【摘要】復(fù)雜地質(zhì)滑坡問題,一直都是巖土工程中最為重要的一個(gè)問題?;率亲顬槌R姷牡刭|(zhì)災(zāi)害的一種類型,滑坡的出現(xiàn),主要是由于各種不確定的因素造成的,其中,既有外界因素,也有坡體自身的地質(zhì)條件、水文條件的因素。在自然狀態(tài)下,坡體處于穩(wěn)定的狀態(tài),但在遭遇到暴雨或者人為活動(dòng)等外界因素的影響時(shí)會(huì)導(dǎo)致坡體出現(xiàn)失穩(wěn)進(jìn)而滑動(dòng)。本文對(duì)復(fù)雜地質(zhì)滑坡特征及穩(wěn)定性進(jìn)行分析研究,使得坡體出現(xiàn)滑動(dòng)之前,先采用加固措施,進(jìn)而保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)的安全。
【關(guān)鍵詞】復(fù)雜地質(zhì);滑坡;特征;穩(wěn)定性
1、引言
隨著國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們生活水平在不斷地提高,工程建設(shè)的數(shù)量及規(guī)模越來越大,復(fù)雜地區(qū)的高邊坡頻繁的發(fā)生滑坡現(xiàn)象,對(duì)人們的生命及財(cái)產(chǎn)的安全造成了威脅。在山區(qū),滑坡問題越來越嚴(yán)重,山區(qū)內(nèi)出現(xiàn)滑坡災(zāi)害,不僅會(huì)造成嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失,還會(huì)給當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)和生活造成直接地影響。因此,應(yīng)對(duì)滑坡進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘探,通過對(duì)地質(zhì)勘探資料的分析,掌握滑坡的基本特征,了解影響滑坡穩(wěn)定性的影響因素,制定出科學(xué)有效的預(yù)防措施。
2、滑坡案例
隨著城市化發(fā)展進(jìn)程的不斷加快,建筑工程數(shù)量不斷增多,工程施工,直接影響著坡體的穩(wěn)定性。滑坡發(fā)生于湖南省某市,位于湖南省東南部,地形地貌比較復(fù)雜,主要以山地丘陵為主,地勢東南高,西北低。由于該區(qū)域?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)濕潤氣候,四季分明,在夏季的時(shí)候,經(jīng)常有暴雨天氣,雨量充沛,勘察期間,發(fā)現(xiàn)地下水較豐富,該區(qū)域的特征結(jié)構(gòu)為,殘積土層,碳質(zhì)頁巖以及石灰?guī)r,殘積土層,結(jié)構(gòu)較松散,孔隙率大,滲透性強(qiáng),蓄水能力差,殘積土下部結(jié)構(gòu)較為緊實(shí),為相對(duì)隔水層。地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜,斷層及褶皺較多。該區(qū)域年降雨量較多,大氣降水通過滲透,從東部的低洼處流出,形成間歇性的地表水。此外,導(dǎo)致該滑坡出現(xiàn)的主要原因,還是因?yàn)楦浇^(qū)開發(fā)建設(shè)時(shí),開挖坡腳致使山坡的穩(wěn)定性下降,發(fā)生滑坡的區(qū)域,曾多次出現(xiàn)滑坡的現(xiàn)象。此次滑坡長六十米,坡底長一百九十米,坡腳臨近處是新建住宅小區(qū),坡頂長一百八十米,滑坡區(qū)最大高差在四十米左右,滑坡體形態(tài)呈上部陡,中下部緩,整體呈圓弧狀?;碌钠马斕幦杂卸嗵幜芽p,有擴(kuò)大的趨勢,所以應(yīng)給予及時(shí)的治理,否則對(duì)周圍地區(qū)的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重地威脅。
3、滑坡災(zāi)害形成的條件
滑坡是指斜坡上巖、土體,由于環(huán)境的改變或影響,在以重力為主的力的作用下,沿著一定的滑動(dòng)面(帶)整體下滑,其主滑段的垂直位移與水平位移之比與滑動(dòng)帶傾斜值一致的坡體變形。滑坡形成的條件一般主要分為:地質(zhì)條件、地形地貌、氣候、徑流條件、人類工程活動(dòng)、地震。
3.1地質(zhì)條件
地質(zhì)條件分為地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造兩部分。
(1)地層巖性;在巖土層中,必須具有受水構(gòu)造、聚水條件和軟弱面(該軟弱面也是有隔水作用)等,才可能形成滑坡。
巖土結(jié)構(gòu)比較松散,抗剪強(qiáng)度及風(fēng)化能力較低的,例如:黃土、紅黏土、粉質(zhì)黏土、頁巖、泥巖、煤系地層以及軟硬相間的巖層坡體,在水的作用下,性質(zhì)極易發(fā)生變化,導(dǎo)致滑坡現(xiàn)象的出現(xiàn)。案例中的區(qū)域主要為殘積土,空隙較大,殘積成因,手捻粗糙感,含礫石,礫石的成本是風(fēng)化的頁巖,顆粒大小不一,少量夾有頁巖殘留體,該圖層遇水后易崩解,厚度變化較大。
(2)地質(zhì)構(gòu)造:巖體構(gòu)造和產(chǎn)狀對(duì)山體的穩(wěn)定,滑動(dòng)面的形成、發(fā)展影響很大,一般堆積層和下伏巖層接觸越陡,則其下滑力越大,滑坡產(chǎn)生的可能性也越大。
當(dāng)斜坡上的巖土體,受構(gòu)造面的切割分離,處于不連續(xù)的狀態(tài)下,出現(xiàn)彎曲或者傾斜,出現(xiàn)曾間錯(cuò)動(dòng),層間的軟弱夾層在剪切力的作用下,形成剪切帶,地質(zhì)結(jié)構(gòu)遭到了破壞,縫隙增加,透水性變強(qiáng),長期受雨水的沖刷及風(fēng)化的作用,巖體會(huì)出現(xiàn)松動(dòng),這為巖土體的滑動(dòng)創(chuàng)造了條件,再加上降雨時(shí)雨水的滲入,加劇了滑坡的產(chǎn)生。
3.2地形地貌
從局部地形可以看出,下陡中緩的山坡和山體上部呈馬蹄形的環(huán)形地形,且匯水面積較大時(shí),在坡積層中或沿基巖面易發(fā)生滑動(dòng)。
3.3氣候、徑流條件
(1)氣候條件
氣候條件主要指大氣降水,如暴雨情況,大量雨水沿孔隙、裂縫滲入巖土體中,增加了巖土體的自重,同時(shí)降低了巖土體的抗剪強(qiáng)度和層間的結(jié)合力,為坡體的滑動(dòng)變形提供了有利條件。大部分的滑坡都發(fā)生在雨季,且都具備大雨大滑、小雨小滑、無雨不滑的特點(diǎn)。
案例滑坡出現(xiàn)的區(qū)域,屬于亞熱帶濕潤氣候,春夏秋降雨量較大,且滑坡發(fā)生的季節(jié)多為雨季,雨水的沖刷,坡體含水量的增加,為碳質(zhì)頁巖的軟化提供了條件,降低了滑面的抗滑力,增加了滑坡體的下滑力。
(2)地表水作用
地表水作用主要包括地表水的下滲、河流對(duì)坡腳的沖刷和潛蝕。地表水的下滲會(huì)增加坡體自重,降低坡體內(nèi)部的抗剪強(qiáng)度指標(biāo),而河流對(duì)坡腳的沖刷和潛蝕,則將消減坡體前緣的阻擋作用。
(3)地下水作用
坡體內(nèi)部地下水位的變化會(huì)引起坡體自重、巖土體的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以及靜水壓力、動(dòng)水壓力的變化,從而導(dǎo)致坡體的發(fā)生滑動(dòng)變形破壞。
3.4人類工程活動(dòng)
人為的破壞邊坡坡腳、破壞自然排水系統(tǒng)等人類工程活動(dòng)都有可能引起滑坡。如修建公路、鐵路、依山修建房屋廠房等工程時(shí),對(duì)斜坡坡腳進(jìn)行挖掘,同時(shí)還增加了坡體的荷載力,導(dǎo)致斜坡原有的穩(wěn)定性遭到破壞,再加上坡體的下部失去支撐進(jìn)而誘發(fā)坡體出現(xiàn)下滑的現(xiàn)象。
該滑坡發(fā)生的區(qū)域,曾多次發(fā)生滑坡,工程建設(shè)的進(jìn)行,坡體開挖力度較大,導(dǎo)致前部處于臨空狀態(tài),導(dǎo)致后部失去支撐而出現(xiàn)滑動(dòng)。
3.5地震
發(fā)生地震時(shí),在地震力的作用下會(huì)破壞斜坡坡體內(nèi)部原有的應(yīng)力平衡,從而引起滑坡。
根據(jù)上述的分析和總結(jié),湖南省某市發(fā)生的滑坡形成條件主要為:地層巖性條件、地形地貌條件、大氣降水、地下水作用以及人類工程活動(dòng)。
4、滑坡的特征、類型及分類
滑坡根據(jù)其滑體的物質(zhì)組成,形成原因及滑動(dòng)形式等,可分為各種類型,其具體分類如下:
根據(jù)上表,湖南省某市發(fā)生的滑坡為牽引式中層中型滑坡。該區(qū)域由于曾發(fā)生過滑坡,前部因工程施工開挖后形成臨空,坡體發(fā)生蠕變,導(dǎo)致后緣產(chǎn)生裂縫,再加上地表水的滲入,影響了滑坡的抗剪強(qiáng)度,下滑力增大,后部在失去支撐后,出現(xiàn)滑動(dòng),從而形成了牽引式的滑坡。
5、滑坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)是在對(duì)地質(zhì)體充分認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,通過對(duì)滑坡作用機(jī)理的研究,從而得出的定性和定量評(píng)價(jià)結(jié)果?;略u(píng)價(jià)方法可分為:定性分析法、定量分析法(數(shù)學(xué)模型法)、不確定性分析方法、確定性與不確定性方法的結(jié)合、物理模擬方法。非確定性方法主要有模糊數(shù)學(xué)分析法、灰色理論分析法、灰色模糊綜合法以及概率分析法等;確定性分析法包括解析法和數(shù)值分析法。其中解析法主要是基于極限平衡理論的剛體極限平衡分析法。
5.1定性評(píng)價(jià)方法
定性評(píng)價(jià)方法是分析影響滑坡穩(wěn)定性的主要因素、失穩(wěn)的力學(xué)機(jī)制、變形破壞的可能方式及工程的綜合功能等,對(duì)滑坡的成因及演化歷史進(jìn)行分析,以此評(píng)價(jià)滑坡穩(wěn)定狀況及其可能發(fā)展趨勢。該方法的優(yōu)點(diǎn)是綜合考慮影響滑坡穩(wěn)定性的因素,快速的對(duì)邊坡的穩(wěn)定性做出評(píng)價(jià)和預(yù)測。常用的方法有成因歷史分析法、工程地質(zhì)類比法以及赤平投影圖解分析法。
5.2定量評(píng)價(jià)方法
定量評(píng)價(jià)是基于力學(xué)計(jì)算方法進(jìn)行的。常用的斜坡穩(wěn)定性定量評(píng)價(jià)方法有剛體極限平衡法、有限單元法和破壞概率法等。而其中極限平衡法在工程中應(yīng)用最為廣泛。
6、滑坡防治的措施
滑坡整治工程大致分為減滑工程和抗滑工程兩類。減滑工程的目的在于不改變滑坡的地形、土質(zhì)、地下水等的狀態(tài),即通過改變滑坡體自然條件,而使滑坡運(yùn)動(dòng)得以停止或緩和??够こ虅t在于利用抗滑構(gòu)筑物來支擋滑坡體運(yùn)動(dòng)的一部分或全部,使其附近及該地區(qū)的設(shè)施及人民生命財(cái)產(chǎn)等免受危害。
滑坡防治的措施,應(yīng)根據(jù)滑坡的類型、規(guī)模,再結(jié)合滑坡區(qū)的實(shí)際地質(zhì)條件、水文條件,進(jìn)行綜合性的設(shè)計(jì)。在確?;抡w穩(wěn)定的條件下,治理的方案也應(yīng)與市政規(guī)劃,環(huán)境保護(hù)及土地的利用相結(jié)合。
結(jié)語:
綜上所述,滑坡災(zāi)害,是山區(qū)中常見的自然災(zāi)害,具有較強(qiáng)的突發(fā)性及破壞性。引起滑坡的因素也較多,因此在滑坡的治理過程中,應(yīng)對(duì)滑坡的形成機(jī)制重點(diǎn)分析,并結(jié)合滑坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià),采取有效的治理措施確保滑坡的穩(wěn)定性,減少滑坡災(zāi)害對(duì)人類及社會(huì)帶來的損失及不良影響。
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作者簡介:
何龍(1988.09-),男,土家族,湖南保靖人,本科,水工環(huán)中級(jí)工程師,主要從事巖土工程勘察工作。