浅议结构性黄土边坡渐进性破坏研究现状与不足
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我国边坡研究治理现状与发展趋势自人类有史以来,人类的生存一直受到地质灾害的威胁,最早见于古书《左传》,它曾说过:“自上古以来,国之有患也,虽水旱不能避”,这句话充分说明了我国对地质灾害防治的重视。
而如今随着社会经济的快速发展,人类的生活条件逐渐提高,在工程建筑领域开始对岩土、土壤等环境造成污染。
因此,对岩土体稳定性的研究也就显得尤为重要。
我国边坡研究治理现状与发展趋势随着时代的进步,岩土稳定性的研究和治理已经成为了岩土工程领域的热点问题之一。
本文就我国边坡研究治理现状与发展趋势做出了初步探讨。
1.1我国边坡研究治理现状自20世纪40年代以来,人们便将目光投向岩土体稳定性的研究,希望借助一定的手段来对其进行稳定性判别。
但由于当时人们对力学知识的欠缺,无法通过力学作用来进行岩土稳定性的判别。
后来随着相关技术的发展,才逐渐建立起了岩土稳定性判别的概念。
到了20世纪70年代末,在我国的科研部门先后推出了一系列岩土体的抗剪强度试验仪器和手段,使得这项工作得以顺利的开展。
进入80年代以来,有关单位积极开展了对滑坡的防治工作,使我国的防治技术取得了突破性进展,并且也已达到了国际领先水平。
另外,在对滑坡进行治理的过程中,许多新型防治技术也不断涌现,比如说支挡结构、锚固、加筋、排水以及加固技术等等。
这些技术的应用大大促进了我国对滑坡的研究,同时也带动了整个工程建设领域对该问题的重视。
1.2我国边坡研究治理发展趋势在工程设计方面,由于计算机的应用以及人们对其理论的不断深化认识,传统的岩土工程分析计算方法正在逐步被更加先进的、便捷的计算方法所替代,从而为滑坡灾害防治的决策提供了重要依据。
另外,有关部门还在不断深入研究边坡稳定性的新理论和新方法,努力找出一种适合于各种边坡的、能够综合考虑边坡自身结构特征以及边坡周围环境条件的方法。
除此之外,针对滑坡的预测预报工作,也已经形成了一套比较完善的、能够保证精度的、可以用于实践的技术路线。
我国边坡研究治理现状与发展趋势边坡研究治理作为地质灾害防治所面临的重要课题,被政府和相关单位所重视。
考虑到我国目前的地质灾害情况,边坡发生的频繁、损失情况严重,给社会经济和公共安全带来了很大的危害,迫切需要加强边坡研究治理工作,以保障公共安全。
在边坡研究治理方面,我国已采取了一系列有效措施,建立了一个完善的边坡研究治理体系,涵盖边坡研究、治理和防治等方面的工作。
首先,我国在边坡研究方面开展了大量的基础研究。
我国有关团体投入了大量资金,采用新型的技术和设备,从区域性、土地性以及地质动力学等方面,对边坡灾害发生机理、演变规律及防治技术进行了深入的研究,收集了大量边坡研究成果,为防治提供了重要数据支持。
其次,我国在边坡治理方面也做了大量努力。
除以地质勘查、防治报告、土力学分析等技术手段,对边坡进行合理的治理外,还将边坡治理与整体山林植被修复、流域生态治理、水土保持及绿色建设等综合措施结合起来,形成了比较完整的边坡治理行动计划。
根据加强边坡灾害防治工作的要求,我国还将边坡治理贯穿于国家规划设计及基建项目实施活动中,以降低边坡灾害风险,确保社会经济持续发展。
此外,为增强边坡灾害防治的能力,我国已建立了一系列边坡研究治理技术规范,涉及边坡地质调查、构造分析、防治技术指标等,进一步改善了边坡治理的技术水平。
此外,也加强了边坡工程的质量控制,建立了科学合理的边坡治理经济效益分析模型,提高了边坡治理经济效益,更好地维护了人民群众的生命财产安全。
以上这些措施都起到了良好的效果,但仍然存在一些问题,如治理技术有待改进,联系项目开发和景观修复建设等等。
为解决存在的问题,今后边坡研究治理方面还有大量的工作要做。
首先,要进一步建立统一的治理标准,严格规范治理技术和施工技术,形成边坡治理安全可靠的技术体系。
其次,应建立有效的边坡治理监督制度,落实隐患排查、评估和改进机制,加强边坡灾害风险管理,提高边坡治理的安全可靠性。
此外,也要通过科技与产业的融合,探索边坡治理的可持续发展道路,加强边坡灾害防治处理技术的开发应用,并结合环境工程修复和景观恢复,进一步提升治理效果。
结构性黄土边坡渐进性破坏论文摘要:结构性黄土的粘聚力通常都比较大,因而结构性黄土的抗拉和抗剪强度都比较大,在湿度较小、重度较大时,土的峰值强度特别高,但在结构性逐步弱化过程中,表现出较强的软化特征,并且峰值强度也比较显著,过去由于土工建筑物的承拉能力较低而忽视其抗拉性质的做法已不符合时宜,无论是实际岩土工程需要还是完善黄土科学体系,结构性黄土的抗拉强度与抗剪强度、抗压强度同等重要。
0 引言在西北黄土高原地区经常可以看到如图1所示的高耸陡峭的黄土边坡,有的高达数几十米甚至更多,黄土的结构性成为这些黄土边坡可以直立并且保持长期稳定的重要原因。
由于黄土边坡在其漫长的形成过程中,经常受到河谷冲沟侵蚀和切割,因此黄土边坡的临空条件远比其它边坡明显。
这些黄土边坡一旦失稳就会造成严重的自然灾害。
据不完全统计,陕西省已发生的黄土滑坡约1131处,兰州地区约1300处,甘肃省东部约4576处[1-2] 。
黄土滑坡灾害的频发,已经造成了严重的人员伤亡和经济损失。
图2为2005年5月9日发生在山西吉县的特大山体滑坡, 650万立方米黄土瞬间从陡峭的边坡上滑落,将依山而建的数排窑洞11户农家约24人埋在数10米厚的黄土下;图3为2010年3月10日发生在陕西榆林市子洲县山体滑坡,造成44人掩埋,27人遇难。
由此可见,保证边坡稳定、防止边坡失稳是必须考虑的重大问题。
天然结构性土边坡由于边坡土体本身的的应力、应变分布不均匀,在外部因素作用下,潜在滑动面的某些区域应变超过一定的值或者剪力超过其抗剪强度,率先进入软化阶段,因此,出现局部破坏后在发生应力释放、转移以及重分布,但是受到影响最大的区域是破坏区域的临近邻近滑体。
在该邻域可能是由于原先没有超过强度转变为超过强度值即峰值而发生破坏,从而释放应力后将多余的荷载即残余值转加到其他区域后再度对应力进行调整,这样破坏面在应力不断释放、转移和调整的过程中不断扩大和延伸,最后如果稳定性的安全系数小于1则会导致破坏面完全贯通,位于滑床的滑体会做加速运动从而发生滑坡。
我国边坡研究治理现状与发展趋势我国边坡研究治理工作已经历经了几十年的发展和探索,边坡研究治理的发展绝不是一朝一夕就能完成的,需要在不断的实践中去积累经验,探索出解决边坡问题的新方法,提高边坡研究治理工作的水平。
本文以“我国边坡研究治理现状与发展趋势”为标题,旨在探讨目前我国边坡研究治理面临的诸多挑战,研究新技术和新方法,以及边坡研究治理将来的发展趋势,以期为边坡研究治理工作提供参考。
我国边坡研究与治理的发展历程虽然已有不少的积淀,但仍然存在许多问题。
首先,我国边坡治理技术比较落后。
许多技术仍处于理论阶段,应用上仍有待实践检验。
此外,边坡灾害的管理难度也不容小觑。
由于地形复杂、边坡构造复杂,以及气候变化和地质活动等因素的影响,在边坡灾害管理中,必须采取多种技术手段才能达到良好的管理效果。
而当前边坡灾害管理理念仍停留在建设阶段,尚未充分挖掘出边坡灾害的防治潜力。
其次,目前我国边坡研究与治理存在设备、软件、人才等方面的不足。
设备技术落后,软件设计比较简单,技术水平和管理经验不足,缺乏高水准的科学研究人员和技术人员,影响了边坡研究与治理的水平。
此外,边坡研究与治理在政策方面也存在着诸多不足,包括立法监管和行政管理方面,出台的边坡研究治理法规比较少,在政策落实方面也不及人意。
未来,我国边坡研究治理将继续加强技术的改善,推动研究人员和技术人员的培养,加强边坡技术和设备的研发,推出更为高效的研究治理技术,使边坡研究与治理工作更加先进、更加科学化。
未来,学者们还需要继续加强关于边坡灾害的政策研究,设计出能够适应现实需要的边坡研究治理政策,并在实践中进行检验和完善,以期推动边坡研究治理方面的快速发展。
综上所述,目前我国边坡研究治理面临的挑战还有待解决,需要进一步加强技术的研究、推动边坡灾害政策的完善,以及改善设备、软件等方面的投入,以期推动边坡研究治理方面的发展。
浅谈黄土高边坡变形破坏特征黄土是一种常见的地质土层,在我国西北地区广泛分布。
由于其结构性能较差,因此在大规模人类活动及自然因素作用下易发生变形破坏。
黄土高边坡是黄土地区特有的一种地形,其变形破坏特征与一般的黄土土坡有所不同。
下面本文就黄土高边坡的变形破坏特征进行了较为详细的探讨。
一、黄土高边坡的构造特征黄土高边坡是在黄土中随着地质过程形成的地形,其构造特点与一般的土坡相似,只是规模更大。
在黄土高边坡形成过程中,常伴随着各种复杂的地质因素,如山地地震、气候因素等。
这些因素会使得黄土高边坡的结构和性质发生变化,从而影响其稳定性。
二、黄土高边坡的变形破坏特征1、局部破坏黄土高边坡的变形破坏通常是以局部破坏形式出现的。
局部破坏主要表现为边坡附近的岩石、土体发生破损裂缝或滑动现象。
这种情况通常是由于黄土高边坡处于不稳定状态,局部承载力不足导致的。
2、整体变形整体变形是另一种常见的黄土高边坡变形破坏形式。
在整体变形情况下,整个边坡会向下滑动或顺地层面发生滑动,从而导致整个边坡体变形。
这种情况通常是由于地震、人类活动或其它因素引起的。
3、悬壁形成在黄土高边坡的变形破坏过程中,还会出现悬壁的形成情况。
悬壁形成是由于岩石、泥土向下滑动后,留下的一块物质附着在边坡上,形成悬挂的状态。
三、黄土高边坡变形破坏的影响因素1、土体结构性能黄土作为一种比较杂乱的土层,其结构性能往往较差,因此在边坡稳定性方面存在局限性。
2、地质因素黄土高边坡的稳定性还会受到地质因素的影响。
如高原地震、降水等天气因素等都会导致黄土高边坡的变形破坏。
3、人为因素人为因素也是影响黄土高边坡稳定性的一个重要因素。
如采矿、建筑以及人类活动等都会对边坡造成一定程度的影响,从而对其稳定性构成威胁。
四、预防黄土高边坡变形破坏的措施1、加强监测对于黄土高边坡,应进行科学合理的监测工作。
这包括进行岩土力学性质、渗透性质以及土体的稳定性等方面的工作,以判断边坡是否存在稳定性隐患。
我国边坡研究治理现状与发展趋势近年来,边坡研究治理已经成为我国环境工程领域研究的热点,因为边坡研究治理要求高度专业化,同时具有重要的社会经济意义。
边坡具有特殊的地质地貌,给居民的生活安全带来了极大的威胁,边坡的治理具有时间性和空间性,质量和效率都是不可忽视的。
一、边坡调查研究现状在边坡调查研究方面,最新发展的研究手段是3D脉动技术,它可以实现快速、深入和精确的边坡调查研究,实时监测边坡的变形情况,迅速做出判断,对补救措施有助于降低边坡发生灾害的危险性,同时还可以准确指导边坡治理和维护。
此外,地质调查,地下水调查,三维理论测绘等新技术也逐渐应用于边坡调查研究中,更加准确地描述边坡特征,取得了良好的研究效果。
二、边坡治理现状在边坡治理方面,主要包括地质强化、泥石流治理、植被治理以及水文地质调查等。
地质强化技术主要是通过在边坡稳定层上增加稳定性,增强桩、支护、护坡、渗滤、重力稳定、复合桩和复合护坡等技术把边坡稳定。
泥石流治理技术是采取引导改道、护坡护网、拦河堤、调节洪水等技术,减少泥石流破坏。
植被治理技术是采取大植被种植、水土保持技术以及植被修复技术来完善植被系统,稳定边坡及缓解泥石流灾害。
水文地质调查技术是采取水文诱发边坡灾害机理研究、潜水地质调查、裂隙抽取、测井等技术,在研究边坡的构造性控制的水文地质环境方面发挥重要作用。
三、边坡研究治理发展趋势随着科技蓬勃发展,边坡研究治理领域也在不断发展。
未来,可以期待边坡研究治理从专业化、科学化、信息化朝着智能化和智慧化发展。
智能技术可以实现边坡研究治理过程中对环境变化的实时监测,自动识别边坡沉降变形,实行精准管理;智慧技术可以实现边坡研究治理全过程的计算模拟,能够更加准确地预测边坡研究治理的发展趋势,为边坡研究治理提供有效的保障。
综上所述,边坡研究治理的发展对改善人们的生活水平和环境安全具有重要意义,在此基础上,各地应加强边坡研究治理技术的研究开发,加快新技术的推广应用,大力发展边坡研究治理技术,为社会发展贡献力量。
浅谈黄土高边坡变形破坏特征近年来,黄土高边坡的变形破坏给黄土地区人民生命财产造成了巨大的损失,因此,文章通过分析黄土高边坡的变形破坏的六种类型,不仅能更好地反映黄土高边坡的特征,也为黄土地区的工程实践提供了一定的参考依据。
从而,避免对人民的生命财产造成不必要的损失。
标签:黄土高边坡;变形破坏;类型和特征1 概述目前,在我国西北地区大规模的公路、铁路建设中出现了大量高度大于30m 的黄土边坡,已建成的黄土边坡最高可达108m。
由于在现行规范中,对高度为30m以上的黄土边坡缺乏明确的设计标准,以致因设计不当而造成的边坡变形破坏现象时有发生。
据对陕、甘、宁等地区公路、铁路黄土高边坡的现状调查,发现已建成的150多处高边坡中约有60处已经发生了不同程度的变形破坏[1]。
近年来,随着国家“西部大开发”战略的实施,在我国西部黄土地区规划有大量的铁路和公路,因此,黄土高边坡问题就显得尤为突出。
在黄土高边坡存在的问题中,边坡变形破坏最为普遍。
对于基坑开挖、公路和铁路修筑等过程中形成的边坡,若是不规范施工,则会使得土体发生变形,变形过大时可能会引发滑坡;而已建成公路、铁路在风化、降雨和地震等作用下,也会引起边坡的变形和破坏,如坡面冲刷、剥落、崩塌等。
因此,黄土高边坡的变形破坏是一种常见、多发、威胁人民生命财产安全的地质灾害现象。
2 国内外研究现状黄土高边坡灾害不仅危及人民生命、财产的安全,而且直接影响区域国民经济的顺利发展,因此,对此开展研究十分必要。
其中,边坡变形是边坡产生破坏的首要前提,是边坡稳定状态最直观的反映。
因此,其变形破坏特征,是研究重点和难点,是边坡灾害预测、预防、预报和有效防治的理论基础。
上世纪80年代,国际工程地质协会将瓦恩斯的滑坡分类方法作为国际标准,即按照运动形式,边坡可分为倾倒、流动、侧向扩离、崩塌和滑动[2]。
谷德振等(1979)[3]、孙玉科(1980)[2]将边坡的变形破坏模式归纳为:张裂顺层追踪破坏模式、追踪平推滑移模式、水平剪切变形模式、倾倒变形破坏模式、顺层高速滑动模式。
黄土高原水土流失的原因危害和治理黄土高原水土流失现状及治理措施山东省东营市河口一中朱燕#TRS_AUTOADD_1260496048409 { MARGIN-TOP: 0px; MARGIN-BOTTOM: 0px}#TRS_AUTOADD_1260496048409 P {MARGIN-TOP: 0px; MARGIN-BOTTOM: 0px}#TRS_AUTOADD_1260496048409 TD {MARGIN-TOP: 0px; MARGIN-BOTTOM: 0px}#TRS_AUTOADD_1260496048409 DIV {MARGIN-TOP: 0px; MARGIN-BOTTOM: 0px}#TRS_AUTOADD_1260496048409 LI {MARGIN-TOP: 0px; MARGIN-BOTTOM: 0px}/**---JSON--{"":{"margin-top":"0","margin-bottom":"0"},"p":{" margin-top":"0","margin-bottom":"0"},"td":{"margin-top":"0", "margin-bottom":"0"},"div":{"margin-top":"0","margin-botto m":"0"},"li":{"margin-top":"0","margin-bottom":"0"}}--**/黄土高原位于东经100°24′~114°,北纬34°~40°20′之间,在全国地貌格局中属于第二阶梯。
浅谈中国黄土滑坡研究现状摘要:黄土滑坡是我国黄土地区发育的一种斜(边)坡表生地质灾害,近年来我国科研工作者加强了对该类滑坡的研究。
本文介绍了国内在滑坡类型划分、分布规律、形成条件、形成机理方面所取得的研究成果。
关键词:黄土滑坡研究现状0、引言中国黄土广泛分布在西北、华北与东北地区,尤其集中分布在被称为中央黄土高原的陕西、甘肃、山西以及宁夏等省区。
在这里,特殊的气候、沉积以及地层环境中,地貌的发展演变也具有相应特殊的过程,产生了气候、地层与地貌上统一的动力地质作用及其产物――黄土滑坡[1]。
黄土滑坡是我国黄土地区发育的一种斜(边)坡表生地质灾害,它以其多发性、危害性而严重制约着区域经济的发展。
近年来,有关科研单位加强了对黄土滑坡的研究,相应的研究成果也大量问世。
1、黄土滑坡的分类黄土滑坡类型划分直观地反映了黄土滑坡的基本特征。
要想深刻地认识黄土滑坡的共性和特性,就须进行分类研究。
按滑坡体的赋存条件、成因、厚度、破坏机理、运动特征等进行的不同类型的划分,基本可满足当前黄土滑坡研究的需要。
目前国内的分类研究可概括为四种[2]。
1.1铁科院西北分院的分类(1) 按成因分:洪积老黄土滑坡;洪积、风积黄土滑坡;风积、坡积黄土滑坡。
(2) 按厚度分:极深层黄土滑坡;深层黄土滑坡;中层黄土滑坡;浅层黄土滑坡。
1.2 王成华等的分类(1) 崩塌推移型:暴雨崩塌推移型;融冻崩塌推移型;溶、潜蚀崩塌推移型;地震崩塌推移型。
(2) 错落转动型:暴雨错落转动型;融冻错落转动型;溶、潜蚀错落转动型。
(3) 蠕动平移型:融冻蠕动平移型;溶、潜蚀蠕动平移型。
1.3 乔平定等的分类(1) 按厚度分:巨厚层滑坡( H > 50 m);厚层滑坡( H= 20~50 m);中层滑坡( H = 6~20 m);浅层滑坡( H< 6 m)。
(2) 按产生时代分:古滑坡;老滑坡;新滑坡;新生滑坡。
(3) 按力源分:推动式滑坡;牵引式滑坡。
学术论坛475降雨诱发黄土滑坡研究的现状、问题及展望王玉成(甘肃省地质矿产勘查开发局水文地质工程地质勘察院,甘肃 张掖 734000)摘要:黄土滑坡会带来一系列的危险,而引发黄土滑坡的重要因素之一就是降雨。
在长期的降雨影响下,雨水逐渐的渗透到黄土坡内,提高了黄土坡内的土体饱和度,使黄土发生滑坡。
本篇文章分析了研究降雨诱发黄土滑坡的作用以及现状、问题及展望,希望能够减少黄土滑坡的出现,降低其对人们的威胁。
关键词:降雨;黄土滑坡;现状;问题;展望中国地区的黄土主要位于我国的北部地区,特别是陕甘宁省区黄土分布极为密集。
因为第四纪所特有的气温和降水影响,导致黄土高原在间断性的地壳抬升过程中不断的堆积黄土,最厚的黄土层可达数百米,在这种独特气温、降水和堆积过程中,地貌的演化也出现了变动,出现了新的产物,黄土滑坡。
1 研究降雨诱发滑坡的必要性 近些年来人们大力发展经济,进行了一系列以危害环境来获取更多经济收益的活动,其中开挖山体、扰动坡体造成了黄土滑坡灾害越发频繁,对人民的生命安全和财产安全产生了严重影响。
为此,对黄土滑坡诱发因素的研究十分必要,根据对黄土高原所发生的黄土滑坡的调查发现,引发黄土滑坡的因素分为两大类:人为和自然,其中自然因素中降雨诱发黄土滑坡占比最大,因此本篇文章主要针对自然因素中的降雨引发黄土滑坡做简要分析。
2 研究降雨诱发黄土滑坡的作用 我国的黄土面积比较大,约为六十三万平方公里,超过了我国国土总面积的二十分之一[1]。
而黄土高原这一个地区占据总黄土面积的十分之七,黄土滑坡是这一地区出现的影响最大危害最高的地质灾害。
黄土因为成分的构成比较独特,在降雨的影响下,原本的强度会逐渐降低,从而导致发生黄土滑坡。
根据统计数据可以发现,降雨是诱发黄土滑坡的主要因素,黄土高原出现黄土滑坡,百分之九十以上都是因为连续不断的高强度降雨。
西北地区的雨季是在7、8、9三个月份,这三个月份出现黄土滑坡的概率明显增加。
黄土边坡研究现状综述【摘要】本文对关于黄土边坡的研究进展进行了分析总结,提出了相关待解决问题并对未来的研究进行了展望。
【关键词】黄土边坡;研究;综述一、黄土边坡的特点黄土是第四纪的沉积物,垂直节理发育,具有较强的结构性; 胶结物质形成的加固粘聚力是其强度的主要组成部分。
受干旱影响, 黄土天然含水量普遍较低,强度较高,高陡的黄土边坡十分普遍。
由于黄土颗粒间的胶结物质耐水性差, 土体含水量增大就会弱化加固粘聚力的作用, 使黄土的强度降低,乃至出现许多工程破坏[1]。
二、黄土边坡稳定性影响因素1、地质构造在黄土分布区, 由于新构造运动的间歇性、差异性上升,形成了特殊的黄土台塬及黄土梁, 强烈的河流下切及后期黄土的堆积,形成高陡的边坡外形, 为滑坡的产生提供了动力条件;各种构造结构面控制了滑坡滑动面的空间位置及滑坡的时空分布。
2、黄土岩性黄土岩性是影响坡体稳定性的主要内在因素。
黄土结构疏松,孔隙发育,多大孔隙;颗粒分选良好,以接触胶结型为主; 垂直节理发育,透水性强, 富含碳酸盐,遇水浸湿后强度显著降低。
3、地形地貌地形地貌是滑坡发育的因素之一。
沟谷的发育和切割程度直接影响滑坡的发生和发展,一般沟谷越发育,切割越严重,滑坡就越多。
黄土沟谷地形坡度陡峭,沟谷切割较深,沟谷的谷缘线以下地形坡度接近或大于黄土内摩擦角,斜坡稳定性差。
4、水的作用地表水入渗和地下水位上升,一是造成沟谷地表侵蚀严重,使边坡稳定性减弱;二使黄土含水量增大,胶结物质形成的加固粘聚力减弱,易产生滑坡;三是水的侵润使滑动面上岩土软化和水解,降低滑动面土的抗剪强度; 四是降水渗入坡体, 增加上覆土体重量,地表水沿黄土裂隙或节理下渗,往往在斜坡局部地区形成较高的水头,使土体内的静水压力和动力压力增高, 引起土体下滑力的增大。
5、地震作用地震是边坡失稳的重要诱发因素。
由于黄土岩性松软, 斜坡临空面大,受地震惯性力的作用, 土体结构遭到破坏,从而丧失抗剪强度而滑坡。
黄土公路边坡冲刷破坏影响因素和防治对策尹超,田伟平,马保成随着西部大开发的逐步深入,黄土地区公路建设发展迅猛。
我国已经积累了黄土地区公路建设的宝贵经验并成功运用于工程实践,对公路建设起到了积极的推动作用。
黄土地区地形、地质以及气候等自然条件复杂,公路边坡暴露于空气中,易受水流和风蚀的影响,造成边坡表面土体风化、结构疏松,加之特殊的物理特性和水理性质,黄土边坡在受降雨击溅和坡面水流冲刷作用后易产生较大规模的冲蚀破坏,且易发生陷穴、暗沟等灾害,甚至导致边坡失稳,使行车受阻或者交通中断,产生严重损失和不良的社会影响。
2011年雨季,陕北黄土地区公路水毁灾害频发。
8月14日晚8时左右,榆林市清涧境内突降大雨,降雨时间长达2h之久,造成清涧公路段所辖路段G210和S205多处水毁。
8月18日至22日,延安市宜川境内连续遭受中到大雨袭击,大量的塌方、泥石流致使G309行车困难,并造成S201等部分路段的排水设施水毁,威胁公路行车安全,经济损失过百万元。
黄土地区公路边坡坍塌、路面淤泥、边沟淤塞等水毁类型十分多见,且点多面广,给公路养护部门及时清理维护带来极大的困难。
研究影响黄土边坡冲刷程度的因素及其作用特点对灾害预警和设置防护设施具有重要意义,国内外很多学者基于模型现场试验等方法对此进行了研究,例如,陈江南、史学建等采用百年一遇暴雨径流试验的方法,研究了植物防护对黄土地区高速公路边坡水土保持效果的影响;武红娟、徐伟通过现场模拟降雨的边坡冲刷试验,研究了在不同坡比和冲刷流量的情况下累计冲蚀量和含沙率的变化规律,从而确定黄土边坡抗冲刷能力的最优坡比;高德彬、倪万魁等通过现场模拟降雨,研究了降雨对黄土路堑高边坡的侵蚀机制,分析了裸露边坡和植被防护边坡的破坏特征以及径流特征、冲刷量的变化规律。
目前,国内的研究主要集中于某一种因素对黄土边坡冲刷的影响,而对于各种因素对边坡的综合影响研究不多。
一、黄土边坡冲刷现象分析黄土地区气候特点较为特殊,多属干旱、半干旱地区,多年平均降雨量较少(约为200-650mm),蒸发量较大。
黄土滑坡研究现状及特征黄土滑坡中的黄土是一种具有特殊物质成分、形态和性质的多孔隙弱胶结的松散沉积物,第四纪以来广泛分布在世界上许多国家和地区。
我国黄土覆盖面积广阔,约为63.5×l04km2,主要分布于陇中东、陕北、蒙西南、晋、豫西北以及鲁西等地。
黄土集中分布的陕西、甘肃、山西以及宁夏等省区,被称为“中央黄土高原”。
黄土往往假整合覆盖于阶地以及新近系、白垩系、侏罗系等老地层的风化剥蚀夷平面上,形成蔚为壮观的黄土高原地貌景观。
第四纪以来,黄土高原随地壳运动间歇性上升的同时,黄土也在不断沉积加厚;另一方面,黄土高原被各级河流不断侵蚀、下切河谷和冲沟,黄土“悬覆”于基岩之上。
“此消彼长”的作用在河谷和沟谷两岸形成绵延不断的黄土斜坡,由于这种作用依然持续,那些遭受强烈自然营力作用的斜坡仅维持在临界平衡状态。
近年来,伴随着人类经济与工程活动的加剧,黄土滑坡灾害发生频率呈现增加的趋势,对人民群众的生命和财产安全构成严重的威胁,甚至造成重大群死群伤灾难。
大量调查和分析表明,黄土滑坡具有以下一些共同特征:(1)、多数滑坡滑动速度快,瞬间启动、高速滑动,迅速达到新的“暂稳”状态。
(2)、大型滑坡多数滑面埋深超过20m,甚至切穿整个黄土层,使得古夷平面上的黄土层全部滑动、搬运至坡脚。
(3)、滑动带受新近系红色黏土(或古土壤)控制,黄土与红土(或砂岩)界面构成主滑面。
(4)、滑坡后缘拉裂,多形成陡坎;滑坡产生显著的滑动前兆(如地面变形、地面裂缝发生和发展),这些前兆与滑坡体内部大变形有关。
(5)、受水影响大,往往发生于强降雨期间(包括短时间大雨、暴雨等强降雨和连续多日长时间的中雨、小雨等淋雨),还有一部分滑坡与冻融有关(即地下水位升高)。
(6)、部分滑坡转化为泥流,在更大范围内形成灾害。
(7)、往往与工程开挖、农业灌溉、削坡建房等人类活动有关。
黄土滑坡的实质是黄土剪切破坏,因此,黄土剪切特征是国内外广泛研究的重点。
边坡渐进破坏及稳定性治理措施研究摘要:城市边坡渐进破坏已经成为影响城市居民居住质量的主要因素,文章对边坡渐进式破坏及其稳定治理展开了分析探讨,在简单分析了边坡渐进破坏的基本原理的基础上,重点从边坡渐进破坏稳定性控制的体系角度入手,详细论述了边坡渐进破坏的稳定性治理措施,并就其中应当注意的问题进行了分析探讨,对于进一步提高城市岩质边坡渐进破坏稳定性治理及其应用水平具有一定借鉴意义。
关键词:边坡路基;渐进破坏;稳定性治理中图分类号:U416.14 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)27-0034-02 土坡稳定以及土工建筑的边坡设计是个古老而又年轻的问题,不论是水利水电、铁路公路、港口或矿山等工程建设中都普遍遇到,其安全与否直接关系到人民的生命财产安全,因此,在土坡工程的评价、设计和建设中,安全性始终是最根本、最重要的指标,在设计中,往往比经济上的考虑更为重要。
本论文主要结合边坡渐进破坏的主要特点,对其稳定性治理展开分析探讨,以期从中找到可靠、有效、合理的边坡渐进破坏的治理措施,并以此和广大同行分享。
1边坡渐进破坏分析的基本原理滑坡是常见的自然灾害之一,多发于丘陵、山地。
边坡的形式可以是自然的(自然坡体滑坡),也可以是人为的(矿山边坡、道路路基、水坝等)。
边坡的失稳破坏一般是由于坡体材料本身的力学参数(如抗剪强度)下降,或本身地质构造(如节理、裂隙或断层)发生蠕变扩张、延伸,或由于外来因素(如滑坡、爆破振动、雨水渗透等)的影响,必然经历一个从局部破坏开始,然后逐点扩展,最终产生大规模破坏的渐进过程。
在此过程中,首先出现局部破坏,然后发生应力释放、应力转移和应力重分布,而在破坏区域的邻近滑体所受到的影响最大,该邻域可能由原先没有超过强度转变为超过强度值(峰值)而发生破坏,并进行应力释放,又把多余的载荷(残余值)转加到其他区域,应力再度重新调整,这样在不断地发生应力释放、转移和调整的过程中,使破坏面不断扩大、延伸,最后,若稳定性安全系数小于1,则破坏面完全贯通,滑体在滑床上作加速运动,滑坡发生;若稳定性安全系数大于1,则滑体破坏延伸到某一区域后停止,其前方区域的应力应变均未超过强度值。
我国边坡研究治理现状与发展趋势边坡是地形地貌的一种,是由排列有序或无序的地表层展开的偏斜或斜坡。
它的形成是由流水、冰川、冲刷作用等地貌形成过程的产物,具有多样的形态,它们也正是商贸发达、区域发展不均衡等重大问题的根源所在。
如今,边坡研究和治理已成为经济发展和生态保护的重要任务之一。
一、我国边坡研究治理现状1、研究进展近年来,边坡研究在国内外取得了一定的成果。
比如,在边坡动力学方面,我国科学家研究了瞬时和持续边坡稳定性,结果表明,应用建模技术和虚拟仿真可以更好地研究边坡的动力学。
在边坡地质结构方面,研究人员采用影像判读技术,对不同类型的边坡地质结构进行详细分析,研究了边坡地质结构与边坡稳定性的关系,提出了一系列边坡稳定性评价指标,从而在边坡稳定性评价方面取得了一定的成果。
2、治理现状随着社会的发展和建设的加快,边坡治理工作也受到了重视。
近年来,国家对边坡的治理工作也给予了优先考虑,特别是政府部门的投入大大增加,边坡治理工程也受到了市场的普遍认可。
其中,在边坡安全治理采用固结剂进行安全改造,山坡削除、斜坡堆积、环境改善以及抢险救灾方面对边坡灾害的治理取得了显著效果。
二、边坡研究治理发展趋势1、认知水平提高随着科学技术的发展,人们对边坡灾害类型、发生规律以及治理技术的认知水平也有了很大的提高,尤其是政府机构和专业机构对边坡治理的重视也有很大的表现。
在认知深化的同时,政策引导的调整也会越来越明确,加强边坡治理的技术研究和实践探索。
2、技术加强边坡治理技术的发展趋势是朝着综合性的方向推进的,即采用综合的方法去解决多种问题,实施有效的一次性治理,这对边坡治理技术的发展也是非常有利的。
在技术上,以GIS技术、外业技术、遥感技术以及固结剂、滑移工程技术等技术也将会被广泛应用于边坡治理工程中,以提升边坡治理的能力和效果。
三、发展建议1、加强科技研究要加强对边坡灾害的技术研究,重点研究边坡地质结构与边坡稳定性、边坡治理技术以及抢险救灾等方面的问题,同时要及时研究边坡灾害新技术,提高我国边坡灾害防治的实力。
边坡渐进破坏理论及稳定性分析边坡渐进破坏理论及稳定性分析是岩土工程中的重要内容,它研究的是边坡在长期荷载作用下逐渐发展、逐渐失稳的过程和稳定状态。
在现实工程中,边坡的渐进破坏会对地质环境和人们的生命财产造成严重危害,因此对边坡的渐进破坏机制和稳定性进行分析具有重要意义。
边坡渐进破坏机制的研究是指对边坡在长期荷载作用下变形和破坏的过程进行解析和模拟。
通常情况下,边坡的渐进破坏具有逐渐发展、连续失稳的特点。
其机制可以分为两个方面:一是应力和应变的累积导致岩土体内部的破坏发展,包括岩土体中的弹性变形、塑性变形和破坏带的扩展;二是渗流的影响,包括渗流对边坡稳定性的影响、孔隙水压力的累积和分布。
边坡稳定性的分析是在了解边坡渐进破坏机制的基础上,对边坡的稳定性进行定量评价和分析。
一般来说,边坡稳定性的分析需要进行力学模型的建立,然后通过稳定性判据进行计算。
目前常用的稳定性判据有平衡法、极限平衡法和强度折减法等。
边坡渐进破坏的稳定性分析方法主要有两种:一是基于力学的分析方法,通过数学模型的建立和力学方程的求解,计算边坡的稳定性;二是基于经验的分析方法,根据过去的工程经验和实测数据,通过经验公式或图表进行边坡稳定性计算。
在进行边坡稳定性分析时,通常需要考虑的因素包括:边坡的地质力学性质、边坡的几何形状、边坡上的荷载以及边坡的支护状况等。
另外,渗流和径流也是边坡稳定性分析中需要考虑的重要因素,因为它们会影响边坡中的孔隙水压力分布,进而对边坡的稳定性产生影响。
总结起来,边坡渐进破坏理论及稳定性分析是边坡工程中的重要内容。
它通过研究边坡渐进破坏的机制和分析边坡的稳定性,可以为边坡工程的设计、施工和监测提供科学依据,从而保障边坡的安全稳定。
浅议结构性黄土边坡渐进性破坏研究现状与不足摘要: 结构性黄土边坡渐进性破坏是工程中经常遇到的自然灾害之一,结合已有文献对边坡渐进性破坏的研究现状,总结目前结构性黄土边坡渐进性破坏分析方法的不足和拟研究的方向,以期能指导工程研究和进一步应用。
Abstract: The progressive failure of the structural loess slope is one of the common geological hazards. Based on the present situationof the study on the slope progressive failure, the shortage of the study on the progressive failure of the structural loess slope and the researchtendencies are pointed out in order to guide the engineering research and further application.关键词院结构性黄土;边坡渐进性破坏;现状Key words: structural loess;slope progressive failure;present situation中图分类号院P642 文献标识码院A 文章编号院1006-4311(2014)27-0319-020 引言在西北黄土高原地区经常可以看到如图1 所示的高耸陡峭的黄土边坡,有的高达数几十米甚至更多,黄土的结构性成为这些黄土边坡可以直立并且保持长期稳定的重要原因。
由于黄土边坡在其漫长的形成过程中,经常受到河谷冲沟侵蚀和切割,因此黄土边坡的临空条件远比其它边坡明显。
这些黄土边坡一旦失稳就会造成严重的自然灾害。
据不完全统计,陕西省已发生的黄土滑坡约1131 处,兰州地区约1300 处,甘肃省东部约4576 处[1-2] 。
黄土滑坡灾害的频发,已经造成了严重的人员伤亡和经济损失。
图2 为2005 年5 月9 日发生在山西吉县的特大山体滑坡,650 万立方米黄土瞬间从陡峭的边坡上滑落,将依山而建的数排窑洞11 户农家约24 人埋在数10 米厚的黄土下;图3 为2010 年3 月10 日发生在陕西榆林市子洲县山体滑坡,造成44 人掩埋,27 人遇难。
由此可见,保证边坡稳定、防止边坡失稳是必须考虑的重大问题。
天然结构性土边坡由于边坡土体本身的的应力、应变分布不均匀,在外部因素作用下,潜在滑动面的某些区域应变超过一定的值或者剪力超过其抗剪强度,率先进入软化阶段,因此,出现局部破坏后在发生应力释放、转移以及重分布,但是受到影响最大的区域是破坏区域的临近邻近滑体。
在该邻域可能是由于原先没有超过强度转变为超过强度值即峰值而发生破坏,从而释放应力后将多余的荷载即残余值转加到其他区域后再度对应力进行调整,这样破坏面在应力不断释放、转移和调整的过程中不断扩大和延伸,最后如果稳定性的安全系数小于1 则会导致破坏面完全贯通,位于滑床的滑体会做加速运动从而发生滑坡。
因此,边坡失稳必然会经历一个从局部破坏开始然后逐点扩展,最终产生大规模破坏的渐进过程。
这种渐进性破坏同样具有很大的杀伤性和难以预见性,因此研究结构性黄土渐进性破坏有非常重大的实际意义。
1 边坡渐进性破坏的研究现状早在20 世纪30 年代,Terzaghi 在边坡工程的研究中发现土体的应变软化特性在宏观上表现为边坡渐进累积破坏,随着应变增加,土体抗剪强度从峰值强度降低为残余强度是边坡渐进累积破坏的内因所在;边坡渐进破坏的概念是Skempton 在20 世纪60 年研究超固结粘土边坡稳定性时首次提出的,他认为,在整个滑裂面上,土体的强度不是同时发挥作用的,而是当土中某一点的剪应力超过土的强度时才会发生剪切破坏。
渐进破坏面随着这种剪切破坏的逐渐传递而逐渐扩大,当滑动推力上升到超过滑裂面的抗剪强度时,坡体便会发生整体滑动,因此,土体随着时间缓慢变形以及突发性崩塌的过程即为滑坡。
Bjerrum 和Bishop 在此基础上对集中在长期荷载作用下强度丧失机理和稳定性分析中强度指标的取值问题进行了相关研究;沈珠江认为,硬粘土强度的逐渐丧失会直接影响土体的渐进变形破坏[3]。
经过几十年的研究,对土体渐进变形破坏现象从定性描述逐步到定量研究,这些定量研究土体渐进破坏的方法包括极限平衡法、普通有限元法、强度折减有限元法等。
Law、Srbulov 和Chugh 等人对通常滑弧法进行了修改,由于常规的总体安全系数被局部安全系数所取代从而能够对土体的渐进破坏过程进行进行的考虑。
Lo 和Lee在分析土坡的渐进破坏时曾经考虑采用有限元法;Potts等在对Carsingto 坝的渐进破坏过程进行分析的时候采用了有限元法。
唐芬[4]利用折减有限元法在考虑强度参数不同折减的情况下对渐进性破坏过程进行了研究;王庚荪[5]在对边坡稳定性受到边坡渐进破坏过程的影响时提出了接触单元模型,此模型不仅能够模拟滑面的接触摩擦状态和边坡的渐进破坏过程,同时还能够对其稳定性进行分析。
此外,人们在对自重作用下天然土坡的滑移变形进行分析的时候,还采用了如Newton-Norton 以及Bingham-Norton 等一些非线性流模型。
为了克服非线性流变模型只能考虑简单边值问题的局限性,Desai 等提出了一个用有厚度界面单元来代替滑移剪切层的弹粘塑性界面模型,并通过利用与现场观测到的滑移剪切层厚度相对照来调整界单元的厚度的方法来模拟现场边坡的滑移变形。
刘忠玉[6]等考虑到土体的流变效应,提出了具有应变软化性质的土质边坡渐进破坏的一个力学模型,用时间安全系数来描述边坡的稳定状态,通过数值模拟清晰地揭示了边坡渐进破坏的历时演化过程,并证实了边坡的安全系数随时间推移而逐渐变小的规律。
黄茂松[7]针对土坡的应变局部化和渐进破坏分析关键问题从试验的角度到的峰后应力应变关系实际上并不是土体本身的一种真实本构反应为此提出了一种描述含剪切带土体宏观力学特性的改进后的复合体理论(或均匀化理论);周成[8]在一个结构性土的各向异性粘弹塑性模型的基础上,通过分析速度场与粘塑性应变率场的对应关系,建议了一个考虑天然土体结构破损及吸力影响的渐进变形解析模型,并用来分析天然裂隙土体的渐进变形破坏过程。
2 边坡渐进性破坏的研究不足2.1 强度准则缺陷讨论从已有文献的分析,目前判断不同粘性土边坡土体破坏通常都是利用摩尔库仑准则,但对于结构性黄土而言,一般颗粒间固化连接较强,粘聚力通常很大,有的粘聚力甚至可达130kPa。
而在有拉应力存在的条件下,摩尔库仑准则就不能很好的判断结构性土边坡土体的强度破坏状态,表现为如果用传统摩尔库仑准则的延伸段来考虑抗拉强度过于冒进,而忽略结构性土的抗拉强度又过于保守,因此抗拉强度必须得到很好的考虑。
换句话说,在结构性土边坡的渐进性破坏分析中,抗拉强度和抗剪强度同等重要,所以探索更符合实际的综合考虑抗拉、抗剪的强度准则是一个非常必要的问题。
2.2 分析方法缺点讨论淤极限平衡法。
极限平衡法简单易行,但由于不考虑土体的变形机制,而且计算前需要假定潜在滑裂面的位置,因此计算所得安全系数误差较大。
与边坡土体的实际破坏状况并不相符。
于普通有限元法。
虽然采用普通有限元法能够对岩土边坡中的应变分布进行比较准确的分析以及按照强度准则计算出安全系数,但其应力应变一般都是按照未被破坏的边界条件计算出来的。
我们知道,任何超过抗剪或抗拉强度的应力状态都是不稳定的,一旦发生局部破坏,边坡稳定性安全系数会随着应力重新调整而发生改变。
虽然在弹塑性有限元分析中考虑了超过强度后的应力释放问题,但是将边坡中的破坏认为是一个大的塑性区也不符合同边坡破坏的实际状况。
盂强度折减有限元法。
强度折减有限元法除了具有普通有限元法的一切优点外,不需要假定潜在滑动面的位置就可以得出边坡的极限状态,但缺点是在强度折减有限元法中,粘聚力和内摩擦角采用同一折减系数进行同步折减。
而实际上在边坡发生滑动时,滑动土体的粘聚力与内摩擦角会发挥各自的作用,而且各自发挥程度及其衰减速度与程度时不同的,另外在采用强度折减有限元法时极限状态的判别并不统一,尽管强度折减有限元法具有这样的缺陷,但由于它巨大的优势,还是在目前的边坡稳定性分析中得到的较为广泛的应用。
榆剪切滑移的模拟。
边坡渐进破坏剪切滑裂面的数值模拟大多通过设置接触面单元,但接触面单元的位置和参数的选取并没有切实可靠的依据,往往凭主观估计,计算结果的真实性很成问题。
因此在模拟渐进破坏过程时,必须妥善解决滑面上接触应力和相对位移等力学行为的描述问题。
3 结语结构性黄土的粘聚力通常都比较大,因而结构性黄土的抗拉和抗剪强度都比较大,在湿度较小、重度较大时,土的峰值强度特别高,但在结构性逐步弱化过程中,表现出较强的软化特征,并且峰值强度也比较显著,过去由于土工建筑物的承拉能力较低而忽视其抗拉性质的做法已不符合时宜,无论是实际岩土工程需要还是完善黄土科学体系,结构性黄土的抗拉强度与抗剪强度、抗压强度同等重要。
因此更全面地了解结构性黄土的力学特性就显得极为迫切。
这也导致了在结构性黄土边坡渐进性破坏过程分析中,必须同时考虑到结构性黄土的抗拉强度和抗剪强度随土结构性逐步弱化而导致的渐进性破坏。
参考文献院[1]王念秦,张倬元.黄土滑坡研究[M].兰州:兰州大学出版社,2005:1-7.[2]吴玮江,王念秦.甘肃滑坡灾害[M].兰州:兰州大学出版社,2005:1-10.[3]沈珠江.理论土力学[M].北京:中国水利水电出版社,2000.[4]唐芬,郑颖人,赵尚毅.土坡渐进破坏的双安全系数讨论[J].岩石力学与工程报,2007,26(7):1402-1407.[5]王庚荪.边坡的渐进破坏及稳定性分析[J].岩石力学与工程学报,2000,19(1):29-33.[6]刘忠玉,陈少伟.应变软化土质边坡渐进破坏的演化模型[J].郑州大学学报(工学版),2002,23(2):37-40.[7]黄茂松,钱建固.平面应变条件下饱和土体分叉后的力学性状[J].岩土工程学报,2005,22(1):48-53.[8]周成,蔡正银,谢和平天然裂隙土坡渐进变形解析[J].2006,28(2):174-178.。