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公路地质灾害影响因素及防治决策支持研究

时间:2023-08-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:影响斜坡稳定性的因素,也即控制和影响滑坡地质灾害孕育发生的因素。降水诱发崩滑地质灾害主要是通过地下水作用间接体现的。如果对于整个评价区域来说,地震烈度区划没有局部变化,则地震作为区域背景值将使得整个区域的斜坡稳定性都得到一定程度的降低。如果区域内地震烈度区划有分异,则在考虑地震影响的情况下,区域滑坡稳定性区划也将相应的发生变异。

公路地质灾害影响因素及防治决策支持研究

影响斜坡稳定性的因素,也即控制和影响滑坡地质灾害孕育发生的因素。概括起来,影响地质灾害稳定性的因素主要包括以下几个方面:

(1)坡度。坡度对滑坡地质灾害的发生有很明显的控制作用,坡度不同,不仅会影响坡体内部已有的或潜在的滑动面的剩余下滑力的大小,还在很大程度上确定了斜坡变形破坏的形式和机制。

但是坡度和斜坡稳定性之间并不是简单的线性关系,而且坡度对斜坡稳定性的控制作用几乎总是与坡高、岩土体组合、斜坡结构等因素共同作用。

(2)坡高。对于一个斜坡单元而言,对其进行稳定性评价时,其坡高一般是需要重点考虑的。在其他条件都相同的情况下,坡高越大,对稳定性越不利。

但是若区域评价是基于客观的评价网格而不是基于已有的或潜在的变形破坏单元时,坡高将变得很难刻画,坡体范围尚未确定,坡高自然也就无从谈起。

(3)岩性。作为斜坡的物质组成,岩土体的性质对斜坡的稳定性必然有很大的控制作用。在收集基础地质资料的时候,获得的往往是地质图,即地质意义上的岩性,而不是工程意义上的岩土体类型,所以评价前还要将之转化为符合工程评价需要的工程岩土类型,这个过程中除了考虑岩土体的类型、物理力学性质外,还要适当结合岩土体的结构特征。

(4)坡体结构类型。坡体结构类型是指在层状岩体组成的斜坡中,由坡面、岩层产状、河流或沟谷流向三者之间特定的组合方式决定的斜坡形态。

坡体结构类型对坡体的稳定性也具有很重要的控制作用。大量野外滑坡调查表明,在河流流域,坡体结构类型不同,坡体变形发展乃至最终破坏的形式是截然不同的。其中岩层走向和河流走向之间的关系对斜坡稳定性的影响尤为突出,一般来说,横向直交坡最为稳定,斜向坡次之,而顺向坡对坡体的稳定性尤为不利。

(5)软弱地层。软弱地层的存在,不仅因其工程特性差而影响坡体的稳定性,关键其还常常作为控制性的底滑面直接降低坡体的稳定性,特别是软弱岩层在适当的地下水作用条件下可能饱水软化形成软弱夹层,更是大幅度降低坡体的稳定性。

当软弱地层较厚,并平缓地出露于坡底形成软弱基座时,则还将控制斜坡的变形破坏模式,可以因为软弱基座的压缩、蠕变导致坡体后缘产生拉张裂缝,随着变形的进一步发展,最终贯通形成统一的滑动面,产生破坏。

但是,由于软弱地层对斜坡稳定性的影响在空间上往往并不是局限于其本身所出露的部位,而是影响与之关联的整个变形破坏单元的稳定性,所以和坡高相似的情况,在基于网格图元的区域评价中,这个指标也变得比较难确定。

(6)构造。构造对斜坡的稳定性也有一定的影响。断层的存在,主要是断层带及其附近一定范围内的岩土体将遭到破坏,从而降低坡体的完整性程度,同时作为重要的地下水通道,对斜坡的变形和破坏也必然带来不可避免的不利影响。

褶皱引起大范围的岩层产状的变化已经在斜坡结构类型中得到了体现,因而考虑其对斜坡结构类型的影响也主要是鉴于其对岩土体完整性的破坏和为地下水提供了运营通道。

当然现代活动构造引起的附近岩体内部的应力状况的改变也是不容忽视的。特别是在活动断层附近的斜坡稳定性评价中更应给予应有的重视。

(7)地面变形迹象。地面宏观变形在野外综合地质评判中具有很大的控制意义。因为其他的因素基本上都只是反映坡体赋存的地质环境和其本身的结构组成等静态信息,唯有地面变形情况在一定程度上反映了斜坡变形发展的阶段,这对于从宏观上对斜坡在不久的将来发生破坏与否进行判断具有很大的参考价值。(www.xing528.com)

(8)植被覆盖率。植被状况对斜坡稳定性具有一定的影响作用。概括起来,植被对斜坡稳定性的贡献除了大幅度减少坡面破坏以外,其根茎还具有一定的根固作用,同时植被的存在,还有利于减缓坡面水流的流动速度。

(9)已有地质灾害。在进行地质灾害区域评价时,自然要考虑已经发生的地质灾害。同时考虑到地质灾害往往具有群发性、灾害链等特点,已经发生了灾害的局部区域及其附近就有很大的可能复活形成新的灾害或者转而形成其他类型的地质灾害。

(10)河流地质作用。此处河流地质作用是指河流对斜坡坡脚的冲刷掏蚀作用。根据水利学原理,在河流的凹岸,堆积和掏蚀共同作用的结果为侵蚀,在凸岸表现为堆积,直线沿岸则保持动态的冲淤平衡。

斜坡坡脚遭到侵蚀时,对斜坡的稳定性是极为不利的,主要是通过削弱斜坡前缘抗力体和增大临空面两种方式来影响斜坡的稳定性。

(11)裂隙发育状况和结构面组合情况。组成斜坡的岩体内部发育的结构面在特定的组合方式下,往往控制着整个坡体内滑动面的发展,同时,结构面的存在还加大了地下水的活动能力,从而间接削弱斜坡的稳定性。所以,对于研究程度比较高的地区,倘若加入裂隙发育状况和结构面组合情况这个评价指标,评价结果更为可靠。然而,在区域上往往还达不到这么高的研究程度。

(12)降水。降水,特别是暴雨是斜坡失稳的一个重要的诱发因素。降水诱发崩滑地质灾害主要是通过地下水作用间接体现的。很多滑坡都是在暴雨之后发生的,并且大多具有较为明显的滞后效应。

降水沿坡面或坡体后缘下渗,除了增加坡体自身的重力、扬压力,进而增大下滑力之外,更重要的是,下渗的地下水使得坡体内部空隙水压力发生剧烈的变化,根据有效应力原理,随着空隙水压力的增大,有效应力随之减小,从而引起坡体内部土体颗粒之间或者是结构面上的摩擦力减小,降低斜坡的稳定性。

考虑到与水下渗和地下水运移的滞后效应,在进行区域评价时,既要考虑一定时间内降水的强度,也必须考虑降雨持续的时间长短,所以工程上常常采用三日最大降雨量、一日最大降雨量、年降雨量等作为评价指标。

(13)地震。地震,特别是在地震烈度区,也是诱发处于临界状态的斜坡失稳的一个重要因素。如果对于整个评价区域来说,地震烈度区划没有局部变化,则地震作为区域背景值将使得整个区域的斜坡稳定性都得到一定程度的降低。如果区域内地震烈度区划有分异,则在考虑地震影响的情况下,区域滑坡稳定性区划也将相应的发生变异。

一般采用基本烈度作为刻画地震影响的指标。

(14)地表水体。对于水库库岸稳定性进行评价时,不能不考虑库水体,特别是库水位的变化对斜坡稳定性带来的不利影响。库水位的升降引起坡提体前缘内部动水压力的变化,从而降低有效正应力,对斜坡稳定性产生不利影响。

(15)人类工程活动。随着人类文明的进步和发展,人类活动,尤其是人类工程活动,对自然的改造强度和频度比以往任何时候都大,这些活动必然也会对周围一定范围内的斜坡的稳定性产生影响,成为斜坡失稳的最为活跃的诱发因素。

实际评价中,一般主要考虑交通路线、城市集镇以及矿山开挖、堆填方等因素。

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