建設用地資屬源越來越饋乏,
建設用地向遠離城市的地區延伸,場地的復雜性增加了。山地、坡地、人工回填的場地越來越多,場地的護坡、擋土牆的設計項目日趨增多。在實際工作中如何做到保證場地的護坡、擋土牆的安全,既節省工程造價又能使設計與環境有機結合,起到美化環境的作用。是工程師們必須思考的一個問題

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