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关于滑坡灾害的成因分析及治理措施的研究

2020-12-08严刘伟朱露露岳明昊

中国金属通报 2020年15期
关键词:坡体滑坡体抗滑桩

尹 琴,严刘伟,朱露露,岳明昊

(云南农业大学 水利学院,云南 昆明 650201)

滑坡是我国地质灾害中比较常见的一种地质灾害,具有发生频度高、范围广、危害大等特点,一旦发生,将会造成大量的人员伤亡和经济损失,如河道堵塞、交通中断等滑坡带来的影响,将会严重影响社会的稳定发展[1]。在我国西北和西南地区,拥有大面积的山区不利地形,加之雨季等恶劣气象的影响,加剧了滑坡灾害发生的规模和频率。因此,需要对山体滑坡灾害的成因进行分析,并采取相应措施对其有效治理,以此减少或避免滑坡灾害的发生,确保山体的稳定性和人们的生命财产安全[2]。本文阐述了滑坡形成的原因,归纳总结了滑坡灾害治理的有效措施,为以后相关滑坡治理起到一定的借鉴作用。

1 滑坡灾害的成因分析

通过对全国众多滑坡灾害分析后发现,自然因素和人为因素是诱发滑坡发生的两大主要因素。自然因素主要包括降雨和地震两大因素,人为因素包括公路修建、开挖坡脚、修建水渠及爆破等[3]。

1.1 自然因素方面

第一,岩土体地质环境条件方面的原因。不是任何山体都会出现滑坡,山体滑坡需要符合一定条件才会出现滑坡。在地形地貌中,要达到特定的倾斜度山体才会出现滑坡情况。山体滑坡需要特定的地岩性条件,山体滑坡出现都受山体土质影响,若坡体全由岩石构成,就难出现滑坡,当山体被分割成分散状态时,即当坡体中存在大量清水性矿物,片岩的、碎屑等物治,容易发生滑坡;当山体的边坡不完整或者完整性遭到破坏的时候,坡体的抗剪强度下降,稳定性下降,也容易出现滑坡[4]。

第二,降雨方面的原因。降雨是边坡失稳的主要诱发因素,在降雨量较大的区域和时间段,由于坡体大量雨水的渗入,土体的含水量发生改变;同时受降雨的影响,地下水位线抬升,还会增大土体孔隙水压力;当土体含水量增大时,非饱和土的孔隙水压力上升,这使得土体颗粒间的吸附能力大大减弱,土体的内摩擦角减小,粘聚力减小,使得滑坡抗剪强度减小,从而滑坡体的稳定性降低,加剧了滑坡的变形破坏[5]。

第三,地震方面的原因。地震对滑坡的诱发作用主要通过地震对滑坡震荡、波动作用来实现,地震诱发滑坡的过程主要有累进破坏、滑体启动、启程加速这三个阶段。在地震荷载多次反复作用下,增强了土体雨水渗入量,雨水的入渗增大了岩土体的容重,加剧了土体颗粒间吸附力的降低,同时地震作用增强了滑裂面上的剪切应力,降低了土体的当坡体的剪强度,当下滑力大于坡体的抗滑力的时候,坡体开始发生滑动,在地震加速度的影响下,滑体会得到一个非常大的初速度,并迅速下滑[6]。

1.2 人为因素方面

山体滑坡的另一大原因是人们的各种生产建设活动,主要有以下几个方面[7,8]。

(1)在斜坡上修建路坝、厂矿、设堆积场等使斜坡“加载”的工程,降低了山体的稳定性。

(2)在斜坡下部修路障、挖沟切坡、挖洞采矿等削弱“抗滑能力”的工程,坡脚开挖工程使坡脚基岩的岩体、土体结构受到破坏并产生裂隙,扩大了地下水活动的场所,使坡脚基础处于软弱状态,山体的稳定性降低。

(3)因某些需求对山体进行大量爆破,破坏了山体的稳定性。

(4)无规划、不合理地向斜坡引流、排泄地表水及地下水和生产、生活废水。

(5)在坡体上修建蓄水池、渠道等输水、蓄水设施并向坡体渗漏,长期的渗漏,会使地下水位抬升,使土体的抗剪强度降低。

(6)在稳定性差、裂隙发育的斜坡上进行农业灌溉,长期的灌溉会使土体颗粒间的凝聚力降低,使土体的颗粒结构发生破坏。

(7)在山坡上不合理地开荒造田、乱砍滥伐等,破坏了植被的保护层,加剧了泥石流等灾害的发生。

2 滑坡灾害的治理措施

根据滑坡形成的机理分析,滑坡灾害治理分为3个方面:一是减轻或者避免滑坡诱发因素的作用,即水害治理,二是改变坡体内部力学特征,即增强岩体强度、增大抗滑强度;三是改善爆破方式的措施。由于滑坡地质灾害形成因素较为复杂,需针对不同的滑坡采用有针对性的治理措施,目前常用的治理措施有坡顶地表截水、抗滑桩、抗滑挡墙、预应力锚索、减重反压等[9]。

2.1 坡顶地表截水

由于边坡顶部可能汇集大量的雨水,这部分水会渗透到滑坡体的土层结构当中,影响坡体的稳定性,因此,可设截水沟将这部分水体从坡顶地表排除[10]。

2.2 抗滑桩

抗滑桩为非连续支挡结构,可利用桩间形成的土拱,能够通过平衡边坡土体在荷载作用下产生的下滑推力而有效地改善边坡稳定性,并且,抗滑桩抗结构简单、滑能力比较好,布置灵活,施工难度不大,因此,成为滑坡灾害治理的主要措施之一。

2.3 抗滑挡土墙

抗滑挡土墙是滑坡治理措施中最有效的一种,抗滑挡土墙需针对滑坡体的地质地形基本情况进行了解,根据滑坡体的位置、类型和大小的不同而采用不同的形式。常用的形式有重力式挡土墙、悬臂式挡土墙和扶壁式挡土墙。

重力式挡土墙是由混凝土或者浆砌石构成,利用自身的重力来维持坡体的稳定;悬臂式挡土墙由底板和固定在底板上的直墙构成,主要靠底板上的填土重量来维持稳定的挡土墙,其主要由立壁、趾板及踵板三个钢筋混凝土构件组成;扶壁式挡土墙是一种钢筋混凝土薄壁式挡土墙,其主要特点是构造简单、施工方便,墙身断面较小,自身质量轻,可以较好的发挥材料的强度性能,能适应承载力较低的地基,适用于缺乏石料及地震地区[11]。

2.4 预应力锚索

预应力锚索具有布设灵活、工程适应能力强等诸多优点,在岩土加固工程实践中得到广泛应用。预应力锚索可以将锚杆支护形成的围岩次生承载结构与深部围岩相连,形成统一的整体支护体,共同保持围岩及结构的完整性,减小围岩强度降低,提高围岩承载结构的稳定性,从而对滑体进行加固的一种滑坡治理措施方式。该措施具有投入资金成本低、施工周期短、施工便利等优势。

2.5 减重反压法

减重反压是在在滑坡体的后缘刷方减垂,同时在前缘填土反压,减重反压是滑坡灾害治理的有效措施之一。减重反压法简单方便,经济合理,适用于滑坡体上方失稳造成的滑坡灾害[12]。

3 结语

滑坡地质灾害的发生,会给社会环境、人民群众的日常生活带来较大影响,甚至会造成人员伤亡与重大经济损失。只有及时展开高效治理工作,才能有效降低滑坡地质灾害的发生概率。在滑坡灾治理措施选择过程中,应对滑坡进行多方面的综合分析,采用适合的综合治理措施。目前,虽然在滑坡治理研究中已经有所成就,但仍存在不足的地方,如抗滑桩桩间距、锚固深度等设计方面的的优化、抗滑桩结构形式与内力的作用机理等方面;锚索拉力随时间变化降低,影响锚固效果,对滑坡体的稳定不利等方面,还需要更进一步的的研究,使其充分发挥各自的作用,更好的保护人民群众的生命与财产安全,促进我国经济全面发展。

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