平推式滑坡致灾机理与减灾方法研究进展_方贻立马明李聪朱杰兵

  • 格式:pdf
  • 大小:355.46 KB
  • 文档页数:8
[ 28 ]
析, 探讨承压水对平推式滑坡稳定性的影响方式。根 据承压水一维稳定渗流理论, 推导出承压水作用范围 的计算公式; 同时计算分析承压水作用范围各影响因 素的敏感性。
第 12 期
方贻立 等
平推式滑坡致灾机理与减灾方法研究进展
21
[ 7 ] 下子就发生了主滑坡整体移动。Pasěk,J. 指出, 所 有小倾角滑坡( 通常不超过 5°) 都有一个共同特性就
H. Yamagishi[16]指出北海道西部除了少量滑坡由地 震引起外, 大部分滑坡发生于特定的地质结构 , 如黏 性凝灰岩互层的缓倾地层中, 并由强降雨 ( 或长时 间降雨) 导致的较高水压力诱发形成。 范宣梅等
[ 6 ] 火山体底下缓倾地层的破坏。Hutchinson 对发生在 1959 年挪威的弗尔列地区一个缓倾角( 3° ~ 9°) 滑坡 [ 3 ]
做了详细的描述, 该滑坡沿灵敏度很高的黏土夹层发 , 生 但不具备典型的后退式发育的性质, 而是几乎一
收稿日期: 2012 - 11 - 20 ; 修回日期: 2013 - 01 - 21 51309025 ) ; 973 计划项目( 2011CB710603 ) ; 交通部联合攻关科技项目( 2009353342530 ) ; 水利部 基金项目: 国家自然科学基金项目( 41272350 , “948 ” 项目( 201126 ) ( 电话) 0719 - 8023001 ( 电子信 箱) 作者简介: 方贻立( 1967 - ) , 男, 安徽安庆人, 高级工程师, 硕士, 主要从事公路工程的研究与管理, 774857012@ qq. com。
[ 10 ] 作用力时, 应取静水压力模型。黄润秋等 总结四 川天台乡平推式滑坡具有以下典型特征: ①滑面倾角 [ 9 ]
发现平推式滑坡的发生除与滑坡体本身的坡体结构 特征及良好的临空条件有关外, 暴雨是诱发该类滑 坡的主要外部因素。1872 年波希米亚北部的 Mladotice 山谷在暴雨时, 长 600 m、 宽 400 m、 厚 20 ~ 30 m 的岩层沿泥岩倾角 8° 软弱层滑动, Zaruba Q[18]认 为, 暴雨是触发条件, 而滑坡的平衡在暴雨以前己经 [13 , 19 ] 破坏。许强、 李园 等通过对 3 个板梁式滑坡典 型实例查明形成板梁状滑坡必须具备岩性条件 、 坡 、 体结构条件 裂缝储水条件以及强降雨触发条件 。 王建锋等 “平台式 ” 认为 滑坡发生的条件多为滑 体充满地下水并受强震作用, 滑带液化所致。 具有 不规则二元结构的上层黏土层与下伏碎块石层交界 面滑移条件成立时, 远距离开挖所导致的不均匀变 形和近场开挖回弹变形, 也可以耦合在一起形成地 面以及滑动面极为平缓的“平台式 ” 滑坡。 Aurélien Lacoste[21]等指出新西兰 Waitawhiti 地区的滑坡多发 生于近水平地层, 地层岩性主要为细粒度中新统砂 岩和破碎粉砂岩。他们发现在滑体附近有热气体释 放, 并认为河流的下切、 构造活动和强降雨是该区域 边坡失稳的主要因素, 而低渗透层的流体超压降低 其抗剪强度也是诱发该区域滑坡发生的一个重要因 [22 ] 素。罗冲 分析了万州区滑坡裂隙水压力推动水 并认为存在于万州近水平地层 平滑坡的临界水位, 滑坡中的膨胀土软弱夹层, 是滑坡发生的关键因素 之一。殷坤龙 等以万州区软弱夹层特性、 滑坡土 体年龄测试等工作为基础, 认为控制万州区水平地 层古滑坡的重要因素之一是富含蒙脱石的软弱夹层 具有一定的膨胀性。 由此可见, 平推式滑坡形成的最主要条件包括 3 个方面: 一是软硬互层岩体结构; 二是软弱层隔水 条件好; 三是特定的诱发因素 ( 降雨或地震 ) 。 近年 来有学者发现滑带膨胀性、 边坡的开挖等也是导致 平推式滑坡发生不可忽视的因素 。因此平推式滑坡 的形成条件仍有待进一步探索和完善 。 2. 3 平推式滑坡的致灾机理 认识平推式滑坡的致灾机理是开展此类灾害预 测预报和进行防治的基础。近 20 a 来, 不同学者分 别采用数值计算、 理论推导、 统计调查及案例分析等 [ 24 ] 方法研究了平推式滑坡的致灾机理。黄润秋等 以 三峡库区典型的近水平岩层岸坡为例, 采用有限单元 法和离散单元法, 对这类岸坡的变形发育及其在高强
1
研究背景
平推式滑坡是我国西南地区、 三峡库区和山区高
2
2. 1
平推式滑坡研究进展
平推式滑坡的主要特征
速公路建设中常见的一种十分特殊的滑坡灾害。这 类滑坡的典型特征一般发育于近水平或缓倾坡外的 砂、 泥岩互层状地层之中, 岩层倾角一般不超过 10°。 勘查资料显示该类滑坡的滑带土内摩擦角往往大于 滑面倾角。按照传统的极限平衡理论, 这种滑面近水 平, 甚至反倾的滑坡是很难发生的。近年来, 该类滑 坡的成因机制与减灾方法受到了国内外学者的关注。 只有弄清楚平推式滑坡的主要特征、 诱发因素与变形 破坏过程, 才能科学地从根本上揭示该类滑坡的致灾 机理, 进而为该类滑坡的防治提供理论依据。已有文 献仅从单方面或两方面对平推式滑坡进行阐述, 导致 很难在灾害发生前通过地质条件和其他特征来系统 地区分平推式滑坡与常规滑坡。 为了更全面地认识平推式滑坡、 更深入地分析 其致灾机理、 更合理地制定其防治方案, 本文从平推 式滑坡的主要特征、 平推式滑坡的形成条件、 平推式 滑坡的致灾机理、 平推式滑坡的启动判据、 平推式滑 坡的防治措施 5 个方面对平推式滑坡的研究现状进 行了综述; 并指出了目前平推式滑坡灾害研究中存 分别从 5 个方面对平推式滑坡研究 在的主要问题, 的发展趋势进行了展望。
2013 , 30 ( 12 ) : 20 - 27
平推式滑坡致灾机理与减灾方法研究进展
1 方贻立 , 马 1 明 , 李 2 2路建设指挥部, 湖北 十堰 442000 ; 2. 长江科学院 水利部岩土力学与工程重点实验室, 武汉 430010 ) 摘要: 平推式滑坡是一种十分特殊的滑坡灾害, 该类滑坡的滑面倾角极缓甚至反倾坡内, 其失稳机理与传统的极限 平衡理论相悖, 因而研究平推式滑坡致灾机理与减灾方法具有重要意义 。 分别从平推式滑坡的主要特征 、 平推式 平推式滑坡的致灾机理 、 平推式滑坡的启动判据以及平推式滑坡的防治措施 5 个方面, 详细综述 滑坡的形成条件、 指出了目前平推式滑坡灾害研究中存在的主要问题, 并分别从主 了国内外研究的主要成果和进展 。在此基础上, 要特征、 形成条件、 致灾机理、 启动判据和防治措施 5 个方面对平推式滑坡研究的发展趋势进行了展望 。 关 键 词: 平推式滑坡; 致灾机理; 减灾方法; 启动判据 文献标志码: A 文章编号: 1001 - 5485 ( 2013 ) 12 - 0020 - 08 中图分类号: P 642. 2
[14 ]
22
长江科学院院报
2013 年
孔隙水压力作用下的运动过程进行了数值模拟研究, 从而从理论上阐述和证明了这类岸坡大型滑坡的形 [ 25 ] 成机制。苏爱军等 从滑坡群在空间上的分布规律 滑坡群中堆积物与河流冲积物 及与河流作用的关系、 的分布、 剪切面( 带) 空间几何特点及矿化成分与微 结构、 形成时间及过程等 4 个方面, 详细论述了近水 [ 26 ] 平层状滑坡群的主要特征及形成机制。朱益军等 采用 AO 技术把 1∶ 2 000 地形图直接转化为直观的三 维数模地形图, 对滑坡体分布特征、 性质和极限平衡 稳定性进行了研究, 并用有限差分法编制程序, 对弹 [ 27 ] 性抗滑桩进行分析。刘宏等 总结出了 4 种变形破 坏机制, 即高陡的层状缓倾内边坡主要发生倾倒 - 崩 落或拉裂 - 崩落破坏; 低矮的层状缓倾内边坡则以小 规模垮塌为主; 缓倾外顺层边坡以滑移 - 拉裂型顺层 滑坡或块状滑坡为主; 而复型边坡多以滑移 - 拉裂和 弯曲 - 拉裂组合形式发生破坏。王子忠等
[ 1 ] 平推式滑坡最早是由张倬元等 于 1985 年正式 提出的, 是三峡库区和四川盆地普遍存在的一类十分
特殊的滑坡, 这种类型的滑坡多发育于近水平地层的 不同学者从不同视角对平推式滑 缓倾边坡中。近来, 坡的主要特征进行了大量的研究, 取得了丰富的成 [ 2 ] 果。程强等 通过对四川盆地近水平红层公路建设 中路堑边坡开挖病害的调查分析, 归纳出近水平红层 顺 边坡开挖引起的主要变形破坏形式是堆积层滑坡、 层座滑型滑坡、 边坡拉裂变形、 边坡岩体倾倒破坏。 成国文等 指出万州近水平地层区堆积层滑坡变形 滑 破坏特征为: 滑动多沿堆积层和基岩接触面滑动, 体存在多层剪切带, 并在不同位置的剪切带其变形速 [ 4 ] 率和累计变形量差别较大。吉随旺等 认为近水平 软硬互层岩层斜坡变形破坏首先发生于坡体中部硬 岩层中, 由拉应力的集中造成拉破坏, 形成张性节理 裂隙, 逐渐向坡体顶部扩展,直至贯通而出露地表。 S. Daniel Andrade[5]等指出许多火山侧翼的垮塌属于
第30 卷 第1 2 期 2013 年12 月
长 江 科 学 院 院 报 Journal of Yangtze River Scientific Research Institute
Vol. 30 No. 12 Dec. 2 0 1 3
DOI: 10. 3969 / j. issn. 1001 - 5485. 2013. 12. 004
[17 ]
是具有富含黏土的下卧层, 垂直方向刚性和塑性的地 [ 8 ] 层相间排。郧十高速公路 K40 + ( 575 ~ 645 ) 段路 基填筑施工至挡墙顶以上约 6 m 时, 填筑路堤顶面开 裂, 挡土墙及基底土层滑移挡土墙多段墙体及墙底地 层出 现 不 同 程 度 外 侧 平 移, 挡墙最大偏移量达 120 mm, 挡墙外侧地貌发生较强变形, 出现弧形裂 缝, 见流水从裂缝渗出, 滑移前缘距挡墙 27 m。孙云 等提出三峡库区近水平地层滑坡没有构成多含 水层系统, 地下水具有潜水的特征, 计算滑坡地下水 志
[ 12 ]
云质灰岩构成,其结构密实,表部胶结良好,形成呈 [ 13 ] 似角砾状堆积体结构特征。宋玉环 认为平推式滑 坡的滑面通常形成于软硬岩接触界面的软岩之中, 后 缘表现出明显的张裂塌落( 陷) 带, 滑体一般表现为分 出现多个次级滑面, 其中后部分碎裂块体 块式解体, 内部保留较完整的原始地层层序。 目前, 平推式滑坡特征主要研究滑坡的地质结 构特征, 其主要表现为滑坡多发育于软硬互层的地 层中, 且滑面形成于软硬岩( 土) 接触面的软岩 ( 土 ) 中, 这方面国内外学者已形成了较为一致的观点 。 另外, 针对平推式滑坡的裂隙扩展演化规律 、 变形破 坏速率特征、 地下水发育特征及变化情况均有涉及 , 但研究并不系统, 还有待进一步深化。 2 . 2 平推式滑坡的形成条件 赵勇等 指出平推式滑坡的产生是需要一定 条件的。 ① 岩体结构特征: 软硬相间的岩层, 岩层 倾角较平缓, 较软弱岩层的厚度较薄, 隔水条件较 好。② 滑动触发因素: 雨季特大暴雨或者持续暴雨 条件。③ 一定的水力条件: 当后缘拉裂缝中的充水 高度达到 一 定 值 且 两 侧 排 水 条 件 不 够 将 水 排 出。 Hiromitsu Yamagishi[15]等采用 GIS 分析数据对比了 暴雨 诱 发 滑 坡 与 地 震 诱 发 滑 坡 的 分 布 特 点 。