试论滑坡的稳定性评价及其治理

2022-09-10

1 研究区新滑坡特征

研究区滑坡主要发生在西山南段, 以老滑坡发育为主, 在长约2.0km范围内发育9处滑坡, 其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅶ、Ⅷ为老滑坡, Ⅴ、Ⅵ、Ⅸ号为新滑坡。滑坡群虽然形成背景相似, 但类型复杂。总体来说, 除了Ⅰ号坡外, 均属大型基岩切层滑坡。

以Ⅵ新滑坡为例, 它是各种自然地质和人为因素综合作用的结果。蠕变物质均为后期风化、残坡积物质, 其结构松散, 孔隙大且透水性较强、强度较低。而下部滑床岩体接触面向谷地陡倾, 基本与斜坡面倾向一致。从钻探施工中泥浆消耗返水情况, 证明一般上部泥浆漏失严重, 基本不返水, 塌孔严重;而下部连续返水, 采出的岩芯呈棒状。其间的滑带土粘粒含量>30%, 主要粘土矿物成分为活动性和亲水性较强的伊利石和少量绿泥石, 加之在早期滑坡活动过程中遭受破坏, 形成易滑面, 因此, 蠕变 (滑) 带极大可能是沿该易滑面产生蠕滑, 这与野外调查情况基本吻合。所以, 由上下岩性结构差异引起的岩土强度的差异是蠕变 (滑) 产生的决定性条件。不利的地质、地形条件是新滑坡发生的主要内因, 水是新滑坡的主要激发条件, 大气降水加剧和控制了新滑坡蠕变 (滑) 的速度和强度。该区多年平均降水量多集中在7、8两月, 占全年降水量的45%;加之在新滑坡区开辟农田, 种草植树, 修建大型蓄水池和输水管线, 增加了入渗水量。另外, 由于枯、雨季的变化, 导致浅部土体呈疏干和充水交替的恶性循环中, 其变化过程中形成许多裂缝, 又为水的渗入提供了良好的通道;入渗水对岩、土体及结构面的泥化、软化作用明显, 促使其强度大大降低。

2 Ⅵ号新滑坡稳定性评价

Ⅵ号新滑坡后部滑体物质由于特殊的三元结构, 其上覆层渗水性较好, 因此变形和活动性相对前段要强, 但下伏渗水性相对较弱的粘质土的作用, 使入渗水对潜在软弱滑面的持续作用相对Ⅴ号新滑坡而言要弱, 而且滑体前段滑面呈反倾状, 有一定抗滑能力, 因此滑体在一般状态下应是稳定的。虽然新滑坡变形较缓慢, 处于蠕动变形阶段, 且滑体后段活动性相对强于滑体前部, 但主要的变形迹象由于后段相对活动性较强, 对前部滑体的推挤作用明显, 裂缝、鼓丘等变形现象多出现在中、前部。但该新滑坡滑体厚度除前缘外相对均一且较厚, 因此后段有较大推力, 且坡体坡度较大, 潜在软弱滑面坡度30°~40°, 其一般状态下虽处于稳定状态, 在持续降雨或暴雨或地震等因素影响下, 滑体失稳势所必然。稳定性评价方法为Sarma方法。

力学模型:Sarma方法中的滑体破坏形式如图1所示。结合力学模型和几何模型, 应用极限平衡原理, 总体思想是分成n个条块的滑坡体达到静力平衡时所需要的条件, 物理意义:使滑体达到极限平衡状态, 必须在滑体上施加一个临界水平加速度Kc。当Kc为正时, 方向向坡外, K c为负时, 方向向坡内, Kc的大小由上式确定。根据该方法, 用C语言编制了相应的计算机软件, 用于文后的数值分析。分四个方案对Ⅵ号新滑坡的稳定性进行计算:工况一为无连续降雨或大暴雨且无地震的情况;工况二为无连续降雨或大暴雨但有地震的情况;工况三:有连续降雨或大暴雨但无地震的情况;工况四:有连续降雨或大暴雨且有地震的情况。采用非竖直条分法将Ⅵ号滑坡体分成10个条块体, 经过软件计算, 得出四种工况下的稳定系数分别为:工况一:1.07;工况二1.01;工况三为0.92, 工况四为0.87。

3 Ⅵ号新滑坡的治理

通过排水、填缝等方法来减少入渗, 尽量、尽快排出地表水;通过支挡、削方压脚等方法来减小下滑力、增大抗滑力等综合治理工程措施。Ⅵ号新滑坡治理工程规划方案待选的有:排水方案、挡土墙方案、抗滑桩方案和支挡+削方压脚方案。Ⅵ号滑坡地质条件复杂, 必须采取综合治理方案, 即多种方案的优化组合。经过论证, 采用的方案为: (1) 排水、支挡、削方压脚相结合, 排出滑坡区内地表迳流, 将水的影响减小到最低程度。前缘修筑重力式挡土墙提高稳定性, 中部削方后在前部滑面反倾段压脚, 提高抗滑力。该工程的作用是:通过排水降低地表水入渗和灌入;支挡滑坡变形复活;降低下滑力, 增加抗滑力。地表修建, 施工方便, 投资合理, 工期短, 见效快。能够治标治本, 易被当地群众接受。 (2) 填缝工程:填堵地面裂缝, 进一步防止降水渗入。填缝面积530m2。工程措施简单, 就地取材, 费用低, 能达到治理目标。根据影响滑坡稳定性的主要因素是降雨入渗, 降低土体物理力学强度引起的。对此, 通过滑体地表排水, 填堵地面裂缝, 滑带土不被浸润的条件下, 在滑体前缘再辅以修筑挡土墙并进行局部削方, 克服滑坡体剩余下滑力, 削方土体可在滑坡前段滑面呈反倾段进行压脚, 以提高阻滑力。挡土墙的基础为全新世冲积粘性土, 满足治理工程地基的工程地质要求。上述滑坡灾害的治理方案实施技术难度小, 工程周期短, 投资省, 效果可靠, 治理滑坡灾害的危害是完全可能的。

4 结语

经过论证和实际治理效果, 可知研究区的Ⅵ号新滑坡治理工程方案较为合理, 技术可行, 治理后产生的社会效益也比较显著。本文所论述的地质环境特征分析→滑坡区特征分析→利用Sarma方法进行滑坡稳定性评价→治理方案的提出与论证的步骤, 适合切层岩质滑坡的分析与治理, 可以为同类型的工程提供参考。

摘要:作为一种地质灾害, 滑坡的危害的严重性, 给工程环境、国家和人民的生命财产安全造成严重影响, 而滑坡的稳定性及其评价一直以来都是滑坡工程研究领域的核心问题。本文以某新滑坡区为例, 首先简单届介绍了滑坡区的特征, 随后对滑坡区的Ⅵ号新滑坡进行了稳定性评价, 最后论述了Ⅵ号新滑坡的治理方案。

关键词:滑坡,地质环境特征,稳定性评价,治理

参考文献

[1] 董军, 苏生瑞.有限元强度折减法在滑坡治理稳定性评价中的应用[J].岩土工程界, 2008, 11 (10) .

[2] 苏爱军.滑坡稳定性评价原理与方法[M].武汉:中国地质大学出版社, 2008.

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