滑坡(共8篇)(共8篇)
1.滑坡 篇一
滑坡防治措施
滑坡的防治要贯彻“及早发现,预防为主;查明情况,综合治理;力求根治,不留后患”的原则结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件,治理滑坡可以从以下两个大的方面着手:
(一)消除和减轻地表水和地下水的危害
滑坡的发生常和水的作用有密切的关系,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水压力和动水压力,防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有:防止外围地表水进入滑坡区,可在滑坡边界修截水沟;在滑坡区内,可在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖,防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多,应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。常用的方法有:1,水平钻孔疏干;2,垂直孔排水;3,竖井抽水;4,隧洞疏干;5,支撑盲沟。
(二)改善边坡岩土体的力学强度
通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。常用的措施有:1,削坡减载;用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。削坡设计应尽量削减不稳定岩土体的高度,而阻滑部分岩土体不应削减。此法并不总是最经济、最有效的措施,要在施工前作经济技术比较。2,边坡人工加固;常用的方法有:1,修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;2,钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程;3,预应力锚杆或锚索,适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡;4,固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度;5,SNS边坡柔性防护技术等。
滑坡的防治要贯彻“及早发现,预防为主;查明情况,综合治理;力求根治,不留后患”的原则结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件,治理滑坡可以从以下两个大的方面着手:
消除和减轻地表水和地下水的危害
滑坡的发生常和水的作用有密切的关系,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水压力和动水压力,防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有:防止外围地表水进入滑坡区,可在滑坡边界修截水沟;在滑坡区内,可在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖,防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多,应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。
常用的方法有:1,水平钻孔疏干;2,垂直孔排水;3,竖井抽水;4,隧洞疏干;5,支撑盲沟。
改善边坡岩土体的力学强度
通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。
常用的措施有:1,削坡减载;用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。削坡设计应尽量削减不稳定岩土体的高度,而阻滑部分岩土体不应削减。此法并不总是最经济、最有效的措施,要在施工前作经济技术比较。2,边坡人工加固;
常用的方法有:1,修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;2,钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程;3,预应力锚杆或锚索,适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡;4,固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度;5,SNS边坡柔性防护技术等。
土质斜坡的稳定性和防治措施
下面要讨论的是目前在北美地区常用的一些提高土坡稳定性的措施。我们主要介绍一些简单实用性措施,这些措施可以应用在低风险地区,也可以应用在那些即使没有详细的土体和基岩的相关数据地区。因为其它提高稳定性的措施是非常昂贵的。下面是一些提高边坡稳定性的方法介绍,许多方法在世界各地普遍使用,但在实施减缓措施的前、中、后期要听取专家的意见,必要时要进行进一步的讨论。
如果采取了一定的措施,任何边坡的稳定性都会得到提高。为了有效地进行边坡加固,首先必须确定影响所研究边坡的稳定性的控制性因素,然后针对该因素,决定能够有效地解决边坡稳定性的适当的技术方法。减灾方案必须针对具体边坡的具体条件,对症下药。例如,在一个根本没有地下水的边坡上安装排水管就根本没有意义。边坡加固工程一般在建设过程中进行,或在建设过程中不期出现稳定性问题时实施。大多数的边坡工程技术需要对边坡岩土体的性质进行详细的分析,尤其对其力学性质有充分的了解。
在任何高风险的情况下,滑坡可能对人们的生命或财产造成不利影响,应该请专业的滑坡专家如岩土工程师或土木工程师进行稳定性的分析。
在以下各节我们将介绍一些可用于增加边坡的稳定性的技术和方法。
& 边坡开挖
图C1,C2,和C3是一些示意性的剖面图,显示边坡开挖的一般原理,即在不同部位开挖后的不同影响和后果。这些图件只给出了一些基本方法,在具体情况下,如有可能,征求岩土工程师或其他专家的意见是非常必要的。
减重
这种方法是通过降低边坡的下滑力来改善边坡的稳定性的。这种方法只能用于在深层土体中发生的弧形滑动(见“滑坡的基本类型”的第一部 分)。对大型滑坡的瞬时破坏或流滑破坏,这个方法就不太适用了。
降低坡高
通过削坡减少滑坡的下滑力降低边坡失稳的可能性。通常包括在主要道路上方修建一条进入通道,然后通过开挖形成较低的边坡。这种方法对增强边坡稳定性,只能具有中等程度的有效性,而且一个完整的方案中还必须包括其它的地形调整方法。根据Chatwin的研究(文献11),这种方法只能提高稳定系数的百分之10到15(“安全系数”的简单定义:某物体或某部分物体的最大强度与施加在其上的最大荷载的比值)。
回填轻质材料
通过挖掉易滑土体回填轻质材料如木片和木材等来提高边坡的稳定性,并覆盖一薄层的粗骨料,这样一来,回填土物质还可以作为紧急停车带的基础。(图C4)
修筑梯形坡
这也是将边坡开挖至土坡深部或到达基岩面以减小坡体下滑力的方法。这种方法可以有效地减少浅层破坏的发生,但一般来讲很难提高整体边坡的稳定性。将边坡改造成梯阶状,如果是在易发生崩塌的陡崖的下部坡体上进行的话,可以控制崩落的滚动距离,也可以控制边坡表面排水,或为地表排水系统提供安装管道或其它结构物的空间。图C12显示了将边坡改造成梯阶状的例子。
减缓坡度或调整坡型
通过这种方法,可以减少边坡重量,减少溪流或河流的侵蚀作用,减少坡体上的建筑荷载。
当不能对滑体进行挖除时
在某些情况下,移动整个滑坡体是一种有效而经济的解决办法。但在实际工作中,这只对小型滑塌或者弧形滑动适用。不建议对大型滑坡进行开挖,主要有以下几个方面的原因:
开挖并不总是有效的,如大型滑坡的开挖,并不一定能阻止滑坡的运动,反而可能导致滑动进一步扩大。
开挖边坡的坡脚可能引发更大的滑坡。
如果是在边坡底下进行开挖的话,将可能导致边坡失稳,而且使失稳的范围扩展到边坡上部。
在深层土体中,尤其是在软粘土中,如果有两个潜在的滑面,一个深一个浅,当挖掘到的第一个滑面时可能引发突然的深层滑动。在这种情况下,建议使用土体强度数据进行边坡稳定性分析,尤其在深粘土中进行大型开挖时更有必要。
边坡加固
塑料网格加固
现在市场上有很多合成的加固材料,其中的一个例子就是利用塑料聚合物的易拉伸、强度高和重量轻的特点来加固边坡。这种加固网类似于混凝土中的加固网,可以增加土体的抗剪强度。
这种类型的材料主要是通过增加下部土体的承载力来减少所需的碎石量。这类的网格在边坡加固方面,也有很多的可应用性,包括增加土体强度,改善土体排水性能和修建挡土墙。
坡脚堆石加固
一个简单的提高边坡的稳定性的方法是增加坡脚的重量,即反压坡脚(图C5)。可以很简单地在边坡前缘堆起一条回填土的护堤或支墩。比起一般的土,使用碎石或堆石更为理想,因为碎石和堆石有更高的摩擦阻力,而且排水通畅,可以避免引起地下水流堵塞等问题。
河道衬砌
河道衬砌是另一种稳固溪流或峡谷边坡的方法。衬砌通常要用高强度的混凝土进行喷浆,如果采用能防表面损伤的钢纤板进行强化的话,效果会更好。安放在混凝土土中凸出的石块可以消弱水流的能量。
河道衬板可以减少碎屑流发生及碎屑流的规模。(图C6)这种方法对保护桥墩也很有效。对整个不稳定溪谷应用该方法是最有效的。尤其是在对很长的溪谷进行加固时,这种方法较之拦砂坝更为经济。然而,如果某溪谷特别不稳定,修建拦砂坝效果会更好,因为拦砂坝的坝肩可以镶嵌到谷坡内部去,可以提供前缘支撑,从而增强边坡稳定性。
拦砂坝
拦砂坝的规模很小,拦砂坝建于陡峭的渠道冲沟中来稳定河床。这种方法在欧洲和日本普遍用来控制河道中碎屑流的发生。有时拦砂坝也修建在碎屑流的物源区来控制分散的浅层滑坡。拦砂坝的造价很昂贵,因此,通常只能建立在重要设施或野生动植物栖息地,如一个营地或动物繁殖区等。沟谷型碎屑流多发生在沟谷坡度大于25度的地区,在向下运动的过程中,常从沟床中搜刮大量物质壮大其规模。在沟谷中兴建的拦砂坝,主要有以下三方面的目的:(更多详细信息见文献11):
降低上游河道的坡度以减少碎屑流发生的概率;
通过对边坡前缘提供支撑提高沟谷两侧边坡的稳定性,防止沟谷的进一步侵蚀下切,从而减少沟谷内储存的物质;
当在沟谷的下游修建时,主要是为了储存泥石流堆积物。
在碎屑流易发区建造拦坝,可以拦截的松散的砂石,最后在斜坡上形成小平台从而减缓地表坡度。拦砂坝可以用钢筋混凝土或木栅栏建造(图的C7和C8)。钢筋混凝土拦砂坝高度一般不超过8米,而木栅栏拦砂坝高度一般不超过2米。水坝的间距取决于沟谷的坡度和坝高。例如,2米(6英尺)高的大坝修建在一个20度的沟谷里时,要使沟谷堆积后的坡度减低到10度,需要每间隔12米(36英尺)修建一个。拦砂坝的主要缺点有:容易受侧向沟谷侵蚀,和来自溢洪道水的掏蚀。
防止大坝的破坏
在建设过程中,混凝土坝肩和园木的端部必须牢固地固定在沟谷两侧的基岩和沟床的基岩中,以抵抗运行过程中来自其后填充物质的压力和侧向掏蚀。坝肩必须保持70%的坡度,并要进入两侧基岩1到2米。大坝基础的最低宽度应不小于大坝高度的三分之一,并要深入河流掏蚀区域以下。
修建拦砂坝后,应回填大坝,以减少动荷载对结构的破坏,而不是让砂石自由填充,这样一来可以达到一个更稳固的设计。回填坡度应少于河道梯度的一半。这样即使发生碎屑流,大坝也不会遭到破坏,回填材料也不会在洪流中被冲刷掉。
排水法
地下水是滑坡失稳的一个非常重要的因素。因此,为现有的或潜在的滑坡建造充足的排水设施是滑坡稳定性设计中非常重要的部分。排水是一种非常有效的方法,因为它可以增加土体的稳定性和降低滑坡体的重量。水渠可以修建在地表或地下。地表排水措施不需要太复杂的设计或太多的经费,但可以对增强边坡稳定性做出很大贡献。建议对现有的和潜在的滑坡都应进行排水设计。
地面排水设施主要有两个方面作用,一是防止水对潜在滑面的侵蚀,二是防止水的下渗从而减少地下水的压力。地下排水设施虽然非常有效,但造价非常昂贵。因此,在使用地下排水系统时,要确定地下水对滑坡失稳影响的作用是否是至关重要的。下面介绍各种排水方法:
平整场地
对滑坡的地表进行平整可以防止地表积水,并切断其与地下水的连接。必须排除边坡上任何可能存水的低洼地带。采用不同级配的土对大的裂缝进行充填和封闭,可以有效地防止地表水到达滑面。
排水沟和排水渠
地表的排水设施有地表排水沟和地下排水渠。(图C9)建造地表的排水设施提高滑坡的稳定性是非常有效的,如横向的排水渠和沿滑坡边界的截水沟等。排水沟的坡度至少应为百分之二,以确保水迅速流到远离滑坡的地区。最简单的一种排水设施是在不稳定的斜坡上面建造一个横向沟槽。排水沟渠仅仅对基岩或坚硬的不透水层上的浅层滑坡的治理才经济。排水通道必须开挖到浅层土的底部,截断沿滑动面流动的地下水才会有效。开挖后的排水通道可以用粗粒的砂砾石回填,以避免沟壁的滑塌。现在多使用排水管,并以粗粒的砂砾石进行回填。
排水管道
水平排水管是一种在公路建设中广泛使用的滑坡治理措施(见图C10)。在初始开挖时就安装最有效。由于地下水位的滞后性,地下排水管道必须认真安装,管道要和滑面相交和土体紧密相接。由于大部分斜坡土体的地下水压力和几何条件不同,排水系统必须单独设计。首先进行钻探确定安装套管的理想深度,清除土体,然后将PVC管用过滤层包裹,装到套管里尽量与套管对接在一起,然后平整地面。排水洞必须彻底清洁钻屑和泥土。未经清理的排水管道可能只起到百分之二十五作用。
在粘土地区,充分改变地下水位可能需要最多5年的时间,然而百分之五十的改善发生在第一年。一旦粘土地区的地下水位下降,这种改变可以保持相当长时间。但是仍然会出现季节性地变动;如果边坡上的水渠不堵塞,降雨不会改变地下水位。沙质土壤中,地下水位将会随降雨量的变化而发生变动。
秸秆和稻草包
麦秆,也被称为秸秆、生物原木、稻草条或稻草管,经过压缩加工的秸秆包(小麦或大米),直径20至30厘米(8至12英寸),长7至9米(20至25英尺)长(图C11)。它们用黄麻,尼龙,或其它光降解材料绑在一起,平均重量有16千克(35磅)。它们被安装在浅沟处形成一个沿等高线(横跨斜坡)的连续屏障拦截斜坡的水流。如果被安放在坡度小于70%的边坡上,它们可以使用1-2年。但要注意的是,如果它们所安放的边坡坡度大于50%,它们的效果会急剧降低。边坡上的土层虽然可以是浅层的,但必须不小于20厘米。在用来提供长期水土保持的永久性植被还没有完全建立起来的时候,麦杆可以提高渗透性,增加粗糙度,减少表面侵蚀,为边坡提供短期保护。麦捆在世界上任何地方都可以容易找到,也很轻便,在边坡侵蚀和排水控制过程中可以通过不同组合形式进行应用(图C12)。
挡土墙
所有类型的挡土墙设置适当的排水结构是至关重要的,高的地下水压力可以破坏任何形式的挡土墙。排水设施只需要一些粗粒回填材料和基础材料。
木架式挡土墙
木架式挡土墙的结构是一种框架式结构,里面装填粗骨料(见图C13)。它们用木架式挡土墙挡住滑面,从而迫使潜在的破裂面转到更深,危险性较小的深度。结构必须能够经承受:(1)剪切力;(2)倾覆力;(3)基底的滑动力。因此,它必须有足够的埋藏深度,要超过临界滑面,才有足够的深度来阻止滑面的滑动。这种结构只对小体积滑坡加固有效,这种方法对覆盖于埋藏较深,稳定性较高的土层上的薄层土加固最有效。框格式挡土墙墙体结构的体积一般应为被加固对象体积的10到15%。这样小的体积不可能在滑坡前缘提供足够大的反阻力;因此,框格式挡土墙结构主要靠自身的强度来维护边坡稳定。
钢箱墙
钢箱墙是波纹状镀锌钢部件用螺栓连接成箱状,然后在其中装土而形成的重力式挡土墙(图 C14)。重力式挡土墙的稳定性取决于墙体自身的重量,墙体前面所堆压的土体的重量也会对提高其稳定性有一定作用。在对钢箱墙基础进行设计时必须记住,钢箱墙的重量不光是钢材本身的重量,更主要的是装入其中的土的重量。大型墙体必须进行单独设计,单独施工,对荷重和基础根据需要进行单独计算。对于特定的载荷条件,结构工程和土木工程设计图表可以提供排梁(水平梁部分)的详细指标,以及墙体的高宽比。其宽度一般为2到5米,为高度的一半到5分之3。为了更多地提供抗滑阻力,墙脚多埋于地面以下0.5到1.0米。但在设计上一般不考虑墙体前缘的这部分强度,因为这部分土体会被侵蚀掉或不经意地被取走。如果钢箱墙设置在1:6的边坡上,边坡安全系数会得到很好的改善。钢箱墙内的充填物质必须有很好的排水性能,最好是每20厘米一层进行击实。墙后的物质也必须有很好的排水性能,并要被充分击实。
加筋土挡墙
加筋土是一项在高陡边坡处进行填土的专利技术,它不需要在填土面上有支撑结构(图 C15)。该系统在回填土中使用柔性水平金属条,形成具有高强度的土-金属系统。
钢筋石笼网(宾格网)
宾格网即盒状的铁丝笼,里面装上10到20厘米大小的卵石(见图C16)。宾格网挡土墙由很多的宾格网共同作用完成的。石笼网墙(宾格网墙)造价便宜,容易很快完成。因为具有很好的柔软性,它们可以抵抗基础的运动,而且也不需要对基础进行太精巧的准备。它们自身是粗粒材料,因此具有很好的透水性能,能起到良好的排水作用。
宾格网挡土墙依靠各个石笼之间的摩擦力以及与基底土体间的摩擦力来工作的。当发生破坏时,几乎总是只在基底土体中发生破坏。在通常情况下,三层阶梯结构(约2.5米)的宾格网挡土墙的设计可以不进行任何详细的工程分析。对高度大的挡土墙,因为其自身的块体很大,且需要更大的地基和基础,导致自身重量很大,可能需要对石笼网墙采取一定的支护措施。(有一种支护措施是用支墩与石笼网墙的后部相连接,从而改善其稳定性)。在粘土中,宾格网挡土墙需要支护。一种方法是将石笼网从墙体的前端一直延伸到可能的滑动面,这种支护既作为墙体结构的一部分,又起到排水作用。
对于各种不同边坡坡度和挡土墙高度的组合,有现成的设计图表可供参考。
桩
大直径桩可建造在斜坡的坡脚部,形成一个密集的垂直桩墙(见图C17)。桩墙通常用于路堑边坡开挖导致的斜坡失稳。大直径的混凝土灌注桩桩墙已被成功地用于高速公路涵洞,而木材或钢桩这些小直径桩还没有得到很好的利用。对于大多数土体或岩石运动,木桩不足以提供足够的抗剪强度,它们只适合于小型斜坡的加固。平均来说,一个木头桩可以为50立方米的土体提供抗力,这对大型的工程来说是远远不够的。桩太少可能导致大规模的土体的滑动和破坏以及桩之间土体的流动。
木桩的一个主要限制是桩长的问题,因为大部分滑动面都在桩的下部。木桩对厚层稳定土体上的浅层土体失稳更适用。桩的深度应该远远深于潜在的破裂面到达坚固的底层土壤。如果桩埋置的深度不够的话,允许桩作为悬臂结构但必须有锚进行加固处理。
改善植被加强边坡稳定性
播种牧草和豆类可以减少地表的侵蚀,减少滑坡发生的概率。种植灌木可以增加植被的覆盖率而植被强大的根系反过来将加强边坡的稳定性。表面侵蚀虽然很小,如果不加以控制,也可能导致较大的边坡失稳问题而导致无法控制的破坏作用。大规模的水土流失需要运用工程技术加以纠正和控制。“生物工程”和“运用生物技术的边坡防护措施”是指利用植被护坡以防止边坡的失稳和边坡表面的侵蚀。生物工程将在手册第三节进行详细讨论。
为了成功地恢复边坡的植被,必须做好计划工作,应在播种之前进行,并应征求当地农户的意见。当地农户成功或失败的种植经验对植被的恢复措施来说是非常宝贵的,播种必须在土体扰动后立即进行,至少在干旱或霜冻发生的6周前就应该开始植被的种植。
播种前必须进行边坡加固处理,这对以后边坡的抗侵蚀和边坡的稳定有很大帮助。在播种之前,还必须完成所有其它的如地表水排水控制,清除悬空的土体,减缓边坡坡角以及边坡的阶梯化等。
播种有两种方法:干种和液压播种。
干种:通过旋转圆盘和喷气式播种机进行。这些方法的成本低于液压播种,但仅限于表面粗糙的平缓的山坡。旋转圆盘播种机通过离心力将种子和肥料播撒出去。最简单的播种机是回旋式手提播种机。喷气式播种机通过空气压力将种子和肥料喷射出5到8米。这些设备可以与发动机相连接。
液压播种:液压播种法是将种子,肥料,粘合剂和(或)覆盖物搅拌成泥浆状,然后喷射出去的播种方法。该系统需要一个装有机械式水力搅拌器的较大容量的搅拌桶。在较陡的边坡进行播种时需要将种子粘贴在边坡上。以对1:1甚至更陡的边坡实施播种。
种子的类型
常规来讲,二到五个草种和豆科植物种子的混合可以有效地进行边坡表面侵蚀的防治,种子的适宜性取决于土壤类型、气候条件、物种的兼容性等。由于各地的条件不同并没有普遍适用的种子。根据各个地方的具体条件选用适合的种子进行种植,最好听取熟悉当地种植条件的农户的意见。
地膜
地膜是一种散布在土壤表面防止雨水的侵蚀和保留土壤的水分的非生命物质。不同类型的地膜有稻草、草纤维、木纤维、海藻和纸制品等。
关于生物技术的边坡防护措施
采用生物技术进行边坡保护 生物技术的主要目的在于减少滑坡灾害减轻的工程措施所造成的对环境的不良影响。在用于滑坡灾害防治处理工程时,传统的钢筋混凝土挡土墙结构在外观上并不美观,对环境也不好。这些传统的“硬邦邦”的防治工程正日益被对环境友好的植被化复合土结构体取代。这种新的工法称作生物技术边坡保护法。常见的生物技术包括地网法和地块法。前者通过土钉固定地网,网眼里的土中加入草籽;后者是在由混凝土等做成的地块间加入混有草籽的土。
已经有研究表明,可以使用植物对表土进行加固,从而起到防止边坡表面进一步侵蚀的作用,甚至减轻滑坡灾害的影响。培地茅是最有希望的植物之一,它能够在不同环境下保护边坡不受侵蚀。在附录C中,列出了很多关于这种植物的信息,以及它的用途和地理适应性。
采用生物技术进行边坡保护包括两个因素:
采用生物技术进行边坡加固(biotechnical stabilization)和对土进行生态处理后进行边坡加固(soil bioengineering stabilization)。
两种方法都使用植物,特别是采用生物技术的植被加固工法将力学因素(结构体)和生物因素(植物)进行有机的结合,防止和阻挡边坡破坏和水土流失。力学因素和生物因素必须以互补的方式共同作用。而对土进行生态处理后进行边坡加固的工法可以看作是上述方法的一个特别派系。在这种方法中,植物的各个部分,如根,茎,枝在整个边坡保护系统中作为力学因素起到主要的结构作用。采用生物技术进行边坡保护,能使保护措施与周围的地形地貌相调和。与使用钢筋混凝土之类的制造材料相比,它们强调使用自然的,在附近就能够容易找到的材料,如土、岩石、木材和植被等天然材料。与传统的挡土墙不同,它们的力学因素尽量不粗暴地干扰周围的环境。采用生物技术对结构体进行保护的实例有很多,多见于木架式挡墙,石笼网墙,铁丝墙和加筋土。采用生态工法在内部使用的抗拉加固可以使回填土坡的坡度达到70º。在文献30中,读者可以了解到有关不同生态方法进行边坡加固的更多更详细的知识。
如前面曾介绍过的,对土进行生态处理后进行边坡加固的工法主要使用自然的材料,如植物的根,茎,枝,岩石,树木或土。适合于该工法的植物有柳树,杨树,以及其它可以在当地获得的易于蔓延的植物种类。另外,该类工法的实施过程中,由于不需要搬入太多的设备,也不需要太多的工人,对环境一般不会产生太大的破坏。随着时间的推移,生态边坡保护系统变得越来越不显眼,并逐渐融合到自然环境中去。这对那些对环境稳定性要求较高的地区,如公园,河岸地区和风景区等最为适用。在大多数情况下,当地的草,灌木,和树都可以用于生态边坡加固工法中。在世界上的许多地区,柳树都被成功地使用过。在热带和亚热带地区,培地茅草由于其生长速度快,扎根深而得到广泛使用。但必须注意的是,在引入外地的植物种时有时会很危险,因为它们可能与本地的植物群不协调而产生严重问题。
详细的边坡稳定性评价工作大多是由岩土工程师和工程地质学家完成的,但关于植物与土和结构体之间的有机作用方面,可能植物学家,农学家,森林学家,和水文学家们更有发言权。因此,在实施生态边坡保护工法时,要求岩土工程和植物科学两方面人士的共同磋商与协调。
在世界不同地区都有一些出版物讲述生态工法的有效性。有一本很好的关于培地茅的入门书叫“培地茅草:防治水土流失的绿色风景线”,值得参考。全文参照文献 22(也请参照文献47)。
关于培地茅的附加信息:对发展中国家,土体流失,包括因它引发的极端形式——滑坡,是最具破坏性的自然灾害之一,必须加以处理。在如何采用廉价的,持久的,有功效的方法来防治水土流失的技术开发方面,取得的成效还很少。培地茅可以减弱土体所受的侵蚀,可在世界各地广泛应用,而且价格便宜,寿命长,非常有吸引力。在坡地上沿着等高线栽培,培地茅可以形成狭窄的,但很密实的篱笆障。在斐济,印度,和一些加勒比国家根深蒂固的培地茅,可以持续几十年控制土壤的侵蚀。图C18为刚果民主共和国运用培地茅治理沟壑边坡的照片,该项目是由政府机构组织实施的。更多的照片请登陆培地茅网站查看。
我国防治滑坡的主要工程措施 我国防治滑坡的工程措施很多,归纳起来分为三类:一是消除或减轻水的危害;二是改变滑坡体外形、设置抗滑建筑物;三是改善滑动带土石性质。其主要工程措施简要分述如下:
1、消除或减轻水的危害
(1)排除地表水:排除地表水是整治滑坡不可缺少的辅助措施,而且应是首先采取并长期运用的措施。其目的在于拦截、旁引滑坡外的地表水,避免地表水流入滑坡区;或将滑坡范围内的雨水及泉水尽快排除,阻止雨水、泉水进入滑坡体内。主要工程措施有:油墨滑坡体外截水沟;滑坡体上地表水排水沟;引泉工程;做好滑坡区的绿化工作等。
(2)排除地下水:对于地下水,可疏而不可堵。其主要工程措施有:截水盲沟—用于拦截和旁引滑坡外围的地下水;支撑盲沟—兼具排水和支撑作用;仰斜孔群—用近于水平的钻孔把地下水引出;此外还有盲洞、渗管、渗井、垂直钻孔等排除滑体内地下水的工程措施。
(3)防止阿水、库水对滑坡体坡脚的冲刷:主要工程措施有:在滑坡上游严惩冲刷地段修筑促使主流偏向对岸的“ J ”坝;在滑坡前缘抛石、铺设石笼、修筑钢筋混凝土块排管,以使坡脚的土体免受河水冲刷。
2、改变滑坡体外形、设置抗滑建筑物
(1)削坡减重:常用于治理处于“头重脚轻”状态而在前方又没有可靠抗滑地段的滑体,使滑体外形改善、重心降低,从而提高滑体稳定性。
(2)修筑支挡工程:因失去支撑而引起滑动的滑坡,或滑坡床陡、滑动可能较快的滑坡,采用修筑支挡工程的办法,可增加滑坡的重力平衡条件,使滑体迅速恢复稳定。支挡建筑物种类有:抗滑片石垛、抗滑桩、抗滑挡墙等。
3、改善滑动带土石性质:一般采用焙烧法、爆破灌浆法等物理化学方法对滑坡进行整治。
由于滑坡成因复杂、影响因素多,因此常常需要上述几种方法同时使用、综合治理,方能达到目的。
2.滑坡 篇二
争岗滑坡堆积体是一个具有明显滑坡征兆的边坡实例,目前处于雨季蠕滑,旱季稳定的临界期。通过地质勘查及数值模拟手段,对堆积体滑坡的破坏机制与滑坡可能特征进行了探讨,可为边坡的治理措施确定提供依据。
1 滑坡堆积体基本特征及失稳模式
1. 1 堆积体分布特征
如图1,争岗滑坡堆积体位于云南省澜沧江古水水电站下游右岸争岗山梁下游侧,分布在右岸哑贡沟与右7号沟之间,由于争岗沟溯源侵蚀形成了以争岗沟为界的两个相对独立区域( I、II区) ,其中I区方量( 800 ~ 1 000) ×104m3; Ⅱ区方量( 1 500 ~ 2 000) ×104m3。地貌上呈圈椅状,在高程2 915 m及高程2 706 m形成两级后缘张陷带并在高 程2 800 m和2 500 m形成两级相对平缓的台地,地形坡度10° ~ 20°,高程2 250 m以下,地形完整性差, 溯源冲沟发育,岸坡较陡,地形坡度一般为40°,高程2 100 m以下基岩出露。
1. 2 堆积体组成特征
争岗滑坡堆积体物质组成与成因复杂。表层物质多为后期改造堆积而成,出露的主要为有机质土、块碎石土及砂砾石土等,其下为滑坡体。按结构可大致分为上下两大部分,即上部松散块碎石土堆积体、下部滑坡 破碎岩体。堆 积体下部 ( 2 300 ~ 2 500) m高程部位堆积体最厚达110 m,争岗沟由于雨水冲刷厚度较浅,仅15 m左右。在堆积体底部分布一层厚度在( 20 ~ 200) cm之间的滑带土( 图2) ,并贯穿整个堆积体,是边坡的控制性滑面。
1. 3 水文地质条件
争岗滑坡堆积体范围内地下水的补给来源主要为大气降水,排向澜沧江。地下水类型主要有基岩裂隙水和包气带内的上层滞水。上层滞水主要受大气降水补给,其运移途径均较短,地表出露泉水的流量和钻孔中的水位随季节变化大,2008年( 10月底 ~ 11月初) 由于降雨量大,随后泉水的流量明显增大, 降雨量变小和降雨停止后,泉水流量明显减小。此外,由于勘探平硐的施工揭穿相对隔水层,导致泉水流量的减小和钻孔地下水位的下降。根据钻孔水位统计资料,2008年暴雨后争岗滑坡堆积体自上而下在滑体内形成( 1 ~ 9) m不等滞水层,滞水层靠近底滑面,减小了上覆滑体的抗滑力。
1. 4 失稳模式地质判别
争岗滑坡堆积体是一个多期次、复合型滑坡,早期古滑坡是由于岩体发生强烈弯曲倾倒变形并导致压裂-剪切而形成的一次较大规模的基岩滑坡。I、II区堆积体在后期改造过程中又经历了两次局部滑动,2008年( 10月20日 ~ 11月5日) 期间,古水水电站坝址区连续降雨,其中当月总降雨量达151 mm,日最大降雨量达到78 mm。持续性强降雨造成滑坡堆积体产生了新的扩展变形,裂缝明显加宽,前缘剪出口局部出现渗水现象,前缘垮塌与坡面裂隙发育( 图3) ,因此降雨是造成边坡蠕滑的主要因素。
2 滑坡灾害分析
由于争岗滑坡堆积体存在滑坡风险,利用颗粒离散元方法,采取合理的岩土力学参数和几何模型, 可分析其稳定控制因素与滑坡灾害之间的联系,了解其变形破坏机理并为加固治理措施的确定提供依据。
颗粒离散元PFC2D滑坡模型中,由颗粒和墙体两者组成模型,墙体主要用于限定滑坡边界条件,其岩土力学参数可由滑带土宏观抗剪强度标定得到; 岩土介质通过具有刚度的圆形颗粒组成,对每个颗粒设置半径、密度、摩擦系数、接触形式等,在重力作用下达到平衡后,在外力作用下导致颗粒间的接触状态产生破坏诱导滑坡的产生,滑坡过程中,对每个颗粒应用牛顿第 二定律,在接触位 置用力-位移定律[7]。
2. 1 滑动面
对于滑坡,可以用简单的滑坡滑动( 图4) 解释其力学机制。在自重状态下,滑块安全系数可写为
式( 1) 中,μs为滑面摩擦系数; c L为滑面黏结力; an、as为滑面法向与切向地震系数。
一般影响滑面黏结力因素较多,在颗粒离散元中采用刚性墙模拟滑面时难以考虑。因此考虑提高摩擦系数等效考虑黏结力的影响。
令μ's= μs+ c L / mgcosδ则式( 1) 可化为
当Fs小于1. 0时,滑块将以一定的加速度滑动。其滑动加速度为
式( 2) 中: s为下滑加速度。
如果考虑法向与切向地震作用,则滑块下滑加速度为:
显然,如果采用不考虑滑面黏结力的wall模拟边界,首先需要合理确定等效滑动摩擦系数的值。然后采用组合在一起的颗粒模拟岩土介质。如果滑块体的强度低,在滑坡过程中滑坡体会产生解体破碎,颗粒运动速度相互阻碍,相互约束,从而使得滑坡过程既有沿着滑面的滑动,又会在滑坡体内部产生相对破坏,形成局部崩塌。同时,如果滑面倾角变化,根据式( 4) 计算的运动加速度不一致,则在滑坡体上即可出现拉裂隙的分布,该过程目前只能采用数值试验进行。
2. 2 滑体性质
通过堆积体天然状态下不同含水率直剪试验, 可得摩尔库伦准则强度参数随含水量变化关系如图2、图3所示,当含水量小于15% 时,随着含水量的增加黏聚力和摩擦角均线性减小。当含水量大于15% 时,内摩擦角可基本保持29. 8°左右不变。该参数由于采用了挠动样,破坏了原有的黏结强度,因此实际采用的强度进行了适当提高。同时由于滑坡堆积体渗透率高,暴雨期在滑带土附近形成( 1 ~ 9) m水头,其影响仅限于局部。因此滑体性质可仅考虑天然含水量。降雨主要影响滑动剪切带性状,对上部滑体影响忽略不计。
在此基础上,如图7所示,建立的双轴试验模型宽高比1∶2,共包含2 746个半径在( 1 ~ 2) m的圆盘。滑体通过不同尺寸的颗粒黏结在一起模拟,其宏观力学特性取决于接触介质性质。通过一系列的双轴试验,得到岩土介质的宏观特性,利用优化方法选择与宏观试验最贴近的细观参数,作为滑体细观力学特性的介质参数。根据现有研究资料,颗粒刚度与黏结材料的杨氏模量可分别由式 ( 5) 估算得到[8]。
式 ( 5) 估算式( 5) 中,kn为颗粒法向刚度; R为颗粒半径; t为圆盘厚度; R( A)、R( B)为两个接触颗粒的半径;接触部位的等效弹性模量;不同颗粒接触的等效刚度[7,8]。
泊松比则与颗粒形态、剪切与法向接触刚度比有关,峰值强度与颗粒的摩擦系数、黏结强度有关, 需要多次尝试以使数值试验曲线与室内试验曲线相吻合。
针对争岗滑坡堆积体,在现场及室内试验基础上确定介质宏观力学特性参数分别如下: 杨氏模量E = 0. 43 GPa,泊松比μ = 0. 30 ,单轴抗压强度UCS = 1. 50 MPa,内摩擦角为33°,特别是杨氏模量位于纯土与岩石之间。
3 滑坡过程与机理探讨
采用与双轴试验相同的颗粒构成建立如图8所示地质力学模型,其所取剖面位置如图1中虚线所示,其中垂直河谷方向长度取为1 420 m,垂直向取700 m,颗粒半径取( 1 ~ 2) m,孔隙率0. 10,共生成颗粒4 367个,采用表1所示宏细观岩土力学参数进行分析,并分别计算三种黏结强度( 弱胶结,中等胶结, 强胶结) 下滑坡过程,其中争岗滑坡体属于弱黏结强度滑坡,该参数下双轴压缩试验如图7( b) 所示。
3. 1 滑坡过程探讨
争岗滑坡堆积体是以颗粒接触为主的松散介质,在长久的地质作用过程中,土颗粒具有一定的胶结能力而整体呈现出弹塑性介质特性; 但在滑坡过程中胶结能力逐步丧失,堆积体应力应变呈现非线性硬化变形特性。因此控制堆积体滑坡过程的参数有堆积体黏结力,残余摩擦系数,滑面摩擦系数。数值模拟中通过在与滑面接触颗粒上施加平均5 m水头压力模拟降雨。其中弱胶结条件下不同阶段滑坡如图9所示。可以预测,争岗滑坡堆积体滑坡启动时,根据图4所示滑块模型,当滑面倾角不同时滑面加速度不同,因此当滑面不同部位的倾角不同时滑体受力不同,倾角越大,下滑力越大,则滑坡表面更容易出现拉裂隙。争岗滑坡堆积体的底滑面倾角大致可分为4阶段,自上而下的倾角分别为33°、21°、19°、48°。当滑坡 启动时,滑坡体在 高程 ( 2 400 ~ 2 500) m部位及( 2 150 ~ 2 200) m部位产生拉裂隙,这与现场观察到的现象是相符的。其原因在于( 2 400 ~ 2 500) m高程内滑坡体底滑面从26°突变为41°,( 2 150 ~ 2 200 ) m高程滑坡体底滑面自19°转变为48°,导致滑坡体内拉应力突增造成的。随滑坡的发展,( 2 150 ~ 2 200) m高程以下滑坡体将会以崩塌的形式快速滑入河谷,而该高程以上岩体则 仍沿着滑 面继续滑 移,同时 ( 2 150 ~ 2 500) m高程范围内将会出现更多拉裂隙出现。
3. 2 滑坡速度
只有当滑体为刚性体时,滑坡才会以滑块模式滑动。但争岗堆积体主要由土石颗粒接触而成,滑坡启动后,颗粒间的胶结能力降低,因此局部的颗粒滑坡速度一方面受滑动面倾角的影响,一方面受前后颗粒的挤压碰撞作用,从而导致颗粒的滑坡速度成不规则的变化。如图8中质点6,其高程位于2 600 m滑坡体表面,在滑坡启动后一定时间内,其运动随着边坡整体下滑而不断增加; 当滑坡体前缘达到河谷后,由于前缘滑坡体速度骤降( 图10) ,对后继颗粒产生阻碍作用,滑坡速度逐渐下降。颗粒的迁移位移同样逐渐逼近于定值( 图11) 。争岗滑坡堆积体底滑面综合抗剪切摩擦系数近似取内摩擦角正切值0. 50,得到质点6最大峰值速度3. 5 m/s。在滑坡半小时后其位移已经达到稳定状态,这表明争岗滑坡堆积体的滑坡应属于低速滑坡( 10 m/s以下) ,当坡体到达近河谷部位时再以局部崩塌的形式进入河谷。
3. 3 滑坡堆积
如图12 ~ 图14所示,滑坡体在滑面的摩擦力下降原因下导致滑坡,下降过程中的动力过程又会造成滑坡堆积体解体,变成较为松散的介质。滑坡体在河谷部位形成堆积,稳定后的形状取决于滑坡体的强度特性。在低黏结力情况下,滑坡堆积体颗粒在300 s左右即完全失去黏结力,其运动的稳定状态取决于内摩擦角。中等黏结力下,堆积体在滑坡启动中的介质破碎率逐渐增加,最后稳定在60% 左右,在河谷堆积体形成了块度不等的堆积体,与低黏结力堆积体情况相比,其堆积外轮廓不规整; 在高黏结力下,堆积体沿着滑面滑动,岩体破碎率维持在25% ,只在坡表出现拉裂隙,近河谷部位出现程度较高的破坏,滑坡堆积轮廓基本与原边坡相同。
3. 4 堆积体强度的影响
在堆积体不同部位设置了20个监测点( 图8) , 并选取了其中10个进行对比发现( 图13) ,堆积体介质强度与颗粒的滑动速率密切相关,除少部分颗粒受岩体的挤压碰撞规律不突出外,多数颗粒均表明,黏结强度越高则颗粒的最终稳定时滑动的距离越小,相反黏结强度越低,稳定时运移的距离越大。位于堆积体后缘的颗粒,强度越高则滑动速度越快, 相反,位于滑体前缘的颗粒规律不明显,与处于中等强度时变形速率相比,低黏结强度时最大,强黏结强度最小,这表明前缘部位由于滑面陡,更容易产生局部垮塌,形成块体自由滚落造成的。
在运动过程中,原来水平位置相近的颗粒也产生了不等的相对变形,中等强度下堆积体后缘部位点( 2,3) 最终相对变形为13. 7 m,中部点( 10,11) 点相对变形为118 m,前缘点( 18,19) 为33. 2 m。而在低黏结强度时分别变为164 m,133. 5 m,18. 8 m,强黏结力时变为4. 8 m,15. 8 m,7. 3 m。后缘部位高海拔的变形快于滑面部位,前缘部位由于崩塌作用则可能上部位移高于底部,也可能底部质点在旋转作用下升至地表。
3. 5 滑面摩擦系数的影响
滑面摩擦的突降是造成滑坡的控制因素,在中等强度下,滑坡速度随滑面摩擦系数的降低而加快 ( 图15) 。尤其在大量的水涌入滑坡体,在底滑面附近形成动水压力的情况下,滑面摩擦系数降至接近零,此时会产生遽发式滑坡,但由于争岗堆积体的高渗透性,这种情况不容易发生。因为在水体影响滑面一定程度时滑坡已经开始启动,此时滑体将以缓慢的蠕滑开始运动,此时必然伴随着裂隙发育、泉水突涌现象。随着水体开始渗出,滑面附近的强度开始逐步增强,边坡将会再次进入新的稳定状态。
3. 6 稳定性探讨
当滑面摩擦系数为0. 60时,除位于近河谷部位颗粒因局部崩塌产生大变形外,其他颗粒位移量较小,可认为处于稳定状态,当滑面摩擦系数降低到0. 50时各区变形开始急剧增大,前缘崩塌,坡体滑移,后缘因大变形出现裂隙,边坡进入滑坡临界状态。根据争岗滑坡堆积体现状判断,滑带综合抗剪切摩擦系数在0. 50左右,而由于三维边坡效应,二维边坡计算中只有摩擦系数大于三维边坡时才可得到相同的稳定性系数。因此二维模型中滑面摩擦系数0. 60可近似与三维边坡的滑面安全系数相对应, 这也正是当前堆积体所处的状态。
为了保持滑坡堆积体的稳定性,综合其滑坡机制,滑坡参数,失稳因素,其关键是控制降雨入渗。阻断堆积体上层滞水的补给源,减少大气降雨等继续渗入滑体,坡表适当部位采用土工膜覆盖以阻隔大气降水下渗是最为有利的手段。同时,在不同部位多设置排水孔、排水沟,以有利于滑带土附近水体的渗流也可有效降低滑带土上的水压力,保障边坡稳定。
4 结论
通过对争岗堆积体的变形特征及失稳模式判断,采用颗粒离散元方法进行了滑坡体滑坡稳定性分析,探讨了岩土性质对滑坡的影响,并与现场地质调查进行了对比,探讨了相应的治理措施。得到结论如下:
( 1) 从冰水堆积体不同含水量直剪试验看,争岗滑坡堆积体的抗剪切强度与含水量密切相关,呈幂指数下降趋势。其滑坡的原因为降雨入渗在底滑面附近形成高水头,导致滑面抗剪切强度降低,在降雨一段时间后水体渗出,滑面强度增加,边坡再次进入暂态稳定;
( 2) 对争岗滑坡堆积体,暴雨影响可能会引起滑坡泥石流现象,滑面性质是控制滑坡过程的主要因素,为维持边坡的稳定性,阻断堆积体上层滞水的补给源,减少大气降雨等继续渗入滑体,坡表适当部位采用土工膜覆盖以阻隔大气降水下渗是最为有利的手段。
摘要:基于云南省古水水电站争岗滑坡堆积体地质调查,根据现状对滑坡体稳定性进行了初步判断,同时利用颗粒离散元方法进行宏观细观参数标定,建立了滑坡细观分析模型;在此基础上预测了滑坡过程、滑坡速度、滑坡堆积、冲出距离与滑面摩擦系数的内在关系,并根据堆积体天然含水量试验进行了滑坡灾害分析,将计算结果与现场勘查的拉裂隙分布进行了对比研究。在此基础上对滑坡体的稳定性及失稳破坏机理进行了探讨,提出了滑坡堆积体治理的基本思路。
关键词:滑坡堆积体,稳定性,参数反演,滑坡灾害,颗粒离散元
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3.与滑坡对话 篇三
北川县城城西滑坡造成了1600人死亡的灾难,从都江堰到汶川的公路上由滑坡和巨大滚石造成的人员死亡起码在1000人以上。粗略统计,在这次地震造成的8.7万死亡人数中,估计有1/4,也就是2万多人,是由山体滑坡所至。
地质专家在救灾中
在5.12大地震发生的第二天,国土资源部的应急调查组就到了成都,与四川省国土资源厅的专家组结合,最早一批人13日就进入了北川县城。实际上,绵阳国土局的专家已经在地震发生的当日下午奔赴到了北川。几路人马汇合,开展了大量地质灾害的应急处置。本刊走访了担任国土资源部抗震救灾前线协调组专家组长的殷跃平博士,他向我们介绍了国土系统在这段时间的工作:
汶川地震后,我们于5月14日赶到北川县城。我们惊呆了!北川县城城西滑坡造成了1600人死亡,从都江堰到汶川的公路上由滑坡和巨大滚石造成的人员死亡起码在1000人以上。随后,国土资源部对灾区进行了系统的航空摄影和卫星遥感影像调查,发现汶川地震触发的滑坡等地质灾害具有面广、体大、远程和高速等特点。首先,沿300多公里长的地震破裂带两侧5公里的宽度范围内,滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的分布面积占到了总面积的50%以上,这在全国其它地区来说是前所未有的;第二,这次地震触发的滑坡体积也是最近数十年来最大的,例如,位于安县高川乡的大光包滑坡,单体体积达到11亿立方米,举世罕见;第三,很多滑坡具有高速远程特点,转化为碎屑流,像瀑布一样,飞流而下数千米,方向转折了数次,很难防范;第四,由于山高谷深,形成了很多滑坡坝,或者说,堵江后形成了堰塞湖,粗略估计库容较大的就有33处。我在现场曾经做了一个很粗的估计,在这次地震造成的8.7万死亡人中,估计有1/4,也就是2万多人,是由山体滑坡所致,现在看来,可能还不止。
我们的工作分三个阶段,第一阶段,地震发生到5月22日,主要围绕救人,地震发生后引发大量滑坡,我们要配合救人。第二阶段,5月22日开始大约一个半月,核心任务就是围绕临时安置点的建设,开展险情排查,动员了全国国土资源系统的专业力量,空中和地面结合,动用飞机开展了灾后航空遥感,在地面派出包括800多地质灾害排查人员在内的,上千人的技术人员开展地震灾区的地质灾害隐患点调查和风险评价,查出13000余处隐患点。这些工作非常及时,避免了灾后临时安置和永久性重建建筑坐落在地质灾害体上,我们称之为“一图一表一报告”,每个县都得到了一张地质灾害分布图、一张灾害点的说明表格和一份地质灾害危险与应对策略的文字报告。第三阶段,主要是灾后重建,一方面进行地质灾害防治规划编制、勘查与实施,一方面进行科研,这项工作正在有序进行之中。
在第一阶段救灾过程中,殷跃平和其他地质专家的主要工作围绕在配合救人方面。他们运用自己的专业知识,在防御救灾过程中形成新的灾害方面起到重要作用,同时解决救灾中遇到的各种地质问题。
去往北川的路上到处都是滑坡,经常堵车,那时候还是很危险的,从没见过这么大面积的滑坡!我以前参加地质灾害应急处置,死亡三四十人就很重大了,这么几千人被埋在下面,真没见过。我们发现北川县城的营救很缓慢,特别是进入北川县城的道路被滑坡、滚石阻断,专业设备进不去,导致营救效率低。姜建军司长带领我们专家组在北川县城入口地带对滑坡调查后,很快向临时设在北川中学附近的应急救灾指挥部提出:当务之急是尽快把公路打通。当时,很多巨大块石构成了滑坡、崩塌,最大的滑坡体估计有十多万方,因为现场没有地质灾害防治的专家,轻率清除道路上的滑坡体会不会引起后面的滑坡继续滑下来造成更大危害?这个无法确定。所以当地打算绕道进入,估计还需要半个月时间。根据我们在现场的判断,这类滑坡叫巨石混合体,或者块石混合体,有一定的镶嵌能力,互相咬合比较稳定,在滑坡前面切脚,不会影响后面的稳定性,工程量不到一万方,通路时间估计三天就可以了。很快,解放军某工程部队的政委与我们接上了头,根据现场讨论的建议,部队当天晚上就拉来了施工设备,放炮、冲掘、挖填,很快路就通了。
其实当时很多人对在滑坡体前缘切脚修路的方案心存疑虑。实际上,滑坡是有结构的,只要有结构,就可探寻它的成灾习性,摸准了习性,我们就可以跟滑坡对话。滑坡就像野兽一样,看着很可怕,专家却可以把它驯服,并做到“防灾兴利”。外人看到我们在滑坡体上爬上爬下,非常担心,但我们把握住规律,就知道怎么做,知道哪里危险,哪里不危险。国土资源部门的专家对成百上千的滑坡应急处置中,即使滑坡即将滑动,仍可以把握规律,每年都避免了上万人的伤亡。
谈到地质专家在救灾中的作用,殷跃平博士用了一个形象的比喻:“要像医生一样明白自己的职责。”
我们也是救灾,但是角度不同,不是直接去挖人,重点是不要形成新的地质灾害,要及时告诉灾民、志愿者、甚至救灾部队和其他专家,如何来防范。例如,在北川县城外围,我们看到武警某部救灾营地建在一块较为平缓的沟间空地上,实际上,山沟后面的山体已经震松了,如果下雨就会被泥石流淹没,我们及时通知了他们,要求在暴雨时必须防范。后来武警撤走之后,那个地方果然被泥石流掩埋了。刚到北川,我们看到很多志愿者都停留在滑坡体前,或者站在松动的危岩体下面,非常危险。姜司长让我们赶紧划定危险区,设立警示牌。沿路上,你可以看到很多牌子,“滑坡地段,请勿停留”,就是我们干的,估计有数千块。他喊我:“殷博士你来写字!”,我们就写警示牌。灾害面前,每个人都能贡献力量,但要像医生面对病人那样,明白自己的职责,发挥自己的特长。
我们地质队伍的精神非常感人。例如,曾为我国地质灾害防治立下战功的四川909地质队,这次地震中,办公楼和宿舍楼都毁坏了,职工和家属都住地震棚,既办公又生活。接到命令,他们毫不犹豫地组织了力量奔赴灾区进行应急工作;北川、安县、汶川、都江堰等很多基层国土资源部门的同志,不仅办公楼和宿舍楼都毁坏了,而且有的家属音讯谙无、或已伤亡,他们并没有停留在原地,而是怀着悲恸,又开展了工作。
在我们的访谈中,殷跃平对“次生地质灾害”这个词提出了不同看法,他说应当叫“地震地质灾害”,并且说这不是简单的学术之争,而是影响到救灾的应急操作。如果叫次生地质灾害,不同原因引起的次生灾害会由不同部门负责,如:由地震引起的有地震部门负责;降水引起的灾害,由气象部门负责;工程引起的灾害,由建设部门负责。而应对这样大的地震和地质灾害需要高度一致的行动,需要一个明确的部门来统一负责,尤其是这样的灾害还将持续很长时间。
“次生地质灾害”的用词是否准确,或许需要广泛的讨论才可确定,但是殷跃平提出这个问题,使我们看到面前这位从救灾一线走来的地质专家已经将学术和责任融合在了一起。
地质灾害应急排查
在救灾期间,强余震不断,松动的山体仍经常发生滑坡、崩塌。我们一般早上开始出去,中午不吃饭,晚上回来吃一顿。晚上一定要吃饱,身边放上矿泉水,心想如果遇上余震等被埋了,还可以扛几天。亲人、朋友从电视上时常看到我们队伍的身影,非常担心,经常通过电话要我们注意安全。我安慰我的父母说,不会有事,我们是从事这行的老专家了,怎么能出事呢?但实际上,一直不断地遇到各种危险。5月17日深夜,我们在广元工作,突然发生强余震,我的一个同事钻在桌子底下,我对他说:“你给我留点地方”。
5月22日,国土资源部在地震灾区的第二阶段工作开始。汪民副部长领导成立了前线协调组,指导隐患点排查。
这次排查有十几个省的地质部门参与,800多人近300辆车,都是自己带着车,带着司机、带帐篷和给养。当时大家很积极,报名的很多,几乎来自全国各地的队伍都响应了号召,但从安全问题上考虑,还是挑选了山地作战能力很强的队伍,他们对付滑坡、崩塌等地质灾害很有经验。
在成都,有我们国土资源部的前线协调组,每天进行资料汇总,主要依靠手机和无线上网,还有海事卫星,和北京联络,每天会商形成报告上报北京。四川国土资源厅的同志帮我们建立了信息系统,我们要依靠地方,叫做:“帮忙不添乱。”在北京,有一个综合组,专门搞承载力评估、遥感解译等,要解决综合协调、综合评估的问题,最后形成国土资源部门的报告,报告给国务院,同时,为其它相关部门提供救灾和重建的地质资料。北京大本营的评估出来以后还要返回给我们,比如遥感影像解译出来后,需要很快返回给我们前方。
这种立体交叉式合作、协调的事情比比皆是。比如在绵竹汉旺-清平一带,那儿有很多堰塞湖,还有矿区,受灾人很多。我们队伍进去以后发现没有遥感资料,很难从整体上掌握情况,因此就要联系飞机先飞。飞机要飞,先要联系军队,申请空中飞行。天气好的时候,用飞机救人往往排在首位,天气不好的时候,批准给你飞了,但航拍效果又不好。搞航拍不能飞太高,也就是4000-6000米,而当时大量的直升机进进出出,很容易发生事故,这种情况就需要综合协调。
那段时间,我们地质灾害应急排查队伍几乎跑遍了整个灾区,只要有人住的地方,就必须到现场进行调查,提出灾害评估意见,我们称之为“以人为本”。我们队员跑的地方,好多连当地老乡都没去过。当然,也经常跑冤枉路,费了千辛万苦,总算徒步进去之后,没几天路就修好了,但时间不等人,也许在通路之前灾害就发生了。灾区群众对我们国土资源部门专家非常关爱,很配合。他们知道我们是灾害调查的,很受欢迎,让我们帮他们看自己的房前屋后有没有危险。
我们国土资源部门担负的任务非常重。汶川地震形成了大量的第一手科学形迹,很多从事这方面研究的专家学者见所未见、闻所未闻。做科学研究是非常好的,但是,我们不能仅从兴趣出发,我们是有责任的。地震灾害是无法抗拒的,地震后,还因暴雨导致地质灾害造成群死群伤,我们从事地质灾害防灾减灾的专家就说不过去了。这就是我们的责任,也是我们的压力。在成都工作的那段日子,我们虽然都是从早忙到晚,但神经里面始终有一根弦紧绷着,防范暴雨触发地质灾害。对已经被地震震松的山区来说,一场暴雨就可能触发一连串无法想象的地质灾害。那个阶段,来了几次暴雨,幸好没有预报的那么大。
这段时间排查出13000多处隐患,数量还在增加。每个县形成了一图一表一报告,为灾后重建、环境资源承载力评估提供了地质资料,也突破了一些以往的经验。
我们队伍下去排查的主要是隐患,也就是“可能会发生的点”。经过这一阶段排查,大地震使许多山体松动,据我们统计,崩塌体隐患点比地震前增加了620%。地震前,崩塌点发生的位置相对来说比较低,但是地震后发现的新的隐患很多是在山顶上。因为,地震波就像海波,海边岩石突出的地方会形成大浪,地震波也是这样,地震对山区高陡斜坡的影响非常大,在山顶上的放大作用非常显著,导致崩塌灾害大量发生。这也告诉我们,以后有暴雨的话,高位滑动会比较明显,形成的泥石流冲的距离也会比较远。
过去我们圈定危险区,一般房前屋后就行了,没想到这次地震中,密集出现了高速远程的——能滑动很远的距离甚至是拐弯的滑坡,今后防范中就要注意这种高位的高速远程滑坡问题。可以预料,即使地震过后数年、甚至更长一段时间,这些地区还会出现类似滑坡。去年9月24日,北川擂鼓镇的临时安置点就出现一次超出我们以往经验的灾害,安置点被从后面冲过来的泥石流摧毁,也死了人。在排查的时候,没想到泥石流会冲得这么远。如果没有地震的话,就没有这么多物源,本来山顶上植被不错,相对来说稳定性还可以,但是现在松动了,从山顶的高度冲下来,原本势能就大,再加上9·24气候又比较异常,例如江油的降雨一小时就达到300毫米,就很容易从高位出现这种高速远程滑坡和泥石流,很罕见。
由于汶川地震出现了大量新的地质问题,调查难度非常大。因此,在现场成立了专家组进行现场把关和指导,殷跃平是这个高层次的专家组的成员。
排查我们也做了,但我们主要解决较为复杂的问题和现场指导。我们的专家组里面,有研究活动断裂的、研究地质灾害的、研究堰塞湖的,是一个大组,专家们各有偏重。如果发现哪一块难度比较大,或者有的队伍去的人员弱一些的话,我们就需要到现场去了。
例如,有些点看起来地质灾害非常危险,紧急,要尽快撤离,甚至整体搬迁,但是山区不像平原,往哪里挪?平地就那么一点,挪到其它地方,占别人的耕地还是城镇?在山区这是很困难的事情。巴中、雅安的几个点,本来提出要整体搬迁,我们到现场去了,一直爬到山顶上,实地调查情况,会商以后觉得地质灾害危险性小,场地还是比较稳的,就不用挪。
当然我们也有打败仗的时候,主要是因为没有到现场。比如唐家山堰塞湖,炸开以后,发现坝体是个整体,稳定性还不错。但是炸开前和水利部会商的时候,我们无法提供这方面的参考意见。
所以即使在前方,跑仍是最重要的事情,必须深入到具体点上,实地调查,才能得出有价值的结论。
殷跃平博士本人在灾后多次深入一线,调查各种滑坡体和滑坡隐患。我们这一段时间采访了国土资源系统下属不同的地质部门,他们拍摄的第一现场的照片中都发现了殷跃平的身影。
跑了这么多现场,殷跃平博士更深的体会不仅是在灾害的严重程度方面,他发现缺少基础数据,缺乏基础研究,缺乏跨学科人才,这些老生常谈的问题在真实的灾难面前变成真实的软肋,科学研究向前发展的软肋,也是防灾减灾的软肋。在第三阶段工作中,他把目光更多投向这个方向。他将一张在北川拍摄的照片展示给我们,照片前面是一个正在建设中的工地,工地旁边有一个巨幅标语:“不等,不靠,自力更生,重建一个新北川!”照片后面是一片松动的山体。
看!这就是威胁。虽然是豪言壮语,但没有考虑到后面山里的泥石流的可能性。这就是现在出现的新问题,山体松动以后,恐怕要突破常规研究的思维方法了。就我个人来说,在汶川地震面前知识也明显不够。
通过这次地震灾害,殷跃平博士认为:加强工程地质的基础理论研究、反思地质学在地震地质灾害减灾中的作用、反思教育体系和学科建设存在的问题、反思不合理人类工程活动加剧地震地质灾害的问题,是现在地质学领域重要又艰难的事情。
4.山体滑坡应急预案 篇四
二、应急指挥机构的组成 :
组 长:xxx
副 组 长:xxx
成 员:xxx
三、应急指挥机构的职责:
1、在山体滑坡及泥石流事故发生后,根据事故报告立即按本预案规定的程序,下令启动应急预案。
2、负责向上级有关部门报告事故情况和事故处理进展情况。
3、各应急小组在山体滑坡及泥石流事故发生后,应立即按职责分工,赶赴现场组织抢险,并严密监视事故的发展,确保抢险人员人身安全。
4、事故处理期间,要求各单位尽职尽责,联络渠道要明确畅通;联络用语规范,认真做好有关情况的记录工作。
5、组织和提供事故处理所需要的有关物资。
四、各单位要安排人员对山体滑坡及泥石流事故易发部位经常巡查,特别是长时间降雨和暴雨期间要派专人巡查(巡查人员不少于两人)。
五、巡查人员发现危岩滑动或岩石掉落时,根据实际情况撤离人员到安全位置,并立即向办事处汇报,由办事处主任根据情况,发布命令启动执行本应急预案。当应急小组各就各位,组织事故的应急处理。应急组要确定事故处理的重点和中心,把抢救和保护人身安全放在首位。
六、在山体滑坡及泥石流事故发生期间和终止后,要按照事故调查规程和防止山体滑坡事故措施要求,及时分析和预测事故发展可能带来的后果,预先采取有针对性地措施进行防范。各单位要群策群力,要顾全大局,针对事故的蔓延要及时采取措施,防止事故扩大。
七、危急事件的应对。
1、提高广大居民对山体滑坡事故的.认识,掌握山体滑坡形成原因、特性、表象和预防等基本知识,提高预防、抢险救援的成功率。
2、山体滑坡和泥石流事故发生后,按照事态的严重程度由应急领导小组组织人员抢险。必须备足生活、医疗等急需品。
5.水库渠道滑坡防治探析 篇五
[摘 要] 渠道滑坡是一种常见事故,它和土坝滑坡有一定相同之处,尽管其危害不及土坝严重,但也会造成很大损失。因此,必须查明原因,积极预防,一旦发生滑坡,应立即采取措施处理。本文论述了滑坡的原因和防治等技术性问题。
[关键词] 滑坡原因;滑坡预防;安全管理
[作者简介] 岑兆伍,来宾市兴宾区农村水利建设管理站工程师,广西 来宾,546100;蒙利,广西国瑞建设工程有限公司工程师,广西 南宁,530023
[中图分类号] TV732.6 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723(2011)08-0084-0002
渠道滑坡是一种常见事故,它和土坝滑坡有一定相同之处,尽管其危害不及土坝严重,但也会造成很大损失。因此,必须查明原因,积极预防,一旦发生滑坡,应立即采取措施处理。
一、滑坡的原因
渠道产生滑坡的原因很复杂,归纳起来可分为内因和外因两方面,主要有以下几种。
1.滑坡的内因。(1)材料抗剪强度低。如由软性岩石及覆盖土所构成的斜坡,在雨季或浸水后,抗剪强度显著降低,而引起滑坡;(2)岩层层面、节理、裂隙切割。如顺坡切割面,极易破坏岩层的完整性,遇水软化后,其上部的岩土层会失稳滑坡;(3)地下水作用。当地下水位较高时,将对渠道产生向内的渗透压力,降低边坡抗滑能力;(4)新老结合不良,如半挖半填渠道的新老结合面、岩土接合面等。
2.滑坡的外因。(1)边坡过陡。当地质条件较差时,边坡过陡,易引起滑坡现象;(2)施工方法不当。如不合理的爆破开挖,先抽槽后扩坡,在坡脚大量取土,随意堆放弃土等;(3)排水条件差。若排水系统排水能力不足或失效,地面降雨后,不能及时排出,导致地表水下渗,土层软化,使得渠道抗滑能力降低而产生滑坡。
二、滑坡的预防
为了防止渠道滑坡,在搞好渠道检查和防护工作基础上,应按“以防为主,防重于治”的原则,在渠道未出现滑坡之前,就采取措施预防。
1.放缓边坡。对于通过地质条件较差地带的渠道,如岩层产状不利、土质软弱、节理发育、地下水位较高等情况,就应适当放缓边坡,增加抗滑能力。
2.合理施工。开挖断面时,应自上而下进行,防止先抽槽后扩坡自下而上的施工方法,避免岩层失去平衡,减小向下的滑动力。填方渠道要严格控制填土的施工质量。当采取人工爆破时,应严格控制炸药用量,当岩层破碎、节理裂隙发育时,不宜采用大爆破的方法。
3.加强管理。加强管理是预防滑坡的有效措施。如严格执行放水、停水规程,防止猛增猛减;水位、流量不能任意抬高、加大;渠顶不准随意堆放弃土、废石等重物;填方渠段外坡附近,不准大量挖土、挖坑等。
三、滑坡的处理
渠道滑坡的形成,往往有一个发展过程,一般是由小到大,由浅到深,由慢到快。在滑坡初期,要及时采取措施进行处理,以防滑坡的发展和扩大。实际工程中,处理滑坡的措施很多,一般有排水、减载、反压、支挡、削坡、换填、改暗涵、改渡槽和改线等。下面介绍几种常用措施。
1.排水降压。排出地表水,疏通地下水是整治各类滑坡的首要措施,应根据不同情况,采取不同方法,以减小地表水、地下水的影响。
(1)地面排水。对滑坡体以外的地表水应以拦截旁引为主,一般可在滑坡周围修筑截流沟,严格控制截流沟的深度和质量,使滑坡体以外的水不再渗入滑坡体内。对于挖方渠道,可在山坡与渠顶边界线以外适当地方设置截流沟,防止山坡雨水漫沟冲刷渠坡。其次要结合边坡平台在内侧设排水沟,汇集坡面径流,排至安全地带(如沟、渠或以外)。
(2)滑坡体内排水。滑坡体内由于地面水或地下水作用,使其抗滑力显著降低,因此,要及时排出体内渗水,使坡体处于干燥状态。一般可采取砌筑导渗沟的方法,其布置形式可根据浸水范围大小选择,见图1。
2.削坡反压。削坡反压是将滑坡体上部削下的土体,反压在坡脚,从而达到稳定滑坡体的目的。这种方法主要用于渠道的外坡,削坡后上部重量减轻,削下的土体压在坡脚,边坡放缓。对于深挖方渠道,或渠道内坡,则只能采取削坡减重的措施,并结合其他方法进行处理。
3.砌体支挡。渠道滑坡地段,如受地形限制,单纯采用削坡方量较大时,则可在坡脚及边坡砌筑各种形式的挡土墙支挡,用于增加边坡的抗滑能力。
挡土墙的形式较多,如重力式、仰斜式、连拱式及自上而下分级式挡土墙等,见图2。施工时,应注意边削坡边砌筑,防止继续滑坡。
4.换填好土。渠道通过软弱风化岩面、淤泥等地质条件较差地带时,产生滑坡的渠段,除削坡减载外,可考虑换填好土,重新夯实,以改善土的物理力学指标,达到稳定边坡的目的。具体施工时应边挖边填,回填土多用粘土、壤土或壤土夹碎石等,见图3。
5.明渠改暗涵。傍山渠道由于地质条件差、山坡较陡,易产生滑坡和崩塌,造成渠道溃决,轻者也会淤积阻塞渠道,若采用削坡减压,砌筑支挡结构工程量很大,此时可考虑将明渠改暗涵。暗涵形式有圆拱直墙、箱涵或加做盖板涵,其上回填土石,以恢复原有山坡自然坡度或做成路面,见图4。
6.中国道德滑坡原因分析 篇六
改革开放30年,中国各方面迅速发展的同时,有些传统民族的根本正渐渐被人淡忘。这是一种可怕的现象。然而,更可怕的是,空前繁荣下的外表会蒙蔽中国人的双眼,不能意识到这种可怕的现象。
“道德滑坡”,在我看来,这是个非常令人恐惧的词汇。所谓,经济基础决定上层建筑。中华民族的历史悠久和深厚的文化底蕴决定了华夏儿女的社会道德。这种社会道德不止是历史范畴,也反应了民族历史的发展过程。从“新文化运动”到“五四运动”,中国道德思想逐渐从封建转向开放,伴随农业向工业的生产形式的转换,社会道德也产生了质的飞跃。但从那之后到当下,国人的思想道德建设都没取得什么大的进步,甚至有滑坡的现象。这无疑应该引起每一个中国人的重视。
有个破窗原理是这样讲述的,如果一个人打破了窗户,没有人去修理,那么久会有更多的人去打破窗户。这个原理很清晰很真实地阐述了人性。好比作家刘墉所说,每个人的人性里都有劣根性,这是不可否认的事实。联系近几年经常发生的反映国人社会道德下降的现象,正如鲁迅先生所说,很多人在很多事情面前,更愿当个旁观者。
在我看来,思想的建设应当是从小做起。然而在当今的中国,高考制度的压力下,大人往往更注重孩子的文化成绩,忽视了孩子思想道德的建设。虽然政府一直鼓励学校进行综合素质的教育,但只要有高考的存在,这样的现象就永远不可能改变。所以,道德滑坡的原因之一应当是学校德育教育的滞后。当“升学率”和“就业率”变成评价一个学校的好坏的时候,学校的教育目的更是变得狭隘,教学成绩变成了学校领导追求的唯一目标。所以,在学业繁重的逼迫下,面对那些虚无缥缈的思想政治理论,道德的教育更是变得苍白无力。而家庭受“知识就是力量”的影响,更加无视孩子道德的建设,街头巷尾,人们谈论的话题都是学习成绩,使本该轻松快乐的孩子受到巨大的压力,产生严重的叛逆思想,更别说思想道德的建设了。
7.浅谈“数字滑坡”技术 篇七
1.“数字滑坡”技术[1], 就是以遥感 (RS) 和全球定位系统
(GPS) 方法为主, 结合其他勘探、试验、调查手段获取数字形式的与地理坐标配准的滑坡基本信息 (滑坡各要素, 地形、光谱、土地覆盖、形变、地质构成、物理力学特征) ;并利用GIS技术存贮和管理这些数字信息;在此基础上, 根据滑坡地学原理进行空间分析, 研制各类滑坡模型, 服务于滑坡调查、监测、研究、滑坡灾害评价、危险预测、灾情评估、减灾和防治等。
2. 我国是世界上滑坡灾害比较严重的国家, 近年来社会
主义现代化建设的发展, 使我国城市化进程加快, 交通建设和水利水电工程等人类活动加剧, 我国的自然环境、地质条件受到了极大的破坏, 引发了诸多地质灾害。尤其是西南、西北地区, 特殊的地域环境和地质条件, 致使滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害非常严重。据初步统计, 我国每年因崩塌、滑坡造成的经济损失均在200亿元人民币左右, 并且, 随着近年来人类活动深度和广度的不断增加, 上述统计数字还在呈加速增长的趋势。因此借助于“数字滑坡”技术对滑坡进行预测预报, 做到提前防灾减灾极其重要, 滑坡的信息管理和预测预报就有着重要的意义。
(二) “数字滑坡”的概念模型
对于滑坡研究可分为三个方面:一是滑坡表达, 二是滑坡稳定分析, 三是滑坡预测预报。图1为“数字滑坡”的概念模型, 可分成三个层次:基础层、中间层和应用层。其中基础层完成滑坡信息的数字化描述, 目的在于描述滑坡体的空间分布特征、滑动面的位置和形态、滑坡体的物质组成和结构特征;中间层用来实现数字滑坡的综合数据平台;应用层主要完成滑坡信息的施效阶段, 即实现对滑坡的预测预报。
1.“数字滑坡”的基础层
“数字滑坡”的基础层主要包括滑坡的基础信息内容。
滑坡基本信息就是与滑坡相关的各个要素及滑坡发育环境要素, 它是与滑坡体直接相关的个性特征, 通过这些信息, 可以掌握滑坡体的工程地质环境条件、成因机制、变形演化等基本情况。一个发育完全的滑坡, 一般具有下列要素:滑坡体、滑坡周界、滑坡壁、滑坡台阶、滑坡舌、滑坡轴、滑坡鼓丘、拉张裂缝、剪切裂缝、扇形裂缝、鼓张裂缝、破裂缘、后缘洼地、滑动面、滑动带、滑坡床等。就滑坡解译而言, 滑坡体和滑坡后壁两项为必要的最基本要素, 其余的视工作比例尺及遥感图像的空间分辨率而定。产生滑坡的基本地质环境要素有: (1) 能产生滑动面及滑坡堆积的物质 (地层、岩体、堆积) ; (2) 使部分斜坡与山体分离的软弱结构面或带; (3) 使与山体分离的部分斜坡及可能向前运动的临空面。所以滑坡环境遥感调查主要包括地层、岩体或堆积体的岩类、岩性、风化程度、堆积特征等, 断裂、节理裂隙、层面、分界面等内容。滑坡遥感调查还需收集及调查其他勘查、试验资料以及包括人类活动状况在内的触发因素资料。滑坡的基础数据的建立过程如图2:
按照图2的程序, 建立一系列研究对象区域地质信息基础数据库。如:地形等高线数据库、地表水系数据库等。这些数据库的建立为滑坡GIS可视化分析奠定了基础。从而保证外业采集和调查的数据能够满足信息系统数据库建设的要求, “完成测绘调查成果的直接入库。
这个过程既包括空间数据库的建立, 也包括属性数据库的建立, 实现滑坡空间数据和属性数据入库, 其目的是为了实现数据的信息化管理和数据共享。空间数据库的建立涉及到大量的图件、报告、文献等数据资料, 它是图形数据集合的主体, 是构成本系统的基础。空间数据库的建立方法有:扫描矢量化输入、数字化仪输入和其它图形格式转换输入三种方式;属性数据库的建立, 主要通过手工的方式。
2.“数字滑坡”的综合信息平台
综合信息平台以基础层为依托, 主要包括滑坡预报模型、滑坡预报判据、宏观迹象信息、滑坡实例信息、专家知识等内容, 这些为预测滑坡所需要的共性特征, 如通过大量文献资料归纳总结、具有一定普遍性和参考借鉴意义的信息。这些信息是既包括定量信息 (如各种监测数据) , 也涉及定性信息 (如滑坡体的工程地质环境条件和影响因素、宏观变形破环迹象、前兆信息等) , 将这两种信息有机结合, 从而实现滑坡的综合信息预报。
3.“数字滑坡”的应用层
应用层是“数字滑坡”的决策服务层, 应用层包括三个层次:定量预报、定性预报、数值分析。
滑坡的定量预报主要是利用滑坡的各种监测资料, 采用一定的数学方法进行坡体失稳破坏时间预报, 具体包括确定性预报、统计预报、非线性预报三类。
滑坡定性预报主要是根据滑坡演化过程中所表现出来的宏观变形破坏迹象以及临近失稳阶段所显现的异常特征来判断和推测坡体所处的变形演化阶段、稳定性状况及可能失稳时间。
数值分析是根据坡体的基本资料、宏观变形迹象和前兆信息, 采用预报和GMD预报方法, 判断坡体变形破坏的成因机制、变形演化阶段、目前的稳定性状况、推测发生失稳破坏的大体时间。在此基础上, 借助于专家系统的思路和手段, 对滑坡目前的状况做出综合判断。GMD预报是通过对滑坡地质模型的研究以及物理模拟和数值模拟手段, 建立能综合反映滑坡变形破坏内部作用机理与其外部表现相统一的综合地质 (G) —力学机理 (M) —形变 (D) 耦合。GMD预报是今后滑坡体预报发展的趋势。
(三) “数字滑坡”的关键技术
“数字滑坡”技术系统包括数据获取技术, 以多种分辨率的卫星遥感为主;数据传输技术, 以宽带光线和宽带卫星通信网为主;数据存贮与管理技术, 以空间数据库及共享技术为主;数据应用技术, 以仿真与虚拟技术为主, 包括为应用目的服务的实验和试验。“数字滑坡”的技术路线图3如下:
系统开发可使用基于ArcGIS Engine的AO组件化技术, 采用C#等高级程序开发语言进行, 利用ArcSDE引擎, 基于关系型数据库管理系统Oracle10g来实现“数字滑坡”多类型、多格式、多尺度和多比例尺数据的统一管理。实现的相关功能应包括:
1. 制作具有透视效果的场景, 在这个场景中可以对滑坡地理信息系统数据进行浏览和交互。
2. 实现对三维数据的管理并且创建具有三维视觉属性的图层。用户可以预览三维场景和数据, 可以查看具有多个图层的三维数据、数据可视化。
3. 可以由GIS数据生成新的表面, 以及分析表面、查询表面某一位置的属性值和分析表面不同位置的可见性。
4. 对滑坡监测点进行距离分析、位置查询、缓冲区分析、叠置分析。
5. 利用Arc GIS中的踪迹分析功能产生滑坡的时间事件数据, 对滑坡进行时间偏移计算, 并对滑坡进行分析和计划, 对滑坡的近期变化进行演示。
(四) 结束语
利用3S (RS、GIS、GPS) 技术对滑坡进行预测预报, 将是未来“数字滑坡”技术发展的趋势, “数字滑坡”技术应朝以下几个方向发展:
1.从传统的空间数据库发展到利用空间数据仓库技术, 使滑坡信息系统从管理向决策处理发展。
2.实现多源信息的融合, 使各种滑坡数据在一定规则下进行分析、综合, 从而为完成决策或评估进行自动信息处理。
3.采用高技术手段进行滑坡三维数据采集, 准确而及时地获得滑坡三维形状的空间数据, 如航空照片、卫星照片、GPS测量技术、飞机塔载三维激光扫描技术、三维模型技术等获取数据。
4.采用高技术监测手段, 对滑坡三维时空稳定性进行监测并预测预报其灾害, 如GPS干涉测量技术、立体三维摄影、光线应变监测技术、监测的同时也包括对这些监测数据的处理及分析。
摘要:简要介绍“数字滑坡”技术的概念及意义, 分析“数字滑坡”的概念模型, 并提出“数字滑坡”涉及到的关键技术。
关键词:数字滑坡,3S,空间数据库
参考文献
[1]王治华.数字滑坡技术及其应用[J].北京:现代地质, 2005 (6) .
[2]董卓斌, 陈洪婷.基于GIS的云南安宁县滑坡危险性预测[J].山西:山西建筑, 2006 (4) .
[3]张永善, 陈金贤, 范永贵, 宋显祥.青海省特大滑坡调查中采取数字滑坡技术的意义及应用[J].青海:青海环境, 2007 (6) .
[4]何振邦.3S技术在滑坡预报模型建立的综合应用[J].广西:大众科技, 2008.
8.如何治理土坝滑坡 篇八
关键词:土坝滑坡;滑坡治理;土工建筑
中图分类号:TV641 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)26-0121-02
1 土坝滑坡形成的原因
土工建筑物滑坡是怎样形成的呢?由于土坝滑坡主要是由库堤坝、水渠渠堤等使用土工建筑的滑坡,当土工建筑物边缘坡体或(和)边缘坡体连成一体的地基的土坝主体,当滑动面的滑动系数增大时,滑动面上的滑动力量不能够承受抗滑的能力,因此就会按照某一滑动面产生滑动,从而造成极大的破坏。
土坝滑坡面有三种形式,即折线形状、圆弧形状或者两种兼而有之的形式,发生的时间一般在土工建筑物施工期间或者工程使用刚刚开始的时候,但也有一些时间较长的旧工程有时也出现滑坡。水渠渠道滑坡带来的危害也非常大:会使输水受到阻断,严重影响灌溉,还会使水渠受阻外溢甚至决口。堤防滑坡危险性更大,不但有可能出现决口,还有可能出现坝堤垮塌,使人民生命财产受到严重破坏。土工建筑物如果不是忽然经受地震等自然灾害猛烈震荡、滑动,出现土坝建筑物滑坡时,大都会出现滑坡的预兆和发展进程。先是在土工建筑物的土坡上面或坡面出现裂缝,并且裂缝会逐渐扩大,最后变成圆弧形。同时,土坡的缝隙进一步增大,并且在滑坡的坡面下半部分或者底部经常发现有椭圆形或者飘带状的凸起,逐渐地,滑坡体的移动速度越来越快,最终离开坝体滑出。所以,如果在土工建筑物的检测中有滑坡裂缝现象发生,要迅速及时地采取有效的防范手段,避免滑坡现象的发生。
2 土坝滑坡的特点
2.1 25°的陡坡
最容易发生滑坡的地方是坡度大于26°的陡坡,如果土层较厚,夏季暴雨来临之后,很容易发生滑坡,它的形状以圆弧形状最多。
2.2 积水的坡面
经常处于积水的坡面很容易出现滑坡,出现凹陷形状的地貌特征的坡面,具有很强的积水作用,由于该地方的地下水位比其他地方的坡体高,所以,就地形来说,积水坡面很容易出现滑坡。
2.3 土质的变化
土坝建成后,有些地方的土质发生了变化,改变了当地的土层变化,从而出现滑坡。
2.4 水位时涨时落
如果土坝的水位受到天气状况的影响,时涨时落,就会对土坝的稳定性有很大影响,也很容易出现滑坡。
3 原因分析
土坝滑坡主要是土坝受到外部力量的作用力,使土体结构内部及表面张力受到破坏,从而破坏了土体的平衡状况。
土坝的抗拉伸强度因为外部各种原因的影响而逐渐减小,以至于出现土坝失衡,导致滑坡。从力学角度来看,土坝由于受到自身重力的影响,有向下坠落的现象,但如果土坝的滑动面上的承受的表面张力超过了土坝自身重力,就会产生滑坡。因此,在对土坝工程建筑进行勘测、施工,以及后期的管理,如果出现一点小小的疏忽,都有可能出现土坝滑坡现象。如土坝建筑材料的强度指数偏大、施工时的所用土料不合施工要求等,土坝的水位涨落无定,对土坝表面产生很大的压力等
现象。
4 如何对滑坡进行有效预防
土坝的迎水面出现滑坡现象,经常是水库水位下降,或者下降速度非常快造成的,如果经受地震、巨大震动或者坝顶上部压力过大等,都能产生滑坡现象。所以,在使用过程中,一定要掌握好土坝水位的下降速度,假如迎水坡出现滑坡现象,要立刻采取紧急措施,如降低水位下降的速度或者阻止水位下落,然后再采取相应的方案进行处理。严禁在土坝周围实施爆破或在坝顶上面加重负载,如果是在地震经常发生的地区建立的土坝建筑,要做好防震、抗震的有关处理措施。如果是土坝背水面发生滑坡,主要是土坝坡度过大,或者土质没有和施工设计的标号相吻合,有可能施工时碾压不结实或者有些地方出现薄弱地带,或者一些排水的配套设施跟不上,以至于排水效果很差等。还有可能出现滑坡是因为土坝水位持续很长时间的高水位,导致土坝不牢固的地方发生渗水或漏水现象。因此,要对土坝不定期地深入勘查检测,发现浸水线持续偏高、背水坡有很多地方渗水、漏水现象,并有持续增加的趋势,分析断定有可能出现滑坡现象时,就要在坝顶上部减少负载、下部实施压重、使坝坡减缓,然后增强防渗功能,加强排水的有关措施,降低土坝水位高度,另外,有个别土坝坝面排水设施不好,一旦遇到连续降雨,坝体就一直溶入水中,就很可能出现滑坡,所以,应该设计好土坝排水系统,保持排水通畅,减小雨水对土坝坝体的渗入和破坏。
对于主流水道对土坝坝基进行冲击的,也很容易出现滑坡。所以,要加固坝基,加强保护坝基的措施;对于土层较少,含沙量较大,渗水比较严重的,应该增强土坝防止渗水、漏水的措施,进一步减少渗漏。还有一种现象是有些土坝本身就存在着许多隐患,如土坝内部有塌落现象等,要迅速消除隐患,及时解决塌落或渗漏,确保土坝的万无一失。当然,有一些时间较长的旧坝,背水坡出现水洼或长时间积水现象,很容易出现滑坡,如果不能很好地排水,可采用填洼固定坝基的方法来处理。
5 土坝滑坡处理
如果土坝建筑产生滑坡现象,要细致分析研究出现土坝滑坡的各种因素,许多时候并非一种因素造成的,但一定要分清主次,要有目的地进行勘查和整修,找出加固修复的最佳方案,才能有的放矢,尽快完成修复。对土坝滑坡已经发生的,要认真分析原断面所承受的拉伸力,并计算抗滑稳定系数,或者对坝体内部结构进行合理改造,或对排水系统不合理的地方进行整改,从而使土坝坝体的浸润线变低,坝体渗透压力减小,有效地提高抗滑能力。土坝的坝体护理,还要对垫层和质量的级配比率有足够的重视,例如:如果坝基或者砂壳是容易液化的材料,应该对地基进行加强固定,对断面进行改造。
对已经发生坝体滑坡或者将要出现滑坡现象的,应先找出使滑坡产生滑动力的原因,从而增强阻止滑坡产生滑动的力量,增大坝体的抗滑能力,有效地增强滑坡的稳固性。
5.1 开挖回填
对于已经发生的滑坡,应该看土坝产生滑坡的方量的多少来确定。如果滑动的方量较小,可以全部挖出,然后使用和以前土坝相同的泥土材料分层次地进行回填,再夯实。如果塌方量很大,全部挖出来再进行回填就有很大困难,就可以把坝体土层松软的部分清除出来,再进行回填夯实。
5.2 放缓坝坡
如何处理坝体的边坡过陡出现的滑坡呢?应该采取使坝体坡度减缓,并且把原来排水的坝体和新坝址紧密相连。如果再出现滑坡时浸润线已经高出坝体面,那么就在重新加固的土层与原来的土层之间加入排水层,但防滑坝坡必须通过严密的计算,如果没有试验材料,可以依照滑坡以后的边坡的稳定性,来确定是否使坝坡
减缓。
参考文献
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