不同地质边坡稳定性分析与治理方法论文_1仇海亮,2宇天奇,3吴晓鹏

不同地质边坡稳定性分析与治理方法论文_1仇海亮,2宇天奇,3吴晓鹏

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摘要:目前导致地质边坡失稳有多方面的原因,本文对不同地质边坡稳定性与治理方法进行探析,总结边坡稳定性分析方法的主要特点,通过各类实践活动探究边坡稳定性的重要性,以探究更为合理的治理措施。

关键词:边坡稳定性;地质;治理方法

现阶段自然边坡稳定性的问题受到自然环境、荷载作用以及工程建设活动等诸多方面的综合影响,边坡会出现各类破坏以及变形等状况。目前社会城市化进程加快,各类建设项目得到较快发展。边坡的不稳定会导致建设项目成本增加,而且还会影响到工程建设的整体寿命。本文以下对边坡破化的主要过程以及失稳的原因进行分析,通过综合性的方法来探究边坡稳定性,从而拟定更为有效的治理方法。

一、不同地质边坡变形破坏的主要过程及失稳原因分析

(一)边坡变形破坏分析

目前自然界中的边坡从起初成型开始到使用阶段,受到外界自然环境以及人类生产生活实践活动的影响,其自身外部形态以及内部结构会不断发生变化,应力的整体状态也随之改变。边坡内部某部分因为下滑动力矩高于抗滑力矩,从而会产生相应的滑动。随着变形程度不断加深,坡面会形成相应的拉应力,坡脚的集中应力会形成发展,最终导致不必要的破坏[1]。

(二)边坡破坏变形的主要原因分析

边坡在长时间的发展过程中,自身应力状态也发生了较大的变化,在此变化基础之上,边坡也会出现各类不同程度的破坏,本文以下从几个方面对边坡失稳的主要原因展开分析。

边坡滑坡体当前大多都是出现在粘性较高的软质岩层和土层当中,较少会出现在硬度较高的岩石层和砂层当中。岩石受到自然界中长期的风化作用影响,从而使得边坡的稳定性受到威胁,最终导致滑坡现象。边坡滑坡和岩石自身构造之间有着紧密的联系,在粘性较高的土层中,边坡实际稳定性较差。

经过高强度之后的地震区域土的强度会不断降低,地震中的力会使得土体空隙中产生相应的压力,对于土坡的稳定性具有重要的威胁。地震发生的过程中, 地面震动会产生滑坡等地质灾害,将会导致大量的人员伤害以及社会经济损失。不同土质对于水的吸收力不同,如果土质边坡表面的水不能够及时排除,那么水会浸润土体,从而影响土体的实际强度,导致坡体出现坍塌。地下水静水压力会使得坡体的下滑力增加,从而使得土坡处于不稳定状态,使得土坡更加处于失稳的状态[2]。

目前各类大型建筑工程中,因为填土、弃土等施工过程恒中,边坡中土层内部的实际应力发生了相应变化, 土体的抗剪能力下降。路堤填方量在不断增加, 从而使得土体的实际化动力也在提升,对坡度的稳定性构成了相应的影响。

二、边坡稳定性的分析方法探析

边坡经历破坏而导致失稳是一项长期的地质灾害过程,因为土层内部结构较为复杂,加上组成岩石土质的实际构成不同,所以呈现出不同的破坏形式。根据不同破坏形式有相应的破坏类型,主要有平面滑坡、倾倒滑坡等。根据不同的破坏形式,需要采取相应的方法来予以分析应对。当前常用的稳定性分析方法主要有以下几个方面。

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(一)工程地质分析法概述

此类方法是较早使用在工程地质分析中采用的方法,是相关技术人员在日常生产实践活动中所积累出来的经验方法。对边坡稳定的坡脚值以及影响边坡稳定性因素进行分析,从而采取相应地质条件的稳定边坡值。通过参考建设过程中周边的自然环境以及水文地质条件,从而选取相应的坡度值,此外可以通过不同地质的岩石力学进行重复性的验算[3]。

(二)刚体极限平衡分析法分析

目前刚体极限平衡分析法是使用最普遍的分析方法,也是研究破边稳定性最常见最传统的方法。此类方法以摩尔一库仑强度理论为基础,将滑坡体每个滑坡面设为圆弧形,将圆弧划分为相应的垂直体,并且在垂直体上设定相应的平衡方程。求出每个垂直体自身的滑动力,这样能够计算出边坡的稳定系数,从而确定出边坡的容许稳定系数。如果边坡实际稳定系数高于容许系数,则边坡处于稳定的状态。所以需要通过刚体极限平衡分析法进行下一步分析,直到达到容许稳定系数值为止。

刚体极限平衡分析法需要满足力矩与力之间的平衡,能够符合摩尔一库仑强度理论要求,能够根据原理所包含的内容对受力因素进行分析,从而建立完善平衡方程。刚体极限平衡分析法所建立起的力学结构自身较为简单,可以将边坡滑坡体作为完整的刚体进行考虑,坡体自身不容易发生变形,从中能够有效传递应力,对坡体滑动面的整体受力进行分析,从而你能够对不同地质的内部应力状态进行分析。

将滑动坡体的实际边界因素进行相应的简化,能够将过去传统的坡体体态简化为相关的几何平面体,将坡体滑动面是为圆弧面和折线等,这样实际问题的有效转化能够使得平面力学的求解更加简单。此外选取最危险的滑动面是解决滑体稳定性最关键的分析因素。通过对滑动弧度的位置分布规律进行分析,对安全系数进行确定,从而对不同地质边坡的误差稳定性进行计算[4]。

通过对滑坡体上的作用力进行简化,能够确定作用力的滑体中心,这样能够方便计算。不需要考虑不同地质之间土体内部各个模块之间的作用,也不用对土体应力及应变关系进行分析,这样能够对边坡的稳定性进行判定。通过刚体极限平衡分析法能够将各类问题简单化,获取相关工作人员最满意的探究结果,是目前使用较多的一类分析方法。

(三)数值分析法探究

数值分析法是对岩石体自身应力以及应变关系进行分析,综合考虑土体自身以及应变关系之间存在的不足之处,能够为边坡稳定性提出更为全面化的分析方法。数值分析法中有限元是一项重要的参考性因素,能够反应边坡自身存在相应强度。通过有限元数值分析法,能够对施加荷载以及相关边界条件进行分析,获取相应节点的应力。再对滑动面上有限元数据的正应力和剪应力进行分析,探究每个点实际抗滑应力,从而分析相关点之间的安全系数。

三、边坡稳定的治理方法

当前边坡稳定性的治理需要相关工作人员通过对边坡实际地质以及水文条件进行分析,探究边坡失稳发生的主要原因,从而采取相关措施进行分析,使得边坡自身的稳定性得到有效维护。

不同地质岩层的边坡大多都是在边坡的上部放缓边坡,削弱滑坡区的物质,使得边坡的实际坡度有效减缓,从而能够降低雨水长时间的冲刷作用力,使得边坡自身稳定性得到有效保障。此外通过边坡排水,能够有效减少大量的水滞留在边坡,从而降低边坡的实际冲刷作用。通过排除地面上的水,能够降低水对坡体的实际渗透性,在坡体外围建立相应的排水沟,排除路面积水,通过修建水平状态的排水钻孔能够使得坡体中的积水有效排除。

对于不同地质的边坡来说,做好植物防护也是一项简单可靠的防护措施。目前可以在边坡上种植或是铺设草坪,不仅能够起到美化环境的作用,还能使得坡土的湿度和温度得到有效调节,起到稳定边坡的作用。

结语:

总而言之,当前对不同地质边坡稳定性的影响要素较多,其中主要包括岩层自身构造以及外界的环境因素,对其稳定性进行综合评价一项较为复杂的过程。

根据边坡稳定性不同的破坏因素,需要采取不同的方法进行分析。

参考文献:

[1]覃学友.公路边坡稳定性分析及治理[J].技术与市场,2011,18(9):54-55,57.

[2]肖伟.山地变电站边坡稳定性分析和治理方法[J].建筑工程技术与设计,2016(33):1240,1358.

[3]杨帆.输电线路塔位边坡稳定性分析及常见边坡治理方法[J].低碳世界,2013(23):32-33.

[4]田明.泄洪洞进口边坡稳定性分析与工程治理[J].中华民居,2013(24):332-333.

[5]高睿.关于公路土质边坡稳定性分析与治理技术研究[J].中国科技纵横,2017(3):128-129,131.

论文作者:1仇海亮,2宇天奇,3吴晓鹏

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第20期

论文发表时间:2017/12/29

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