某土质边坡地质灾害分析及治理措施要点
[摘要]通过调查分析某土质边坡工程地质特点,阐明其稳定性影响要点。
[关键词]土质边坡稳定性影响要点
[中图分类号]u213.1+3[文献码]b[文章编号]1000-405x(2014)-7-292-2
1工程概况
该边坡为修建房屋、景观道路开挖形成的人工边坡。边坡总长度约150m,坡高一般3~24m;总体1~2级放坡;人工边坡坡度较陡,一般60~85°;除局部坡脚采用挡土墙或围墙防护外,大部分坡体尚未采取工程支护措施。目前该人工边坡局部已发生数处崩滑失稳现象;崩滑点位于坡体中、上部,植被不太发育,规模均较小。虽然,该人工边坡失稳尚未造成人员伤亡和较大经济财产损失,但该坡体开挖坡度较陡,若不及时治理较易引发进一步的崩塌或滑坡。
2工程地质条件
2.1岩土分层及其特征
岩土层按其地质年代和成因类型自上而下可划分为坡积层(qdl)、残积层(qel)和基岩(z)三部分,基岩为震旦系片麻岩。各岩土层的分布和特征分述如下:
2.1.1坡积层(qdl,层号“1”)
土性为粉质粘土,呈灰黄、浅红等色,稍湿,硬塑状为主,土质较均匀,粘性一般,局部含砾砂。厚度为1.2~4.9m,平均2.63m。
2.1.2残积层(qel,层号“2”)
该层由片麻岩风化残积而成,土性主要为砂质粘性土,呈褐黄、褐紫、灰褐、灰白等色,稍湿,硬塑状,粘性一般,遇水可软化崩解,含较多石英颗粒。厚度为2.1~3.1m,平均2.47m。
2.1.3基岩(z,层号“3”)
按岩石的风化程度可划分为全风化、强风化和中风化三个风化岩层,各岩层的分布及特征描述如下:
(1)全风化片麻岩(3-1层)。呈灰白、灰褐、褐黄、褐红等色,岩石风化强烈,呈坚硬土状,土芯手捻具砂感,含较多石英颗粒,岩芯遇水易软化崩解。层厚2.4~5.2m,平均4.32m。
(2)强风化片麻岩(3-2层)。呈褐黄、灰白、灰褐等色,岩石风化强烈,呈半岩半土状、土夹碎块状,手折易断,遇水易软化崩解,碎岩块易击碎。厚度3.1~19.7m,平均13.51m。
(3)中风化片麻岩(3-3层)。呈灰、灰褐、褐黄等色,变余结构,块状构造,裂隙较发育,岩芯呈短柱、块状,敲击声稍哑。揭露厚度为1.0~3.5m,平均2.44m。
2.2坡体地下水性质
本场地8个钻孔在钻孔深度范围内均为干孔。通过对地质环境条件及附近坡脚地下水出露特征等因素分析,预计边坡稳定地下水位多数低于人工边坡坡脚,地下水主要汇集于附近沟谷谷底一带,由此表明勘查坡体的旱季静止地下水位埋深较大,在坡脚埋深一般约3~5m,坡顶埋深可达30m。
区内边坡地下水位的变化与地下水的赋存形式及排泄、补给方式关系密切,由于大气降水是地下水的主要补给来源,而每年的4~9月为本区的雨季,大气降水丰沛,故这期间水位将明显抬升,而在冬季因降水减少地下水位随之下降。根据区域水文地质资料分析,勘查区地下水位动态变化相对较大,稳定水位年变幅一般为2~4m。
2.3不良地质条件
主要不良工程地质条件为孤石局部发育。该区孤石发育于坡体中,而边坡坡度较陡,且距离坡脚民居、道路较近,对坡脚建筑和人员的潜在威胁较大。特别是台风暴雨期间,在雨水冲刷作用下,孤石周围土体会发生塑性变形或失稳,从而形成崩滑隐患或导致发生孤石滚落现象,直接威胁坡脚建筑和人员生命安全。另一方面,孤石发育于边坡中,加大了坡体自重,增加了坡体发生崩滑失稳的可能。
3边坡地质灾害成因分析
该边坡地质灾害的成因分析如下:
3.1坡形因素
该边坡主要为一~二级放坡,除边坡中段一级坡脚采用浆砌块石挡墙和围墙防护外,其余大部分坡面多未采取工程措施防护;而开挖坡度较陡,一般60~80°,不利于坡体稳定。
3.2岩土体的水理性能
构成坡体的岩土体主要为坡残积土、全~强风化片麻岩,总体属土质边坡,这些岩土体的水理性能较差,遇水易软化崩解,对高陡边坡的稳定性不利。另外,边坡的主要岩土体虽然具有强度较高、压缩性较小的特点,但同时具有孔隙率较大、粘性较差和遇水容易软化崩解的特性。这种类型的人工边坡在旱季期间稳定性通常较好,但雨季期间,坡体由于长时间受水浸润将造成重度增大、抗剪强度降低,从而降低边坡的稳定性,因此,坡体岩土体水理性能较差是本区边坡失稳的主要内因。
3.3孤石
该边坡局部发育孤石。孤石的危害主要表现为坡面岩土体中若夹有孤石,则会造成边坡体自重加大,孤石在自重力作用下容易发生滚落,由此导致边坡出现失稳现象。此外,孤石与周围土体的接触界面有利于地表水和地下水的渗透作用,同样不利于坡体的稳定。
3.4气象因素
勘查区雨季长,雨量充沛,降雨集中,多年平均降水量1774mm,年最大降雨量为2864.7mm。故雨季连续暴雨将是边坡失稳的主要触发因素。
3.5水文地质条件
本区为低丘陵区,有利于地下水的排泄,但因大气降水集中,因此造成地下水的动态变化较大,主要表现为旱季丘顶无水(埋深较大),潜水面位于坡脚附近,雨季潜水面则明显抬升。潜水面的抬升将明显改变边坡土体的应力状态。地下水位线以下土体的孔隙水压力增加,从而降低其有效应力,而地下水位线以上的土体则不受水的影响。随着有效应力的减小,一方面因作用于潜在破坏面上的法向应力降低而导致其抗剪强度降低,另一方面也会使土体本身的强度降低。此外,雨季期间降水入渗量增加,地下水径流增强,土体残留结构面中的细小颗粒流失量加大,从而降低土体抗剪强度,诱发边坡失稳。
4边坡稳定性计算
该边坡总体属土质边坡,根据坡体条件,选用刚体极限平衡法中瑞典条分法和bishop法来计算边坡的稳定性。计算参数见表1,计算结果见表2。
根据计算结果,勘查边坡3―3’、4―4’剖面所属坡段属于欠稳定,需重点加固防护;1―1’、2―2’剖面所属坡段属于稳定状态,可进行一般防护。
5地质灾害防治方案
根据该边坡地质灾害的形成机制,有关防治方案的可考虑以下几种:
(1)方案一:采用“削坡+挡土墙+截排水”;
(2)方案二。采用“锚杆(索)+格构梁+截排水”。
方案一适合于稳定性好的坡段,其目的主要是防治边坡表层出现小型崩塌,其中对于坡高较大、坡度较陡的坡段,应分级放坡,挡墙可采用钢筋混凝土剪力墙;对于坡高较小的地段,可采用浆砌块石挡墙或片石骨架护面。方案二是针对边坡稳定性为欠稳定的坡段,防治目的是边坡潜在出现较大范围滑坡。
参考文献
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第二篇:高边坡发生滑塌的灾害分析及治理大全高边坡发生滑塌的灾害分析及治理
[摘要]:由于受地质、水文、气候等多方面因素的影响,建筑工程在建设或运营过程中会出现高边坡滑塌现象,从而造成多方面的损失。尤其是在公路建设方面,由于目前我国的公路建设等级不断提高,其边坡防护工作强度也需要获得提高,如何有效的解决高边坡的滑塌治理和防护成为当前必须解决的重要问题。本文从高边坡滑塌灾害发生的原因着手分析,总结出一些治理方案。[关键字]:高边坡;滑塌灾害;治理
伴随着经济的发展,我国的生态环境在不断的恶化,自然灾害发生的频率也逐渐上升。为了能够保证工程建设和人员安全,高边坡滑塌防治需要及时高效,采用合理的边坡防护技术,不仅可以达到治理的目的还能够节约防护成本,减少工程费用。
一、高边坡发生滑塌灾害的原因
高边坡发生滑塌的原因有多种,其中既有自然因素也有人为因素。由于自然地理的地质、水文等因素的不同会使得边坡的稳固性不同。过渡开垦、砍伐植被、工程过度开发等因素都会造成地质的损坏,从而导致坍塌灾害频生。
1.落石型坍塌
该种坍塌主要出现在坡度较陡的岩石边坡上,岩石在受到层理、节理等因素的影响下会出现岩石裂隙,裂隙发育完全后则会使整块岩石分裂为大小不等的碎石,在遇到阴雨天气时,雨水的冲刷以及石缝间水压力的作用,会使得岩石发生坍塌,石块会沿边坡散落。由于岩石裂隙张开程度较小,因此肉眼很难识别出来,通常情况下也不容易做出预防。经过长期的冻融、渗水,缝隙会逐渐变大,从而导致最终的坍塌。
2.滑动性坍塌
该种坍塌主要出现在路基挖方段,尤其是在深挖石质地段出现频率更高。这些地段由于工程建设的力度较大,对地质的影响也较大。岩层在受到外力作用以后会出现剪断现象,被剪断的各层发生位移滑落会使得岩层很不稳定。施工爆破以及大程度开挖会影响岩层原先的稳定性,岩层自身节理被破坏以后基岩上的岩屑层等松散堆积物就会出现裂隙甚至散落,甚至出现坍塌。
3.流动性坍塌
该种坍塌主要出现在岩土质地较为松散的地区,出现坍塌的物质主要有岩屑、页岩风化土等较为散碎的成分,这些成分自身稳固性就较差,又因为重量较轻,因此在遇到阴雨天气时很容易被雨水冲刷而流动。此类物质一般在岩石表层或缝隙中,被冲刷流走以后会使岩层整体出现缝隙,影响整个岩石的稳固性,从而引发坍塌。这种类型的坍塌在日常养护中比较容易发现,在发现后及时进行处理防治就会避免灾害的发生。
二、高边坡滑塌灾害的治理方法
在高边坡滑塌灾害的治理中,常用的方法有两类。工程防护和生态防护。这两分种方法各有利弊,工程防护的适用面较广,防护效果也较好,但是对天然植被会造成损害;生态防护符合自然规律,防护效果较好,从长远的角度来说更利于高边坡地的稳固,但是并非所有的高边坡地都能够进行生态防护,需要根据高边坡地的地形地貌来规划,因此适用广泛性不及工程防护。
1.工程防护
在坡面修建初期,较为有效的防坍塌措施就是工程防护。工程防护能够提高坡面的稳定性,还能够使坡面具有较高的防侵蚀性。当今社会很多工程的建设的强度较大,因此对自然环境的损害也很大,破坏了自然生态的和谐,使得被开发的地带失去了原有的绿色,而变成了一片钢筋混凝土。原有的生态环境下,由于植被覆盖率较高,因此土层比较稳固,不容易出现坍塌灾害。被建造防护以后的自然植被生长环境变差,被损坏的植被很难再重新生长起来,因此土地质量也会下降。同时防护工程的钢筋混凝土会因为时间的推移而老化,混凝土会因为长年受风吹日晒,逐渐老化开裂,钢筋也会因为雨水侵蚀等原因锈蚀断裂,从而使防护建设整体的稳固性大大下降。在遇到外力施加时,则很容易出现断裂坍塌。
还有一种较为常见的工程防护为抗滑桩防护,在高边坡上建设抗滑支挡工程能够使坡体整体被固定,其抗滑性也会大大提高。在滑塌发生以后,滑坡会发生位移,坡面的裂痕一般也不规则,因此在修补时需要使用流性较大的砂浆填补缝隙,并且将缝隙夯实,避免再次破裂,同时还能减少地表水的下渗。在滑塌的整治过程中需要现对滑坡的形态特征进行分析,根据不对情况来指定不同的应对策略。例如滑塌平面呈圈椅状的坡体其发生原因可以判定为是受两侧岩山体的影响,此类滑塌坡体可分为上下两级,分别有典型的形状特征。上级一般为葫芦状,下级一般为舌形。对于此类滑塌灾害,常用的治理措施是回填反压。在灾害发生以后,为了避免滑塌体的再次移动,需要在坡体前缘进行回填反压,反压高度一般为五米,该种措施能够让滑塌体移动速度减慢,从而减小了滑塌灾害的影响范围。
2.生态防护
同样是人工构建的防护工程,植物防护更加符合生态发展的要求。植物防护对防止高边坡滑塌很多好处。首先,植物防护能够增加护披面积,使整体的绿化面积增加。植物的根能够深入到土地下层,透过松散的土层到底端的岩土层,根部散开的根茎能够深入到泥土的各个方向,充当锚固的功能,使土层整体的粘度和牢固程度提高。根在泥土中能够将松散的泥土紧密联系在一起,整个土层成为了泥土与根茎的复合材料。植物在生长过程中需要吸收土层中的水分来维持自身的生长,因此土层内的剩余的水分将会大大减少,土层间隙中的水压力也降低,土层能更加稳固。种植植被后的高边坡面的地表径流也会被抑制,水土会因植物根茎作用而减少流失。其次,植物防护能够改善环境,高边坡地带在容易发生坍塌的地方土层较为松散,因此灰尘也比较多,严重影响空气质量。植被的种植能够净化空气,促进有机污染物的降解,使空气质量和土地质量提高,还有一定的降低噪声、减少光污染的功能,使道路行车更加通畅。植物防护还具有视觉美化的功能,相比较裸露的钢筋混凝土和岩石,植被更容易被人们所接受,在净化环境的同时还能够净化人们的眼睛。植物会给人一种独特的美感,植物造型和颜色的可塑性较强,能够进行多样的组合搭配,使整体环境更加优美。常用的边坡植被有乔木、灌木、草皮等,此类植物的生长较为顽强,能够在环境较为恶劣的地区正常生长。很多高速公路一般建设在高边坡地,在高速上驾车疲惫的司机在看在绿色植物也能够使心情更加愉悦,伴随着清新的空气可以使精神更加充沛。总之,植被防护是目前生态性最强、滑塌治理效果又较好的方法。
三、对未来高边坡滑塌治理的展望
在未来的高边坡滑塌治理中,需要朝着更加生态的方向发展,要在建设时考虑到人与自然的和谐相处,还要考虑到生态环境的长期发展。
1.推广生态防护
对于自然而言,生态防护是尊重人与自然和谐发展的最优选择。生态型植被防护不仅能够减少水土流失,还能够控制地表温度,钢筋混凝土、岩石的防护面往往容易造成地表温度的升高。高速公路上,防护坡面是公路与周围自然环境的分界,工程防护的坡面会使得整体过于生硬,与周围的自然环境无法衔接。而生态防护则能够利用人工植被将边坡融入到周围的自然绿化之中,使整体更加和谐、美观。随着时代的发展,植被防护已由传统的人工种植到如今的机械化作业,因此使得工程防护与生态防护之间的分界变小,更有利于实现工程防护向生态防护的转化。铺设植被的岩土表面的风化、剥蚀程度会大大降低,植被不仅能够给人提供始觉上的美感,还能够保证岩土的稳定性,从而达到恢复自然平衡的作用。当今社会的经济水平在达到一定的高度后,国家日益重视生态工程,对于路边的防护带逐渐开始使用植被防护,生态型防护成为当今社会防护建设的主流。在今后的防护治理研究中,与其等灾害发生后再治理还不如事先做好有效的防护,这样既能够减少灾害的发生,又能够减少治理工作的进行,与此同时,自然环境也会得到优化,更利于实现人与自然的和谐发展。
2.减少工程防护
工程防护虽然有较强的防护能力,但是不利于社会整体自然和谐的实现。在施行工程防护的地段,大量的人工筑造材料使得原有土地上的植被很难再次生长。钢筋混凝土、岩石等裸露的材料具有明显的人工痕迹,无法与周围环境相融合。工程防护在实现滑塌治理的同时,又以另一种方式伤害了自然环境,虽说相比较滑塌灾害而言危害大大减小,但是以缺补缺并非防治的最佳结果。因此在未来的高边坡滑塌治理中,除了特殊地段必须要使用工程防护外,其他地段的防治可以尽量避免工程防护的应用,以减少对自然环境的破坏。
总之,高边坡滑塌治理作为灾害整治的重要组成部分,需要被予以高度的重视。高边坡滑塌治理需要采用合理的防护技术,不仅要达到基础的防护作用,还要尽量做到减少工程费用、保持防护美观、尊重自然和谐的效果。否则以破坏自然规律作为代价来防治滑塌只会导致未来更多问题的出现。因此在灾害治理中一定要根据具体的地质环境进行分析,制定科学有效的防治策略。高边坡滑塌的防治实质上就是采用人工措施保持和恢复边坡的长期稳固,让人类的建设能够成为自然资源的合理利用,而不是生态平衡的破坏。
参考文献:
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第三篇:兰州市地质灾害发育条件及治理措施兰州市地质灾害发育条件及治理措施
郭靖
(西北师范大学地环学院甘肃兰州730070)
摘要。兰州市地质灾害种类繁多,主要有泥石流、滑坡、崩塌、地面塌陷等,各种地质灾害的发生是自然因素和人为因素共同作用的结果。针对兰州市地质灾害现状提出几种地质灾害防灾减灾对策。
关键词:兰州市地质灾害防灾减灾
1.兰州市的地理概况
兰州市位于北纬36°03′,东经103°40′,中国大陆地理版图的几何中心,被称为中国“陆都”。深居大陆腹地,市区南北群山对峙,东西黄河穿域而过,城市依山傍水而建,属于温带大陆性气候,冬无严寒,夏无酷暑,温和适宜,海拔平均高度1518m,年均气温9.8℃,年均降水量327mm。现辖城关、七里河、西固、安宁、红古5个区和永登、榆中、皋兰3个县,市域总面积1.31万km2,其中市区面积1631.6km2。
兰州市地处青藏高原、黄土高原和内蒙古高原的交汇地带,新构造运动强烈、地形起伏、沟壑纵横、谷深坡陡、黄土广布,气候干燥、降水集中、植被稀少,加之人口稠密、人类工程活动强烈、使得滑坡、泥石流等地质灾害非常活跃。
2.兰州市地质灾害类型
兰州市突发性地质灾害类型主要有泥石流、滑坡、崩塌和地面塌陷等四种类型。甘
1肃省地质环境监测院2005年在全区进行了调查、共查明地质灾害隐患点754处,其中泥石流218处,滑坡181处、崩塌102处,不稳定斜坡236处,地面塌陷17处,分别占地质灾害隐患点总数的28.91%、24.0%、13.5%、31.2%、和2.2%。218处地质灾害隐患点的综合预测评估、潜在危险程度特种的隐患点有96处,占总数的12.9%;潜在危险程度重的隐患点有131处,占总数的15.0;潜在危险程度较大的隐患点有414处,占总数的55%;威胁程度一般的113处,占总数的17.1%。初步评估,兰州市有105678人,196371万元的财产处于地质灾害的威胁之中。
2.1泥石流
泥石流是兰州市最为发育的地质灾害类型。主要分布于南北两山基岩出露地带,如城关区的青白石东部、白塔山至沙井驿等地段。泥石流暴发的频率约为每年2~3次至几十年一次。泥石流以冲毁灾害为主,淤埋灾害次之。如1966年8月8日晚,盐场堡地区降暴雨和冰雹,大砂沟山洪造成罕见的稀性泥石流,冲毁农田2334亩,瓜菜等农作物损失严重,冲坏住房300多间,受伤群众69人,死亡72人。泥石流涌入甘肃任命广播电台发射台等单位,致使电台短时间停播。
2.2滑坡
滑坡是仅次于泥石流的地质灾害类型,其分布面广,密度高,规模较大,活动性强。兰州是滑坡灾害主要有黄土滑坡、堆积层滑坡和基岩滑坡滑。黄土滑坡滑体主要由各种成因的黄土及此生黄土组成。分布于市区南、北河谷Ⅳ级阶地前缘及各沟谷台地前缘和黄土丘陵区。堆积层滑坡,其滑坡体由各种成因的残积、坡积物组成,主要分布有南北的基岩出露地带,该区域山体坡度较陡,残积物厚度较小,一般2~5m,若遇大雨或暴雨,堆积层即可突然发生滑动,滑坡前兆不明显,该类滑坡规模较小,多为潜层滑坡。2基岩滑坡滑坡体由坚硬的层状、层块状岩石组成。滑坡往往分布在斜坡临空条件好,冲沟发育,地形陡峻的地段,其规模较大,如皋兰山南部、阿干镇一带。
2.3崩塌
兰州市地质灾害的崩塌类型按分类依据划分为黄土崩塌和基岩崩塌两种类型。黄土崩塌主要发生于河谷阶地前缘及黄土丘陵区的高陡斜坡地带,其起始远动形式为倾倒式或滑移式。兰州市高陡斜坡脚往往有人居住,一旦崩塌发生,便造成严重的人员伤亡和财产损失。如2003年10月12日发生的由海石湾镇沿301线进入享堂峡向窑街镇方向行进6公里后的灾害,导致公路毁坏,6辆车被推出路面坠入享堂峡大通河,直接经济损失200多万元,灾情之严重令人触目惊心。基岩崩塌主要分布于兰州市基岩出露的南北两山红层出露地带和基岩出露的青白石东部,白塔山至砂井驿、七里河区、西固区南部山区、红古窑街一带。
2.4地面塌陷
兰州市窑街煤矿、阿干镇煤矿是计划经济时期建立的老矿业基地,长期地下开采造成地表严重沉陷,地表裂缝纵横交错,陷坑、陷槽大量分布,山体开裂严重,水土流失面积和强度不断增加。2005年2月18日新增塌陷面积1025m2,使185户200多间房屋受到影响,变形开裂。
3.地质灾害现状3.1地质灾害的分布
全市现有地质灾害754处,其中城关区140处,占18.56%;七里河区98处,占13.00%;安宁区37处,占4.91%;西固区54处,占7.16%;红古区65处,占8.62%;皋兰县47处,占6.23%;榆中县77处,占10.21%;永登县236处,占31.30%(表1)。
3表1
兰州市地质灾害空间分布
单位:次
行政区城关区七里河区安宁区西固区红古区皋兰县榆中县永登县合计滑坡32313121972554181崩塌8426802252102
不稳定斜坡
673110121426076236
泥石流3027222423142454218
地面塌陷
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会员免费查看[3]秦顺飞,顾长存,王虎金.某滑坡地质评价与治理对策研究[j].广东土木与建筑,2001(1):46-48[4]马洪生,胡卸文.神经网络在边坡稳定性分析中的应用[j].中国地质灾害与防治学报,2009,10(1):171-192.[5]刘沐宇,朱瑞赓.基于模糊相似优先的边坡稳定性评价范例推理方法[j].岩石力学与工程学报,2009,10(1):42-48.
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