滑坡机理范文（精选9篇）
滑坡机理 第1篇
南平市地质环境复杂, 是地质灾害发育严重的地区之一。研究区内属山区, 山地与丘陵面积占全市90%以上, 地形差异大, 区域性大断裂发育, 新构造运动活跃, 岩体破碎, 残坡积土发育, 厚度较大;降雨量大, 降雨集中, 春末夏初、夏末秋初台风暴雨多。汛期逢强降雨、构造运动、活动频繁都发生大量地质灾害。
目前, 受地层岩性、气候水文、地质构造、地形地貌等的综合影响, 滑坡灾害已成为制约国民经济持续稳定发展的因素之一[1,2,3]。其主要特点是分布广泛、规模较小, 以土质为主, 发生频率高、突发性强、危害性大, 大部分与人类工程活动有关[4,5]。滑坡多为残坡积土, 该类土体为松散结构, 透水性较好。当降雨大量入渗后, 土体抗剪强度显著降低, 地下水侧向径流, 产生静水压力和动水压力, 增加下滑力, 进而产生滑坡。由于浅层地表易受降雨及人类工程活动的影响, 容易诱发小型浅层滑坡。据统计资料显示, 滑坡体厚度小于6 m的浅层滑坡占统计总数的91.28%。由于受地形地貌、地质条件的制约, 研究区内滑坡具有明显的地域特征和区域变化规律, 根据《福建省气候公报》数据显示, 自1961~2011年, 每年3~10月雨季, 闽西、闽北、闽南丘陵地区发生了大量地质灾害, 其中以滑坡及其次生灾害泥石流的灾害程度最高, 对人们的生命及财产造成了不可估量的损失。
1 工程概况
立墩滑坡群位于南平市延平区红星村立墩乡, 地貌属于内陆低山区单元, 坡积层较厚, 坡度20°~33°, 该滑坡及链生灾害泥石流主要滑动方向为正西向, 并受两侧滑坡的不断补给, 最终导致该村礼堂被冲毁, 数10人遇难, 见图1~2。
2 滑坡机理分析
2.1 地层岩性分析
该处地表红土层厚度1~5 m。内部零星分布有未完全非风化的块状强风化的岩体, 见图3。覆盖土层及强风化岩体主要成分通过X衍射矿物成分分析试验, 得到相关矿物成分, 见表1。
2.2 滑坡机理分析
滑坡群源点在村落北部山体土-岩接触面, 2010年6月暴雨季节, 结合地层岩性分析情况可知, 受到暴雨激打及地表水大量入渗的影响, 在土岩接触面抗剪强度降低, 沿着基岩节理面产生滑动。洼地处有大量农用梯田, 在降雨作用下积累了大量的地表水, 已经处于临滑状态。在上游滑体的冲击下, 形成泥石流。洼地两侧发育大量小型滑坡体, 增加了泥石流的方量 (见图4) 。最终形成大型泥石流涌浪。
3 结束语
结合研究区域地形地貌及岩土体性质以进行了分析, 考虑降雨因素等对滑坡机理进行了分析, 为防止本地区再次发生滑坡灾害提供指导, 并为类似滑坡风险区域滑坡机理研究提供借鉴。
摘要：近年来, 滑坡灾害发生频率呈现增加的趋势, 受地层岩性、气候水文、地质构造、地形地貌等的综合影响, 滑坡已成为国内主要灾害之一。其主要特点是分布广泛、规模较小, 以土质为主、发生频率高、突发性强、危害性大, 大部分与人类工程活动有关;而且滑坡并不是孤立发生或存在的, 往往以点、群形式发生, 形成灾害体系或者灾害链, 在降雨量异常区出现区域性与群发性地质灾害。所以, 对滑坡灾害机理进行研究以防治滑坡灾害的发生具有指导意义。
关键词：立墩,滑坡群,机理,研究
参考文献
[1]王恭先.滑坡防治中的关键技术及其处理方法[J].岩石力学与工程学报, 2005, 24 (21) :20-29.
[2]张茂省, 李同录.黄土滑坡诱发因素及其形成机理研究[J].工程地质学报, 2011, 19 (4) :530-540.
[3]许冲, 徐锡伟, 于贵华.玉树地震滑坡分布调查及其特征与形成机制[J].地震地质, 2012, 34 (1) :47-62.
[4]胡瑞林, 范林峰, 王珊珊, 等.滑坡风险评价的理论与方法研究[J].工程地质学报, 2013, 21 (1) :76-84.
闽南山地滑坡成因和形成机理探讨 第2篇
闽南山地滑坡成因和形成机理探讨
通过对福建省闽南地区地质灾害调查与区划中的`典型地质灾害点-滑坡的特性、成因和形成机理进行分析总结,同时进一步证明了对典型地质灾害点调查、治理的重要性.
作 者：许碧铨 XU Bi-quan 作者单位：福建省地质工程勘察院,福建,福州,350002刊 名：山东交通科技英文刊名：SHANDONG JIAOTONG KEJI年，卷(期)：2009“”(4)分类号：P642.22关键词：滑坡 成因 机理 探讨
滑坡的形成机理及防治 第3篇
1 滑坡形成的机理
1.1 滑坡形成的因素
(1) 自然环境因素。自然环境因素主要表现在自然的地质条件上, 比如施工路段的地形起伏较大, 地表自然斜坡 (尤其是坡残积、坡洪积成因的堆积层地段及软弱、破碎、顺层岩体地段的斜坡) 的稳定性极差, 自然条件的恶劣就容易造成滑坡问题的形成, 在下段滑坡失稳问题的探讨中, 还将继续探究自然因素的影响。
(2) 自然气候的影响。滑坡形成主要是受到降雨或地表水的影响, 在雨水施工的条件下, 为了抢工期或是其他, 在雨天施工会造成滑坡, 而且地表水下渗的影响, 也会造成边坡失稳, 降雨是造成滑坡的主要因素, 而降雨施工也是工程滑坡的主要诱发因素。
(3) 人为因素。人为因素是造成滑坡的主要因素, 工程施工会造成地质破坏, 在破坏原有生态平衡的情况下, 引起斜坡山体失稳, 造成工程滑坡, 工程地质勘察深度不够、采取工程措施不力、施工方法不当、支挡不及时、地表排水不畅或工程质量存在问题等, 均为导致工程滑坡发生的主要人为因素。
1.2 探究影响边坡稳定的因素
想要对整体对边坡稳定性做出准确评价其难度很大, 边坡的稳定性受到工程地质条件, 水文地质条件, 地质地貌, 岩性等自然条件的影响, 又受到人类工程活动等影响, 因此边坡的稳定性是一项需要综合考虑的工作, 其特点具有复杂性, 不确定性, 模糊性等, 但归结起来还是与以下方面有关:
(1) 岩性和结构。边坡失稳与岩性有关, 也与岩性内部结构有关, 岩体结构的连续性常常受到地质结构面的破坏, 结构面往往是影响边坡稳定的重要因素, 岩体的连续性和强度都受到结构面的影响,
(2) 水文因素。水是影响边坡稳定性的一个关键因素, 滑坡, 泥石流, 全都与水有关, 地表水和地下水会通过岩体裂缝降低边坡的软硬结构, 破坏力学中的强度, 进而让坡产生滑移变形, 影响边坡的稳定性, 确定地下水的水位和水压是边坡稳定性分析中的一个重要问题和关键因素, 水位因素对于边坡稳定性的预测具有及其重要的参考因素。
(3) 震动爆破。在施工过程中, 常常需要爆破, 爆破震动给边坡稳定带来的影响是一个不容忽视的因素, 较大的爆破震动及容易带来边坡失稳, 特别是在爆破过程中, 没有充分考虑到地形结构特征, 造成局部边坡失稳, 没有按照设计施工, 违规操作等, 也容易影响边坡稳定。
(4) 人为因素。在人类的生产活动中, 对于边坡处理不善以及生产的随意性都对边坡的稳定性产生了重要影响, 轻视帮坡的作用, 成产处理不善且随意, 没有科学性, 导致在重力的作用下, 易产生滑体。
2 边坡防治措施的若干问题
随着边坡稳定性工作不断受到社会的重视, 边坡稳定性的治理, 一些保障边坡安全的措施也逐渐实践。
(1) 边坡加固。边坡加固是一种被动采取的措施, 主要是针对滑坡和变形体, 利用钢轨抗滑桩或挡墙等, 加固边坡, 以保障边坡稳定性, 治理边坡安全等目的。高边坡发生变形破坏的事故频繁发生, 高边坡的加固对工程起到至关重要的作用, 两项技术有望在对滑坡灾害, 特别是具有卸荷裂隙的高陡边坡滑坡的防治中取得良好效果。
(2) 边坡监督。地表位移监测系统, 是边坡监测中最常用的一个监测系统, 在边坡变形监测方面发挥了重要作用, 同时边坡技术研究的管理机构在对边坡进行维护的过程中也发挥了重要的作用, 边坡监测对边坡进行监测, 有利于预防滑坡的危险。
(3) 边坡治理的方法总的来说常用的边坡治理大致可分为工程护坡和生物护坡两种方法, 其治理边坡生物治理是跨越多个学科的边缘领域, 它需要土木工程学、工程力学、农学、林学、生态学、恢复生态学等多个学科知识, 因此多学科知识应用到边坡防治是一个明显的发展趋势。
3 工程滑坡的预防措施
(1) 重视施工前的工程设计工作。避免工程滑坡问题的出现首先在施工前就要对工程选址进行多方面的考虑, 在施工条件允许的情况下, 尽量绕开可能出现滑坡的地段, 在必须要面对滑坡路段时, 要加大勘察的力度, 对边坡稳定性作出提前的评价, 同时提前做好防护措施, 设立应急预案, 对路堤工程, 不应设在滑坡或深层软弱土地基上。必须设置时, 应采取必要的工程加固措施, 确保路堤稳定, 对软弱的路段要加固防护措施, 采用一系列的技术方法保证路基稳固。
(2) 做好施工排水的工作。滑坡形成往往与降雨或是地表水有关, 所以做好施工的排水工作是从外部环境中有效抑制滑坡形成的重要手段, 在施工的组织系统中, 要保证施工排水系统的运行顺畅, 遇水软化膨胀, 造成边坡失稳, 是施工路段经常遇到的现象, 可以说水害是滑坡的形成的重要诱因, 因此在公路施工中要着重注意施工排水工作的重要性。
(3) 施工的组织与选择。在施工过程中, 施工工序不当, 施工工艺和施工方法选择不当都是诱发施工滑坡的主要因素, 对于施工者来说, 旱季施工是可以有效控制自然环境对于施工的影响, 但是受到施工条件的要求, 可能会出现雨季施工, 因此在雨季施工时要注重可能出现滑坡路段的施工监督和技术监督, 同时, 施工技术和施工方法的选择, 是否因地制宜, 科学合理, 都是防治滑坡的关键。
(4) 加强地质勘探。施工的地质条件与施工设计是否一致, 是需要在施工深入的过程中不断核实参考的, 一旦发现地质条件不适合施工, 易诱发大面积的滑坡问题, 应立即停止施工。
4 总结
滑坡作为公路施工中经常遇到的一个问题, 研究滑坡的形成机理及防治问题具有非常重要的现实意义, 综合来看, 滑坡的形成受当地的地质条件影响, 受特殊气候的影响, 更主要的是受人为因素, 特别是道路施工的影响, 在面对施工滑坡的问题时, 需要结合施工地段的地质情况, 在工程施工前就综合考虑施工可能诱发滑坡的各项因素, 要以预防为主, 认真总结经验教训, 在铁路、公路等工程勘察、设计、施工、监理过程中, 都必须引起工程界的高度重视。
参考文献
[1]赵秋鹏.灌溉作用下陕西省泾阳县张村湾黄土滑坡形成机理及稳定性分析研究[D].西北大学, 2014.
滑坡机理 第4篇
四川宣汉天台特大滑坡的成因机理及排水工程措施研究
深入分析了暴雨诱发四川省宣汉县天台乡特大型滑坡的成因机理,提出了近水平岩层特大型滑坡多级平推式滑动的模式,归纳总结了降雨降低滑坡体稳定性的`因素,并通过因素敏感性分析,比较了各种因素的影响程度.在对滑坡成因机理深入研究的基础上,制定了相应的地表和地下排水工程措施.最后,根据滑坡排水系统投入正常运营后的实际排水情况和数值模拟结果,对地表排水和地下排水的效果进行了分析评价.
作 者：范宣梅 许强 黄润秋 徐志文 刘天翔 葛华 FAN Xuan-mei XU Qiang HUANG Run-qiu XU Zhi-wen LIU Tian-xiang GE Hua 作者单位：成都理工大学“地质灾害防治与地质环境保护”国家专业实验室,成都,610059 刊 名：成都理工大学学报（自然科学版） ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF CHENGDU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY(SCIENCE & TECHNOLOGY EDITION) 年，卷(期)：2006 33(5) 分类号：P642.22 关键词：降雨 多级平推式滑坡 因素敏感性分析 排水 数值模拟公路滑坡机理及稳定性分析 第5篇
公路建设在我国经济发展中占据着非常重要的地位, 而公路滑坡问题则是严重影响交通运输的关键问题, 并造成严重的经济损失。我国公路滑坡具有普遍性和严重性。目前为止, 边坡稳定性研究的历史已长达一百多年, 滑坡的稳定性分析评价方法也在不断地更新、发展和完善。本文结合长沙市开元西路滑坡, 在获取了大量的工程地质数据基础上, 通过总结、统计、分析, 判断公路滑坡的稳定性。
1 工程概况
该滑坡位于长沙县开元西路, 交通较便利。根据观测数据显示, 目前后缘裂缝和滑坡中部裂缝还在持续加宽, 有扩大趋势, 亟需治理。
2 滑坡形态特征、地层构成及气象特征
2.1 滑坡体的形态特征
该滑坡位于山坡, 属填土和泥质粉砂岩残积土构成的顺层土质滑坡。该滑坡平面形态前宽后窄, 呈“贝壳”形。滑坡纵长约36m, 滑坡体前缘宽约35m, 后缘宽约9.5m, 面积约800m2, 体积约4800m3, 前缘最低高程54.84m, 后缘最高点高程70.04m, 高差15.20m。滑体剖面形态呈“勺形”, 中部靠前较厚, 后部较薄。滑体表面起伏, 滑坡边界在地形上清晰可见。
滑坡体呈上凹下凸起伏, 前缘 (土体) 被挤出呈舌状凸起;两侧地层多有扰动和松动现象, 有裂缝和拖拉褶曲;后缘壁较陡且有坍塌遗迹。
2.2 滑坡的地层构成
该滑坡由填土 (1) 、粉质粘土 (2) 、强风化泥质粉砂岩 (3) 及中风化泥质粉砂岩 (4) 组成。
填土 (1) :稍湿-很湿, 松散, 主要由粘性土、含少量泥质粉砂岩碎屑;
粉质粘土 (2) :稍湿-湿, 可塑-硬塑, 局部软塑状;
强风化泥质粉砂岩 (3) :粉砂质结构, 泥质胶结, 中厚层构造, 岩芯呈碎块状、短柱状, 易断易碎, 遇水易软化, 失水易干裂, 极软岩, 极破碎, 岩体基本质量等级为Ⅴ类;
中风化泥质粉砂岩 (4) :粉砂质结构, 泥质胶结, 中厚层构造, 岩芯呈长柱状、短柱状, 遇水易软化, 失水易干裂, 软岩, 较破碎, 岩体基本质量等级为Ⅴ类。
2.3 滑坡区气候特征
该区属亚热带季风湿润气候区, 气候温暖, 四季分明, 春季多雨, 夏秋多旱, 严寒期短, 暑热期长。据1971~1997年资料, 年降水量1035.2~1824.3mm, 多年平均1392.1mm, 3~7月为雨季, 降水量占全年的58~81%。
3 滑坡成因机制分析
(1) 物质基础:斜坡上存在比较厚的填土, 为坡体变形提供了物质来源, 由于土体松散、欠固结, 土体力学性质差, 在地下水及降雨作用下容易变形。填土主要由粘性土和少量泥质粉砂岩碎屑组成。
(2) 空间条件:由于填土 (滑坡体) 与粉质粘土接触面外倾, 从而使滑体产生一个向下滑动的分力。
(3) 降雨、地下水作用:斜坡上部土层结构松散, 透水性较好, 下部为相对不透水的粉质粘土和基岩, 从土层入渗的水仅能沿填土 (滑坡体) 与粉质粘土接触面向前缘排泄, 随着时间的推移, 接触面逐步成为一软弱结构面, 为滑坡的形成提供了良好的滑面。土体在暴雨作用下, 降水通过孔隙、裂隙入渗转变为地下水后, 一方面土体自重增加, 另一个方面, 土体内聚力减小, 填土 (滑坡体) 与粉质粘土接触面处抗剪强度降低, 从而使土体沿斜坡向下缓慢滑移下沉, 形成斜坡上的拉张裂缝, 裂隙接受地表水及降水入渗, 加速斜坡变形破坏。
4 公路滑坡稳定性分析
4.1 稳定系数计算
4.1.1 主剖面的选取
选择根据实测地形线及工程地质钻探成果绘制成主剖面, 对主剖面进行稳定计算, 计算分为两种工况: (1) 边坡在天然状态下的稳定状态; (2) 边坡在饱水工况下的稳定状态。根据滑坡工程地质条件及变形破坏机制, 采用不平衡推力传递系数法进行稳定性验算。
4.1.2 计算依据
以实测滑体勘探线剖面为计算剖面, 采用极限平衡法理论的传递系数法进行稳定系数和滑坡推力计算, 以此完成滑坡稳定性评价与分析, 如图1所示。
4.1.3 计算公式
本滑坡滑面为折线形, 折线滑动法模型如图2所示, 其稳定系数计算公式为:
式中:Ri———作用于第i块段的抗滑力 (k N/m) ;
Ni———第i块段滑面的法向分力 (k N/m) ;
φi———第i块段土的内摩擦角标准值 (°) ;
Ci———第i块段土的粘聚力标准值 (k Pa)
li———第i块段滑面长度 (m) ;
Ti———作用于第i块段滑面上的滑动分力 (k N/m) , 出现与滑动方向相反的滑动分力时, Ti应取负值;
ψi———第i块段的剩余下滑力传递至i+1块段时的传递系数 (j=i) 。
4.1.4 计算参数的选定
首先采用传递系数法, 对力学参数进行反演。反演假设滑坡趋于极限平衡状态, 即稳定系数Fs=1, 计算所采用的物理力学参数为现有的勘察测试成果, 结合滑带土物理力学经验参数, 进行类比, 综合选取。
根据试验成果, 经反演分析, 确定滑坡计算参数见表1。
4.1.5 计算各种工况下的稳定系数
滑坡稳定系数分两种工况, 即自重天然状态和饱和状态 (暴雨期间) , 经计算, 各种工况下的稳定系数见表2。
4.2 滑坡推力计算
滑坡推力计算, 采用传递系数法, 设计安全系数Ks=1.2, 分别在两种工况下进行计算, 计算公式如下:
式中:Pi———第i块段的推力 (k N/m) ;
Pi-1———第i-1块段的剩余下滑力 (k N/m) ;
Ks———推力计算安全系数;
ψi-1———传递系数;
Ri———第i计算块段滑体抗滑力 (k N/m) ;
Ti———第i计算块段滑体下滑力 (k N/m) 。
首先采用传递系数法, 对力学参数进行反演。反演假设滑坡趋于极限平衡状态, 即稳定系数Fs=1, 计算所采用的物理力学参数为现有的勘察测试成果, 将反演结果, 结合滑带土物理力学经验参数, 进行类比, 综合选取。经计算, 各种工况下的滑坡推力见表3。
4.3 滑坡稳定性分析
通过对滑坡稳定系数的计算, 可以看出, 在自重天然状态下, 滑坡体处于相对平衡状态, 在饱和状态 (暴雨期间) 下, 滑坡整体失稳。
在现状条件下, 其前缘表层土体已出现多处变形形迹, 可见其安全储备不高, 已处于潜在不稳定状态, 加上外界条件的不断影响, 滑坡将进一步恶化, 极有可能发生整体失稳下滑。一旦整体失稳下滑, 将阻断交通, 也可能对生命财产造成巨大损失。同时, 所造成的环境破坏和间接损失, 更不可低估。
5 滑坡综合治理方案
主体工程包括抗滑桩、锚杆、挡土墙浆砌石格构工程。附属工程包括坡面排水, 植草 (绿化) 等。通过对滑坡的治理, 可保护公路的安全, 也可保护地质环境和土地资源。支挡部位岩土设计参数见表4。
6 结束语
近些年来, 公路建设随经济的飞速发展, 复杂的地质环境条件使得公路在建设过程中面临越来越多的工程地质问题, 其中尤以滑坡灾害最为突出。目前我国在整治滑坡灾害方面已积累了较为丰富的经验, 在工程实践中主要以极限平衡法对滑坡进行稳定性分析, 进而对滑坡治理方案进行设计。本文以某滑坡为工程背景, 对其进行滑坡稳定性分析, 在此基础上提出了滑坡综合治理方案及支挡部位岩土设计参数。
参考文献
[1]邵建然, 周文斌, 谢世刚.千岛湖某公路滑坡机理分析与稳定性分析[J].山西建筑, 2011, 37 (4) :129~130.
[2]韩琨.青藏高原山区某公路滑坡滑动机理及其稳定性分析[J].煤田地质与勘探, 2013 (1) :63~66.
滑坡机理 第6篇
随着公路网的不断加密, 公路建设已全面进入山区, 受地形条件的约束, 路线不可避免地要遇到一种特殊地貌——围椅状斜坡汇水地貌, 在其下游沟口修建路堤, 处理不好会产生路堤滑坡, 引起交通中断。下面以某国道路堤滑坡为例, 来分析该类路堤滑坡产生的机理、处理情况及今后此类路段修建路基应注意的问题。
1 工程概况
某国道一级公路改造工程KXX+770～KXX+950段, 运营半年后, 于某年6月27日, 由于长时间的强降雨引起本段路堤首次下沉滑移, 路面开裂, 中断交通。同年10月组织对滑坡段路基进行了第一次整治, 在路基下游方向设置了ϕ133抗滑注浆钢管桩, 并将路床部分返挖回填压实加固处理, 路堤恢复稳定。次年7月27日, 受台风“格美”强降雨的影响, 路基又重新开始沉陷下滑, 至次年7月28日路面右幅沉陷错断, 最大位移达40 cm, 至次年7月30日现场查勘时最大沉降已达50 cm以上, 路基内埋设的涵洞已错断, 排水中断, 下游坡脚多处见地下水或集中或散排泄出, 路堤边坡多层面开裂下沉, 向下游滑移。从路面破坏变形情况来看, 路基下游边坡6 m处钢管抗滑桩起到一定的支挡作用, 但目前已不足以抵抗路基下滑, 必须重处理。
2 地形、地质环境和条件
2.1 地形地貌
路线位于丘陵山体的近坡脚处, 海拔高程295 m～348 m左右, 地形起伏均较大, 地面横坡坡度一般在22°～45°, 左侧山体呈舒缓围椅状, 汇水面积较大, KXX+860处为该片区地表水集中排泄的一条冲沟, 右侧为河流, 冲刷切割较深, 下修拦河坝, 国道路基顶部宽18 m, 坡脚处为仍在使用的老国道, 与新路面的相对高差为32 m, 路堤边坡按上部1∶1.5、下部1∶1.75设计。
2.2 工程地质及水文地质条件
建设场地工程地质条件比较复杂, 小褶皱和交错断裂构造发育, 岩层挤压破碎严重, 破碎层厚度大, 场地整体稳定性差。通过实地查勘及钻探分析可知, 路堤填土上部为高、低液限粉土, 下部为碎砾石混黏土, 夹少量强风化炭质岩岩屑, 下部含水饱和, 总厚度3.3 m～13.2 m, 属于中～高压缩性土;天然地基为高、低液限粉土和强风化炭质泥页岩, 粘性差, 含植物根系, 处于饱水软塑状 (推测为主滑移面) 。由于特殊的地形条件, 地表主要为强降雨的季节性汇水, 由于地表水的强势入渗, 在路堤及天然地基之间形成地下渗流, 使路基土与原地表结合处的含碎石高/低液限粉土处于饱和状态, 强度明显降低。
3 路基沉陷滑坡原因及机理分析
1) 设计期间对汇水斜坡高路堤的认识明显不足, 路堤横断面未做特殊路基设计, 同时, 路边坡堤未做稳定性计算, 否则, 下边坡应考虑采用支护措施, 由于特殊的地形及地质条件, 普通的浅边沟排水基本起不到排水的作用, 特别是冲沟部位, 应在底部部分考虑渗水路堤处理。
2) 施工组织不合理[1], 路基没有严格按斜坡路堤施工, 原地面未做台阶式开挖, 路基填料使用了高液限粉土和炭质页岩碎岩屑等不良路基填料, 施工质量难控制, 加上天然地基也多为高液限粉土[2], 透水性好, 水理性质差, 易饱水软化, 强度降低 (饱和粉土c=3 kPa, ϕ=18°) , 这是导致滑坡的内因和物质基础。
3) 强降水是该路堤滑坡的主要诱导因素, 另外, 路基右侧小河修筑水坝, 抬高水位3 m以上, 泡软老路基及新路基的坡脚, 对诱发新路基整体下滑也起到一定的作用。
总之, 由于受到强降水的连续入渗侵蚀, 致使路堤底部及天然地基中的高液限粉土长期浸泡软化, 抗剪强度大大地降低, 并在路堤底部形成连续的软弱滑移面, 最终导致路基沉陷和侧向滑移, 路面断裂。该路堤滑坡应该为典型的水毁路基, 滑坡性质为牵引式滑坡 (见图1) 。
4 处治方案的确定
4.1 方案一——路基加固处理方案
首先, 采取防、截、堵、排相结合的方式, 建立完善的排水系统, 设置多个深埋涵洞和跌水井进口, 跌水井靠山体侧密布盲沟泄水管, 使山体地表及地下渗水尽可能通过涵洞流出路基, 以此解决路基左侧排水问题。
其次, 在路基下游坡腰部设置上、下两排抗滑桩, 起到强腰、抵抗路基主体下滑的作用。并在坡脚处砌筑抗滑挡土墙, 以保留老国道的通行空间, 降低老国道右侧河流水坝上游的水位, 稳固坡脚。同时, 路堤本身采用注浆、挤密碎石桩等方式补强处理。
该方案处理针对性强, 造价中等, 但像盲沟设置不好控制, 排水问题难于从根本上得到解决, 路基已滑移, 施工困难, 施工安全难保障。
4.2 方案二——路基重新修筑方案
该方案要求清除已破坏的路基土, 并超挖软基部分, 然后按汇水陡坡路堤重新设计、施工, 路基填筑前沿凹地设置数条砂砾石渗沟、盲沟, 按台阶式开挖修整原地面, 底部铺垫1 m～2 m砂砾石层, 设计为反滤石层结构, 在此基础上填筑路基土, 并设置集中排水边沟、涵洞, 同时根据稳定性计算, 在下游设置路堤挡墙。该方案工程造价较低, 但土石方量大, 施工周期较长, 可能会长时间中断交通, 社会影响较大, 同时, 受老国道的影响, 路堤放坡空间受限制。
4.3 方案三——微调线位方案
本方案建议将线位往山体方向偏移, 受KXX+950附近的端部哑口控制, 偏移距离在10 m～40 m, 刚好偏离滑坡路基, 原路基原则上不做处理, 改线长度在600 m左右。改线方案造价中等, 但由于区内多发育高液限粉土, 可能引起新的路基上边坡滑坡等新问题, 而且排水不畅引起路堤下边坡不稳定的问题同样存在, 难于起到一次性的效果, 留下较长的废路基社会影响也不好, 且对老国道一直存在安全隐患, 工期也较长。
4.4 方案四——架桥整治方案
本方案鉴于目前路基已整体破坏, 以及高填方路堤稳定性差等原因, 建议对架桥方案进行技术比较, 采用架桥方案具有较明显的安全、耐久等特点, 永久地解决了排水问题, 各种技术指标好控制, 不利因素是造价可能偏高, 工期也较长, 但可以保证老105国道通行, 缓解交通压力。若采用架桥方案, 考虑工期因素, 建议优先考虑预制预应力空心板桥型方案, 以节省工期。
4.5 方案确定
针对以上几个方案的优劣势, 综合考虑工程的安全性、可操作性, 以及经济、效用等, 同时兼顾考虑工期和社会影响, 由于本病害对社会已造成了一定的不良影响, 根据病害处理“一次性根治、不留后患”的原则, 我们优先推荐采用了架桥方案。
5 结语
1) 此类路堤应按特殊路堤单独设计, 根据公路路基设计规范[2]要求, 地面横坡为1∶5～1∶2.5时, 原地面应挖台阶, 台阶宽度不应小于2 m, 当地面横坡陡于1∶2.5时, 应按陡坡路堤进行稳定性计算。
2) 该类地形修筑路堤, 关键是要解决地表及地下排水问题, 上游应深挖边沟, 必要时设置渗沟、盲沟、落水洞等, 尽量把地表水通过涵洞排出路基, 由于岩土体渗透性好, 地下径流较强, 应该在路堤底部, 特别是原地貌冲沟附近, 填筑透水性好的材料做渗水路基处理, 有效地疏导地表及地下水。
3) 路基填料也是非常关键的因素, 高液限粉土及炭质页岩等水理性质非常差, 根据公路路基设计规范[2]是不能直接作为路基填料的, 必须进行土质改良。
4) 路线通过此类地形时, 路线设计阶段有必要对路堤方案与架桥方案进行技术比较。
参考文献
[1]JTJ 033-95, 公路路基施工技术规范[S].
[2]JTG D30-2004, 公路路基设计规范[S].
某滑坡机理分析与稳定性评价 第7篇
该滑坡属黄土台塬边缘自然形成的古滑坡。由于环境条件的变化和人类工程经济活动的影响,古滑坡开始复活。2003年7月强降雨后,滑坡后部出现宽度超过1 m,断续长度达1.2 km的弧形拉张裂缝;滑坡前缘出露多处泉水并形成湿地,局部产生塌滑,造成少数窑洞和房屋毁坏。
2 滑坡特征
该滑坡东西长1.0 km左右,南北宽约0.6 km,体积约900×104m3,属大型黄土滑坡。总体呈上小下大阶梯状。滑坡后壁呈圈椅状,倾角46°。
滑坡体上发育有滑坡台坎及横向张性裂缝;滑体坡面总体趋势由后缘向前缘缓倾,倾角15°～20°,滑坡前缘多有鼓胀凸起,并有串珠状泉水出露,如图1所示。
3 滑坡影响因素及机理分析
3.1 地形地貌条件
该滑坡体处于黄土台塬边缘,坡体较陡,大于黄土的内摩擦角(19°～30°),因此,斜坡稳定性差,在各种营力综合作用下,易出现滑坡。
3.2 地层岩性的影响
该滑坡所在场地及其周边分布的地层主要是第四系黄土和第三系的砂、泥岩。黄土地层本身的特性是形成滑坡的内在根本原因,黄土地层垂直节理发育,孔隙率高,含水量低,大气降水易于入渗,且黄土具有一定的水敏性,遇水后抗剪强度迅速降低,在其他条件具备时,易产生滑坡;而其下伏的砂、泥岩岩性较为疏松,力学强度较低,遇水后容易软化,同时与黄土相比又成为相对不透水层,形成潜水地面,有利于滑面的形成。
3.3 水的影响
该滑坡场地地下水类型主要是第四系孔隙、裂隙水。对滑坡影响最大的是第三系上新统红土层以上的黄土孔隙裂隙潜水,该层水主要接受大气降水补给,在滑坡前缘常以下降泉水的形式排泄,并在局部地段形成湿地。大量实验表明,当红土的含水量增加至35%左右时,抗剪强度降低60%以上,饱和状态下的泥岩较天然状态下抗剪强度降低30%～40%,加之地下水汇集成层,对上覆土体产生浮托力,降低了抗滑力,地下水还会溶解土体中的易溶物质,改变土体结构和化学成分,这些都对该坡体的稳定性构成了影响。
3.4 人类活动影响
由于人类耕作、开挖坡脚建房、挖窑洞等活动,大大减少了坡脚的支撑力,降低了坡体稳定性。目前,滑坡体前部居民房屋变形开裂较为严重,许多房屋已成危房,变形开裂的建筑呈带状分布,其走向与滑向垂直,房屋开裂变形最大宽度为4 cm。由此可见,人类活动是对坡体稳定性造成影响的一个显著因素。
3.5 机理分析
综上所述,该滑坡具备了适宜的地形地貌条件,大气降水和地表水极易入渗等便利条件,而下伏地层岩性又利于保水,使地下水排泄不畅,引起水位抬高。在地下水的作用下,土体逐渐被饱和、泥化或软化,使土体产生长期蠕变,随着形变不断增加,形成局部软弱面,在外力和重力作用下,其形变量和形变速率不断增大,当超过其允许值时,坡体沿塑性区出现流变破坏,坡体蠕变进入加速阶段,当局部软弱滑动面贯通后,坡体就进入了临界滑动状态。
4 滑坡稳定性分析与评价
4.1 定性分析与评价
该滑坡是一个发生在黄土塬边的老滑坡,滑体地形较为平缓,有利于降水的入渗,加之人们在滑体上耕作,在滑体前部削坡建房和修路等人类活动的强烈影响,该滑体前缘缓慢前移,如前缘的村民院落消失,房屋与前缘的距离变小等,这些迹象充分说明老滑体已重新复活,目前处于蠕滑变形阶段。
4.2 力学计算评价
4.2.1 计算剖面选取
计算剖面的选取将尽可能考虑以下因素:
1)尽可能与滑坡主滑方向一致;2)剖面具有代表性,能反映滑坡的变形、破坏特征;3)数据基本可靠,能真实反映岩土体情况。
根据以上计算剖面选取原则,选取主滑剖面进行力学计算,计算剖面图见图2。
4.2.2 计算模型与方法选取
根据选取的计算剖面(A—A'剖面),采用传递系数法评价滑坡的稳定性。稳定系数的计算公式如下:
其中,Fs为稳定系数;θi为第i块段滑动面与水平面的夹角,(°);Ri为作用于第i块段的抗滑力,kN/m;Ni为第i块段滑动面的法向分力,kN/m;φi为第i块段土的内摩擦角,(°);ci为第i块段土的粘聚力,k Pa;Li为第i块段滑动面长度,m;Ti为作用于第i块段滑动面上的滑动分力,k N/m,出现与滑动方向相反的滑动分力时,Ti应取负值;ψj为第i块段的剩余下滑力传递至i+1块段时的传递系数(j=i)。
稳定系数Fs应符合下式要求:
其中,Fst为滑坡稳定安全系数,根据研究程度及其对工程的影响确定。
4.2.3 计算结果及分析
稳定性计算结果为:滑坡体稳定系数Fs=1.045(欠稳定)。
根据表1的计算结果,该滑坡总体处于欠稳定状态,不能够满足稳定的要求,在强降雨或人为因素的作用下,易失稳产生变形破坏。
5 结语
通过滑坡体所处的地质环境条件和滑坡体的空间分布特征,分析了其影响因素和机理,从定性和定量角度对该滑坡体的稳定性进行了分析,为后期该项地质灾害防治工作提供了依据和建议,为同类型滑坡灾害评价分析提供了借鉴。
参考文献
[1]段永侯,罗元华.中国地质灾害[M].北京:中国建筑工业出版社,1993:180-220.
[2]陈秀清,黄晓辉.滑坡地质灾害治理工程勘查的实践——以浙江省余姚市大俞村滑坡为例[J].岩土工程技术,2007,21(2):105-109.
灵石县翠峰山滑坡形成机理分析 第8篇
1 滑坡形成的条件
1.1 地质条件
1) 岩性:在岩土层中, 必需具有受水构造、聚水条件和软弱面 (该软弱面具有隔水作用) 等, 可能形成滑坡。2) 地质构造:岩体构造和产状对山坡的稳定、滑动面的形成、发展影响很大, 一般在不同地层接触面、断层破碎带或节理裂隙密集带, 易受水软化, 形成软弱滑动面, 且与坡向一致而又位于斜坡底部时, 极易沿此面发生滑坡。
1.2 气候、径流条件
1) 气候条件:气候变化促使岩土风化, 减少岩土体的粘聚力和结合力, 当雨水渗入较多时, 易发生滑坡。2) 地表水作用:地表水下渗, 增加山坡土体的含水量, 使土达到塑性状态, 降低土体的稳定性。当水渗入不透水层上时, 使接触面湿润, 减少摩擦力和粘聚力, 使山坡失去稳定而下滑。3) 地下水作用:地下水量的增加, 使土体含水量增大, 滑动面上的抗滑力减少而下滑。
1.3 地形及地貌
从局部地形可以看出, 下陡中缓上陡的山坡和山坡上部成马鞍形的环状地形, 且汇水面积较大时, 在堆积层中或基岩面易发生滑动。
1.4 其他因素
1) 由于切坡不当, 破坏山体的支撑部分, 使山体失去平衡而下滑。2) 人为的破坏自然排水系统, 引起排水不畅, 使坡体被浸湿。3) 地震、爆破及机械振动等可能增大下滑力。
2 滑坡形成机理分析
根据上述滑坡形成原因, 结合翠峰山地质环境条件及人文环境, 其滑坡形成机理分析如下。
2.1 地形地貌
该滑坡微地貌呈阶梯状, 有2级~4级, 坎高5 m~10 m, 局部20余米, 阶面宽10 m~15 m, 阶面平缓, 植被发育。坡体东侧为芦子坪沟, 呈南北向分布, 沟长约800 m, 沟域面积约0.31 km2, 相对高差50 m~85 m, 主沟纵坡比6‰~10.6‰, 沟形呈窄“V”字形;西侧为气象局沟, 呈南北向分布, 沟长约500 m, 高差约100 m。这两条沟谷成为滑坡的侧向切割面是滑坡复活的有利地貌因素。
2.2 地层岩性
坡体上部为第四系黄土, 下部为石炭系太原组及本溪组泥页岩、砂岩互层, 岩层倾向与坡向一致, 泥页岩地层遇水极易软化, 在地下水、地表水的作用下, 形成滑移面, 使古滑坡的复活存在有利的地质条件。本滑坡的蠕滑面就形成于石炭系太原组泥岩中。同时, 由于该坡体为古滑坡, 坡体发生过滑动, 坡体岩土体的结构构造被严重破坏, 岩体破碎, 完整性差, 岩土体强度降低, 也为古滑坡的复活创造了有利条件。
2.3 地表水
由于坡体呈阶梯状, 阶面相对平缓, 植被发育, 地表雨水排水不畅, 加之坡体上有人类居住, 修建房屋等人类工程活动有填埋沟谷的现象, 改变了坡体原始的排水路线, 使降雨下渗加大。据调查, 1996年灵石县降雨量较往年偏多约60 mm, 该年滑坡就有复活迹象, 在芦子坪、东圪塔村有多户居民的房屋出现裂缝, 但由于当时人们的防灾意识差, 没有引起足够的重视。可见地表水的入渗对滑坡的复活起到了重要的作用。
2.4 人类活动因素
原古滑坡处于相对稳定状态, 在修建翠峰山住宅小区的过程中, 由于工程建设的需要, 对坡体前缘进行了大量的切坡削方, 坡体前缘形成高陡临空面, 使坡体失稳发生滑移, 在切坡脚清楚可见滑移面、剪出带和滑动体。同时历史上当地村民傍山而居, 在坡体上修建村庄, 如芦子坪、东圪塔、陈家庄等村庄就坐落在滑坡体上。改革开放以来, 大量居民进入县城, 由于人们的生活水平的提高, 村民大量的修建房屋、道路, 人类活动加剧, 局部有切坡现象, 也有填埋沟谷现象, 一方面切坡扰动坡体, 另一方面填埋沟谷改变了原始的排水线路, 这些人类活动是古滑坡复活的重要因素。古滑坡的存在, 说明本区具备形成滑坡的环境地质条件。古滑坡本处于稳定状态, 因坡体前缘人工挖方削坡、坡上居民房屋建设及人工填沟等人类工程活动产生了对古滑坡稳定的不利因素, 近几年来罕见的连续强降雨入渗使滑带抗剪强度降低, 滑体重度增加, 抗滑力减小, 下滑力增大, 破坏了古滑坡原有的应力平衡, 致使古滑坡复滑。
综合分析, 前缘人工挖方削坡及近年来罕见的连续强降雨是诱发灵石县翠峰山古滑坡复滑的主要因素;房屋修建及人工填沟等人类工程活动对古滑坡稳定性产生的不利影响为次要因素。
3 滑坡治理措施
根据滑坡形成的机理, 对该滑坡采取的治理措施主要为:1) 提高滑动面的抗剪强度。由于滑动带岩土为软质岩, 风化程度较高, 强度低, 特别是地表水渗入后抗剪强度会进一步降低。设计设置截排水沟截排坡体的地表雨水, 以减少地表雨水的渗入;设计渗水盲沟以疏排坡体地下水。2) 设置抗滑构筑物。在滑坡前缘部位和中部设置抗滑桩进行支挡, 抗滑桩截面为3 m×2 m, 桩间距为5 m, 桩长20 m~30 m;桩间设置钢筋混凝土挡板墙, 以增强抗滑桩的整体性、稳定性。坡脚设置浆砌石挡墙。3) 刷坡防护。对滑坡前缘高陡土质边坡进行刷坡防护。4) 坡体防护。对滑坡前缘土质坡面进行浆砌石护坡, 防止地表雨水对坡体的冲刷。5) 防治监测。包括施工安全监测、防治效果监测、动态长期监测, 以施工安全监测和防治效果监测为主。
4 结语
对滑坡形成机理的有效和正确分析, 是滑坡治理的前提条件, 决定着滑坡治理措施是否合理。翠峰山滑坡经过治理以后, 取得了良好的治理效果, 彻底消除了隐患, 确保了翠峰山住宅小区及坡体上下人民生命及财产的安全。
摘要：从地形地貌、地层岩性、地表水、人类活动等几方面入手, 对灵石县翠峰山滑坡的形成机理进行了分析, 并针对该滑坡提出了提高滑动面抗剪强度、设置抗滑构筑物、刷坡防护、坡体防护等治理措施, 取得了良好的治理效果。
滑坡机理 第9篇
一、滑坡发育的过程及规律
1. 滑坡的发育过程具有明显的阶段性。
第一, 蠕动变形阶段 (蠕变阶段或蠕动挤压阶段) 。滑动带基本形成, 坡体后缘出现不连续拉张裂缝, 前缘有臌胀变形, 坡上房屋、道路、水库坝体等出现裂缝。第二, 滑动阶段 (破坏阶段) 。滑动面贯通, 滑坡体快速下滑, 树木东倒西歪, 房屋垮塌, 滑舌所到处, 交通道路、房屋、农田等遭到破坏。第三, 稳定压密阶段 (滑坡后阶段) 。松散滑体主要在自重力作用下压密, 裂缝逐渐充填封闭。
2. 滑坡的发育规律。
一是群体空间分布规律。滑坡群体空间分布规律表现在全国领域内的某些地区成带, 成片地集中分布。由于受到崩塌滑坡灾害发生、发展的自然地质条件的影响和控制, 崩塌滑坡在全国在各地的存在状态有明显的分区规律。二是群体时间活动规律。滑坡群体时间活动规律表现在自身活动的周期性和诱发动力破坏因素时间的相关性上。崩塌滑坡活动的周期性在时间的长短上并不那样严格, 但某种天然崩塌滑坡现象上确实存在。
二、滑坡的形成机理
1. 基本条件。
产生滑坡的基本条件是斜坡体前有滑动空间, 两侧有切割面。从斜坡的物质组成来看, 具有松散土层、碎石土、风化壳、半成岩土层等。斜坡抗剪强度低, 容易产生变形面下滑;坚硬岩石中的岩石抗剪强度大, 能够经受较大的剪切力, 因而不易变形、滑动。
2. 地质条件。
(1) 地形条件。常见易发生滑坡的地形地貌的部位有:老滑坡区最易发生滑坡复活;江河峡谷地貌区易形成滑坡;山区河谷凹岸冲刷、淘蚀的缘坡地段易形成滑坡;斜坡上部汇水面积较大的山区河谷的缓坡地段, 且发育厚层风化岩体, 或软岩体面向顺坡向;由堆积土组成的上陡下缓、基岩面倾坡外的斜坡地段;高陡黄土塬边坡及黄土阶地前缘斜坡。
(2) 地层岩性。滑坡通常多发于由软弱、柔性较大、抗剪强度较低的各类岩土组成的斜坡中。常见易产生滑坡的岩组有:黏性土、黄土、堆积土、砂泥 (页) 岩组、变质岩岩组、构造破碎岩组等。
(3) 地质构造。断层破坏带及褶皱核部岩层破碎, 极易产生破碎岩滑坡;单斜岩层的顺向坡;当岩层面临空时, 易产生顺层滑坡;在地震作用下, 水平岩层地区也可能形成大型滑坡, 地震强烈活动区, 滑坡往往强烈发育;岩层风化带接触带 (如岩土接触面等) 临空时, 斜坡易沿接触面产生滑坡。
(4) 水文地质条件。地下水活动, 在滑坡形成中起着主要作用。其主要表现在:软化岩、土, 降低岩、土体的强度;产生的动水压力和孔隙水压力, 会潜蚀岩、土, 增大岩、土容重, 对透水岩层产生浮托力等。
3. 滑坡形成的影响因素 (外因) 。滑坡形成的外因主要有:
(1) 公路切坡开挖路堑。破坏斜坡的连续性, 造成软弱结构面临空。
(2) 斜坡上建设集镇。切坡开挖建筑场地、坡上建筑加载、砍伐树木, 开垦耕种, 生活、生产废水的排放等, 加剧了地表水的漏入量、地下水活动, 诱发滑坡的生产、发生或引发老滑坡复活。
(3) 水利工程建设。库水淘蚀斜坡前缘, 水位变动, 坡体动、静水压力大, 软化了坡体岩土体, 降低岩土体抗剪强度, 引发斜坡崩滑或老滑坡复活。
(4) 矿山开采。矿山开采堆积了大量的废石、尾砂, 增加斜坡重力, 易引发斜坡失稳;露天开采会形成高陡人工边坡;矿山爆破、采空区塌陷、采空区地面沉陷导致斜坡变陡等。
(5) 砍伐植被和开垦耕种。一方面增加土体自重, 软化岩土体, 降低其抗剪强度;一方面增加地下水的动、静水压力, 增加坡体的下滑力, 减少坡体的抗滑力。
(6) 人为作用。如水渠渗漏、河流改向引起河岩冲蚀等。
三、滑坡的防治措施
1. 滑坡防治方法分类。
主要有:滑坡的应急治理, 即灾害发生时为防治灾害加大进行的临时治理;滑坡的永久治理, 可以使斜坡稳定, 不再继续向破坏的方向发展;滑坡的工程治理, 可以改善边坡岩土体的力学强度, 提高其抗滑力, 减小滑动力。其治理措施可归纳为“排、拦、稳、固”。
2. 滑坡防治的措施。
其一, 开挖截、排水沟, 将地表水引出危险区, 防止地表水渗入加剧滑坡变形。其二, 及时封堵裂缝, 防止地表水沿裂缝直接注入滑坡体。其三, 利用重物反压坡脚, 如砂袋、块石等压脚。其四, 后缘实施简易的减荷工程, 如拆除危房、清除部土石、坡体其他重物等, 以减少下滑力。滑坡灾害会造成较大的社会经济损失, 因此在进行防治时, 应优先考虑避让措施。