山区高速公路滑坡稳定性分析及防治措施论文_郭文韬,於明星

中国路桥工程有限责任公司 100011

摘要:随着高速公路网络的不断完善,高速公路开始向山区延伸,山区地理环境复杂,滑坡灾害较为频繁,这对山区高速公路产生了较大的危害,为更好控制山区高速公路滑坡灾害的发生,本文就山区高速公路滑坡稳定性进行分析,并就防治措施进行探究。本次研究中,笔者以某山区高速公路为例,从多方面出发,研究了滑坡地质条件、机制以及治理等;同时,还就滑坡稳定性实施分析,最后,就滑坡防治综合措施予以讨论。

关键词:高速公路;滑坡;稳定性

一、滑坡地质条件

(一)自然地理

在本次研究中,笔者所针对的高速路段临近大山,从路段所处地势来看,南北较高,中间路段地势较低。基于地貌形态上的差异,则可以就所研究的高速路段予以分类,从而得到三种类型:一是构造侵蚀低山地貌,二是构造侵蚀丘陵地貌,三是侵蚀堆积河谷地貌,该种地貌的形成和河流冲刷有着重要关系。

(二)水文气象

从水文气象上来看,所研究的高速公路路段所处气候区为亚热带季风气候区,故而各季节的特征较为明显,降雨量相对较多,一般是集中在夏季,而在冬季降雨量相对较小,就年均降水量来看,保持在1000mm。同时,该路段的气候还将会受到其他因素的影响,诸如坡向、海拔等,故而,气候变化性较大。

(三)地层岩性

立足于地层岩性,本次所研究的路段可以大致分为两种类型,一是半坚硬片岩类,该类型的岩类最为突出的特征便是中层较为薄细,基于海拔的升高,则边坡自然状态会发生改变,在此情况下,极其容易发生滑坡的情况;二是第四系松软土体岩类,就其组成来看,主要是碎土石以及残留积土等,并且多布于地势偏低的路段,诸如沟谷等。就当前山区高速公路滑坡成因来看,第二种地层岩性是主要因素。

二、滑坡形成机制分析

滑坡之所以会形成,和地质条件之间有着重要的关联性,本次研究路段降水量相对较大,而土体在吸水能力方面又表现出色,故而容易软化,导致滑坡现象出现。先从内外因素两个方面,就滑坡形成机制进行分析。

(一)内在因素

从内在因素来看,导致滑坡形成的主要因素有下述几种:一是地形地貌。从滑坡形成的区域来看,主要是构造侵蚀中低山区,该区域内高度差较为明显,为形成滑坡创造了良好条件。同时随着不断地发展,因滑坡而形成的坡底堆积体还将会为下一次滑坡的出现创造了条件;二是地质构造因素。研究路段处于断裂分布区域,从地形上来看,较为复杂,并且岩体分布缺乏规律性,多数岩石均处于破碎状态,故而,在土体出现软化情况之下,及其容易发生滑坡灾害;三是地层因素。研究路段包含的岩石成分主要有三类,一是石英,二是云母,三是绿泥石。其中前两类属于泥质矿物,吸水能力较强。为此,在长时间降雨或降水量较大的情况下,地层易软化,岩石出现松动,致使滑坡现象出现。

(二)外部因素

从外部因素来看,导致滑坡形成的主要因素有下述两种:一是人类工程活动。在高速公路投入使用之后,为了促使其能力得到提升,人们往往会实施扩建,在此情况下,高速公路边坡切挖情况较多,致使山体平衡遭受严重破坏,极其容易出现滑坡现象;二是植被砍伐严重。在高速公路修建过程中,周边的植被受到了严重破坏,土体呈现为松散状态,在降水影响之下,极其容易发生滑坡。

三、滑坡体稳定性分析

(一)极限平衡法

在滑坡体稳定性分析过程中,极限平衡法是一种应用较为广泛的分析方法,其主要是就安全系数进行求解,从而对边坡稳定性予以评价。从该方法的特征上来看,其计算简单、结果直观。在应用极限平衡法的过程中,主要包括下述几步:一是设定滑动面。就研究路段具体地形地势及地质条件进行分析,从而确定滑动面;二是就滑坡体进行划分,并创建有关力矩以及力的平衡方程。就滑坡体予以划分,从而得到多个垂直条块,创建平衡方程,并求解,从而就各垂直体块所受到的滑动力以及抗滑力,并进行矢量叠加,从而就滑坡体上的滑动力以及抗滑力予以确定;三是确定滑动力和抗滑力比值即为该滑坡体的安全系数。

在研究计算过程中,为了便于计算还需将滑坡体视为刚体,并提出如下假设:

一是滑坡体为刚性体,也就是不考虑其变形因素;

二是滑动面上的力符合摩尔-库伦屈服准则;

三是滑动面还需进行简化,从而得到平面、圆弧面以及折面。

(二)计算条件以及参数

为保证分析工作的全面性,还需就研究路段高速公路在不同工况下的稳定性予以分析:

一是自然状态;二是自然状态、暴雨;三是自然状态、7级地震。

而后借助工程文献应用参数反演法以及工程类比法,即可就稳定性计算参数予以确定。

为了保证计算结果的精确性,往往会选取多个剖面予以计算,求得其稳定性,并借助极限平衡法,就稳定性计算结果予以确定。就研究分析结果来看,在第二种以及第三种情况之下,滑坡面稳定性较差,极其容易发生失稳情况。为此,在实际施工过程中,还需要加大关注力度,全面考虑,积极采取防治措施,促使滑坡稳定性得到控制。

四、滑坡的综合治理

为避免出现滑坡现象,还需要积极采取防治措施,确定防治方案。在确定防治方案的过程中,应充分考虑区域地形、地质以及水文气象等因素,做好调查工作。此外,还应明确滑坡类型,就滑坡形成机制加强分析,明确主次,最后,对施工条件等众多因素实施综合考虑,进而确定防治方案。针对本次研究路段,笔者认为最佳的防止措施便是设置排水沟、抗滑桩等。

从滑坡形成机制来看,地表水是主要因素之一,为此,在确定滑坡防止措施的过程中,排水工程是必须要引起关注。基于研究路段的气候环境,当降水量相对较大的情况下,应该做好防渗透工作,促使地表水能够得到及时排除,避免聚积,而致使土体软化,要积极采取措施,诸如增加抗滑桩,以支挡滑体的滑动力,促使边坡稳定性得到增强,促使滑带土在抗剪强度上有显著地提升。需要注意的是,对于活动状态的滑坡,在打桩阻滑时应避免因震动而引起滑动。

山区高速公路滑坡灾害对于高速公路工程来说是巨大的伤害,为促使滑坡问题得到解决,确保高速公路运行安全,还需要加强研究,做好滑坡体稳定性分析。在滑坡体稳定性研究过程中,应综合考虑各方面情况,确保分析结果的科学性,从而明确合理的防治措施,促使滑坡体稳定性能够得到有效控制,从而避免出现滑坡灾害,以保证财产、生命安全,助力山区高速公路网络建设。

参考文献:

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[4]葛华,刘汉超.万州草街子双堰塘滑坡稳定性影响因素敏感性分析[J].中国地质灾害与防治学报,2003(02).

论文作者:郭文韬,於明星

论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期

论文发表时间:2018/5/23

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