某滑坡稳定性分析和防治 - 图文

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2014届本科毕业论文

某滑坡稳定性分析及其防治研究

学 院 土木工程学院 专业班级 10地质1班 学 号 10201070129 学生姓名 李 华 波 指导教师 汪 东 林 提交日期 2014年06月

摘 要

滑坡是一种地质灾害,我国滑坡灾害每年至少造成800人死亡。据估计,全国共发育有特大型崩塌50多处、滑坡140多处、泥石流150多处,较大型崩塌 3000多处、滑坡2000多处、泥石流2000多处。每年因崩塌、滑坡、泥石流等灾害所造成的直接经济损失约200亿元人民币,间接损失更是难以估计,危害程度仅次于地震。

某滑坡形成于2007年雨季,共发育两处滑坡,分别命名为H1滑坡和H2滑坡。受2010年“7.16”强降雨影响,于2010年7月17日零晨,H1、H2滑坡均又发生了较大规模的滑动,滑坡的体积分别为2.805×104m3和3.08×104m3,均属小型土质浅层推移式滑坡。目前,该两处滑坡的变形迹象主要分布在滑坡中后部,以滑坡后缘出现明显的下错裂缝(地面沉降)和拉张裂缝为主,滑坡前缘局部出现树木歪斜、电杆歪斜和小范围垮塌现象。该两处滑坡自2007年形成以来,每至雨季均有不同规模的变形破坏,以2010年7月17发生的变形破坏最为严重。因此,某H1、H2滑坡在天然状况下处于稳定~基本稳定状态;尽管如此,滑坡的变形破坏仍然是不可低估的,尤其在未来的强降雨或连续降雨的影响下继续变形而处于欠稳定~不稳定状态,进而发生整体失稳,对坡体下方居民的生命财产、通讯线路安全及上方公路和行人安全造成极大的威胁和危害。

本文以某滑坡进行滑坡的稳定性评价和推力计算,为防治方案的确定及防治工程初步设计提供建议。

关键词:滑坡;稳定性分析;推力计算;滑坡防治

Abstract

Landslide is a kind of geological hazards, each year, 800 people were killed by landslide at least. It is estimated that, there were more than 50 giant collapses, more than 140 giant landslides and more than 150 giant mud-rock flows all over our country, also, more than 3000large collapses, more than 2000 large landslides and more than 2000 large mud-rock flows.Every year, about 20 billion Yuan direct economic loss caused by collapses, landslides and mud-rock flow, not to mention indirect economic losses. The degree of geological disasters is only less than the earthquake hazard. Therefore, researches on prediction of landslide hazards have great significance.

This landslide in the rainy season in 2007,Development of two landslide,Were named H1 and H2 landslide landslide.By 2010, \heavy rainfall,On July 17, 2010 midnight, H1, H2 landslide took place in both large-scale slide,Landslide volume was 2.805 × 104m3 and 3.08 × 104m3,Are small Shallow soil goes landslide. Currently, the two signs of landslide landslide deformation is mainly distributed in the rear,In landslide has obvious after fault (land subsidence) and tensile cracks is given priority to,Preceding the local trees askew, pole skewed and small scale collapse phenomenon. The two landslide formed since 2007,Each have different sizes of deformation damage to the rainy season,July 17 in 2010, the worst of deformation and destruction.Therefore, H1, H2 landslide under natural conditions in a state of stability to basic stability;Even so, the landslide deformation and failure is still cannot be underestimated,Especially heavy rainfall or continuous rainfall in the future to continue under the influence of deformation and in unstable to unstable state,Then overall instability occurs,Of life and property safety of residents communication lines beneath the slope And above the highway and pedestrian safety and harm caused great threat.

This paper takes a certain landslide stability evaluation and landslide thrust calculation,For the preliminary design scheme of prevention and cure and prevention and control engineering.

Key words: Landslide; Stability analysis; The landslide thrust calculation;The

landslide prevention and control of

目 录

第一章 绪论........................................................................................................ 1

1.1 研究背景............................................................................................... 1 1.2 国内外研究现状................................................................................... 1 1.3 滑坡防治的工程现状........................................................................... 4 第二章 某滑坡区地质环境.................................................................................. 5

2.1 自然地理条件......................................................................................... 5

2.1.1位置与交通................................................................................... 5 2.1.2气象与水文情况........................................................................... 6 2.1.3植被............................................................................................... 6 2.1.5区域经济状况............................................................................... 6 2.2 地质环境条件......................................................................................... 7

2.2.1地形地貌....................................................................................... 7 2.2.2地层岩性....................................................................................... 8 2.2.3地质构造....................................................................................... 9 2.2.4新构造运动与地震..................................................................... 10 2.2.5水文地质条件............................................................................. 11 2.2.6不良地质现象............................................................................. 11 2.2.7人类工程活动............................................................................. 11

第三章 某滑坡基本特征.................................................................................... 13

3.1滑坡边界、规模、形态特征................................................................ 13

3.1.1滑坡边界特征............................................................................. 13 3.1.2滑坡规模和形态特征................................................................. 14 3.2滑体土特征............................................................................................ 15

3.2.1滑体物质组成及结构特征......................................................... 15 3.2.2地下水的活动状态及滑体土的渗透性..................................... 16 3.3滑床特征................................................................................................ 16 3.4滑动带特征............................................................................................ 17 3.5滑坡岩土体物理力学参数.................................................................... 17

1.3 滑坡防治的工程现状

根据滑坡防治原则,滑坡防治的一般工程措施主要有以下三个方面:⑴消除或削弱使斜坡稳定性降低的各种因素;⑵降低滑坡体的下滑力和提高滑坡体的抗滑力;⑶保护附近建筑物的防御措施[3]。

针对改变斜坡形态的因素,为了使斜坡不受地表水流冲刷,防止海、湖、水库波浪的冲蚀和磨蚀,可修筑导流堤(顺坝或丁坝)、水下防波堤,也可在斜坡坡脚砌石护坡,或采用预制混凝土沉排等。

针对使斜坡岩土体强度降低的因素,为了防止软弱岩石风化,可在人工边坡形成后,用灰浆或沥青护面,或者在坡面上砌筑一层浆砌片石,并在坡脚设置排水设施,排除坡体内的积水。截引地表水流,使之不能进入斜坡变形区或由坡面下渗,对于防止斜坡岩土体软化、消除渗透变形、降低孔隙水压力和动水压力,都是极其有效的。斜坡体中埋藏有地下水并渗入变形区,常常是使斜坡丧失稳定性而发生滑坡的主导因素之一。经验表明,排除滑动带中的地下水(滑带水)、疏干坡体,并截断渗流补给,是防治深层滑坡的主要措施。

斜坡上的危岩或局部不稳定块体,一般可清除。若清除困难或不可能时,可支撑加固以防止其坠落,以免影响坡体稳定和建筑物安全。

减荷的主要目的是使变形体的高度降低或坡度减小。最好在经过力学计算得出变形体高度以后,再根据坡高及滑动面的具体条件进行分析,确定有效的减荷和堆渣方案。坡上部削坡挖方部分,堆填于坡下部填方压脚。填方部分要有良好的地下排水设施。

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第二章 某滑坡区地质环境

2.1 自然地理条件

2.1.1 位置与交通

东兴区地处四川省东南部,内江市境南部,隶属内江市管辖,东与重庆市荣昌县接界。幅员面积1181km2,辖3个街道、12个镇、14个乡;地理坐标为:东经104°4′31.95″,北纬29°35′34.36″。内江市素有“川中枢纽”之称,是四川重要物资集散地,厦蓉高速公路(G76)、渝昆高速公路(G85)和成渝铁路、内昆铁路在此交汇,距成都182km、重庆285km。

滑坡区位于内江市东兴区永东乡所在地的北西侧,行政区划隶属四川省内江市东兴区永东乡某4社,地理坐标为东经105°12′27″~105°12′40″、北纬29°30′18″~29°30′27″。滑坡区位于内永路旁,至内江市(东兴区)约20km,到永东乡约1.5km,交通方便(图2.1)。

图2.1 勘查区交通位置图

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2.1.2 气象与水文情况

内江市东兴区属中亚热带湿润季风气候区,具有春早、夏长、秋短、冬暖、降水集中、雨量充沛等特点。据统计(1951~2004年),区内年平均气温17.6℃,极端最高气温41.1℃,极端最低气温-3.2℃;多年平均无霜日310天;多年平均相对湿度80%;多年平均降雨量1025.6mm,最大年降水量1579.8mm,最小年降水量727.2mm。年内降雨量分布极不均匀,夏季(5~10月)平均降雨量870.1mm,占全年总降雨量的85%,冬季(11月至翌年4月)平均降水量155.5mm,占15%。一日最大降水量为244.8mm,一次性最长连续降水日数为16天,年降水日数平均为154天,短历时的强降雨和长时间降雨是激发滑坡、崩塌等地质灾害产生的主要因素。

滑坡区属沱江流域,位于沱江一级支流椑木河的河源岭地带,无大的江河经过,河流对地质环境影响较小。 2.1.3植被

滑坡区内气候温和,降水充沛,土质以残积的红壤为主,具有植被生长发育的有利条件;但植物种类较单一,植被覆盖率约40%,以灌丛、杂草、灌木为主,受公路改建的影响,大量的弃土堆于公路外侧的斜坡上,坡体上的植被树木等被滚落的弃土大量破坏折断和砸弯,人为破坏严重(图2.1)。

图2.1 勘查区内植被被弃土所破坏情景

2.1.4区域经济状况

据《东兴区区志(20010年)》记载,2009年,全区实现工业总产值40.41亿元,增长25.3%。其中规模工业总产值29.85亿元,增长30.2%;增加值达7.05

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亿元,增长48.2%,销售收入27.30亿元,增长30.1%。全区经济结构由上年的35.9:35.8:28.3调整为35.8:37.5:26.7。

2009年全区实现农业总产值21.54亿元,增长9.5%,农民人均年收入达2772元,比去年增长486元。其中农业产业化产值7.12亿元,比去年增长86.8%,龙头企业和专合组织累计带动农户83017户,出口创汇692万美元,户均实现纯收入1410元。

2.2地质环境条件

2.2.1地形地貌

(1)区域地形地貌特征:内江市东兴区地势东北高,西南低,地貌属四川盆地东南部红层丘陵区,以宽谷中丘为主,部分缓谷浅丘,为构造剥蚀地貌;沱江东岸为侵蚀堆积地貌,以河流堆积漫滩和一级阶地为主;勘查区在区域上处于构造剥蚀宽谷中丘地貌区。

(2)滑坡区地形地貌特征:勘查区位于椑木河分水岭地带,地貌类型属构造剥蚀宽谷中丘地貌。地形呈向南西倾斜的椅状地形,地势总体为北东高、南西低。谷地相对宽缓,海拔高程340m左右;丘包一般呈圆缓状,海拔高程410m,相对切割深度约70m,斜坡自然坡度一般25°~40°(图2.2)。

滑坡区斜坡相对高差约45m,坡形呈一般上陡下缓的折线型,局部表现为凸形,上部自然坡度35°~40°,下部一般20°~30°,公路内侧斜坡削方坡度达50°~57°(图2.3)。

图2.2 丘包地形、地貌

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图2.3 勘查区斜坡地形、地貌

2.2.2地层岩性

据现场勘查与相关资料,滑坡区出露地层主要为侏罗系上统沙溪庙组中段(J2S2)碎屑岩及第四系松散岩类。第四系松散岩类广泛分布于滑坡体内及周边的坡麓、沟谷地带,其岩性主要为第四系全新统残积粉质粘土和第四系全新统人工堆弃的块碎石填土等;基岩在滑坡区则大部分地区被第四系松散岩类所覆盖,在勘查区内局部及周边大量可见出露,其岩性主要为紫红色砂岩与泥岩的互层,局部砂岩呈土黄和青灰色。

(1)侏罗系上统沙溪庙组中段(J2S2)

主要为紫红色泥岩与砂岩的互层(图2.5)。泥岩主要以粘土矿物为主,泥钙质胶结,厚层状构造,多呈全、中风化状,全风化厚0.9m~2m,强风化厚1m~3.6m,中风化未揭穿;砂岩主要以长石、石英等矿物为主,细粒结构,中厚层状构造,多呈强~中风化状,强风化厚1.2m~1.7m;节理较发育,主要发育三组节理面,一组为层面,产状120°∠5°,另外两组产状分别为:①175°∠90°,延伸长度约3m,发育密度为1m/1条,开启度1mm~3mm;②350°∠80°,节理延伸较长,约7m,发育密度为1.5m/1条,开启度2mm~3mm。

(2)第四系全新统(Q4)

主要包括第四系全新统人工堆弃的块碎石填土和滑坡堆积层、第四系全新统残积粉质粘土等。

1)第四系全新统人工堆弃的块碎石填土层(Q4ml)

杂色,结构松散,稍湿,块石和碎石分选性较差,大小混杂,呈棱角状,粒径一般在1.00cm~40.00cm之间,最大可达1m,约占总重的90%,主要母岩成

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分为砂岩和泥岩;粒间由粉质粘土充填,约占10%(图2.4)。

2)残积层(Q4el+dl)

紫红色,稍湿,可塑,包含有少量的角砾,主要母岩成分为砂岩,约占总重的2%,干强度和韧性均较差。广泛分布于勘查区内外的坡麓和丘包地表地带,厚0.5m—2m不等,在坡麓处较厚。

图2.4 人工堆弃的素填土特征 图2.5 泥岩与砂岩互层特征

3)滑坡堆积层(Q4del)

为人工堆弃的块碎石填土和残积层沿岩土接触带产生的滑坡,滑体岩性结构特征同人工堆弃的块碎石填土和残积层。 2.2.3地质构造

(1)区域地质构造

区域构造上,滑坡区属扬子准地台之四川台坳中部的川中台拱之威远——龙女寺台穹,由威远、龙女寺二个穹隆组成,地表以侏罗纪红层为主,受威远——龙女寺隐伏断裂的切割,形成以威远穹隆为砥柱的辐射状构造和以龙女寺穹隆为砥柱的四个弧形褶皱,构造形迹为NEE向,褶皱宽阔平缓,主要构造形迹有威远背斜和白鹤场向斜、龙爪寺向斜,断裂构造不甚发育(图2-3)。

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图2—3 地质构造图

(2)节理、裂隙

受区域构造的影响,主要发育二组“X”共轭剪裂隙。第一组:产状250°~280°∠80°~85°,密集成带,线发育密度一般1条/m,延伸长1m左右,开启度1mm~3mm,局部泥砂充填,裂隙面稍有起伏、较粗糙,局部有锈染,具有切层特征;第二组:产状310°~350°∠80°~85°,线发育密度一般1条每1.5m,延伸长一般0.5m~1m,最长可达6m,开启度1mm~5mm,泥砂充填,裂隙面较平直稍糙,有锈迹。 2.2.4新构造运动与地震

区内构造较简单,新构造运动表现为较缓慢的间歇式抬升,属相对稳定地区,不具备发生强震的构造条件,但工作区附近的仁寿断裂、威远背斜核部、自流井背斜区在历史上曾多次发生4~5.5级地震。

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根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)和《中国地震动参数区划图》(GB18306-2008),滑坡区地震设防烈度为6度,地震动峰值加速度0.05g,地震动反应谱特征周期0.35s。 2.2.5水文地质条件

受区内地层岩性、地形地貌及构造的控制,水文地质条件较为复杂。根据区内地下水的赋存条件与含水介质的差异,地下水类型主要有第四系松散岩类孔隙水与基岩裂隙水两种类型。

(1)第四系松散岩类孔隙水

第四系松散岩类孔隙水主要赋存于第四系全新统人工堆弃的块碎石填土中。地下水一般受大气降水入渗补给,其排泄方式为下渗或沿斜坡向地势低洼的地方排泄,地下水水位不稳定,动态变化大;地下水动态随季节变化明显。

(2)基岩裂隙水

基岩裂隙水赋存于侏罗系上统沙溪庙组中段(J2S2)泥岩和砂岩互层的风化裂隙和构造裂隙中,主要接受大气降雨和上游地下水的补给,沿基岩裂隙径流以泉的形式排泄。勘察区由于公路的开挖,地形切割较强烈,开挖出边坡较陡,地下水利排不利储,故基岩裂隙水通常是受补后在就近地形低洼处排泄或由高处向低处径流。勘查期间在一居民井中测得地下水水位埋深为4.8m,地下水受大气降水影响明显,雨季变化幅度约2~3m,季节性强,枯季流量一般为0.1L/s,雨季流量为枯季的4~5倍。

勘查期间在钻孔中测得稳定的地下水水位为4.2m~13.8m,赋存于侏罗系上统沙溪庙组中段(J2S2)泥岩和砂岩互层中,与居民井中出露的地下水相符。 2.2.6不良地质现象

受公路弃土堆放的影响,勘查区内不良地质现象较发育,主要表现为滑坡。在勘查区范围内主要包括了滑坡2处,滑坡的规模等情况详见后续相关章节。 2.2.7人类工程活动

勘查区内对地质环境有影响的人类工程活动主要为筑路削坡和弃土堆放,其次为坡面上人类耕种的旱地,特别是筑路削坡和弃土堆放对勘查区的地质环境影响非常强烈。

内永路内侧发育有大量的危岩,为了防止对危岩上农户及过往车辆行人造成威胁,由当地交通部门于2007年已对本处危岩进行了全面治理,所采用的工程

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措施为削坡和素喷砼。由于对公路的大面积削坡,产生了大量的弃土,并堆放于公路外侧的边坡上,且无任何防护措施。弃土的堆放加载破坏了原有斜坡的稳定性,加之暴雨的影响,使得该段斜坡成为滑坡。坡面上有人类耕种的旱地,该工程活动对地质环境的改变和影响力较轻微。

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第三章 某滑坡基本特征

3.1滑坡边界、规模、形态特征

3.1.1滑坡边界特征

勘查区内不良地质现象较发育,主要表现为滑坡。在勘查区范围内发育了滑坡2处,分别命名为H1滑坡和H2滑坡(图3.1、图3.2和图3.3)。以下将分别叙述各滑坡体的边界特征。

(1)H1滑坡边界特征

H1滑坡后缘位于北东面内永路外侧,距路基5m~10m,分布高程约400m左右,滑体后缘的平台原始地形基本与公路平齐,现因错滑而出现了错高0.5m~2.0m、水平位移0.5m~0.8m的下错裂缝(地面沉降)。南侧边界(右边界)上部以顺坡延伸的地面裂缝为界,下部以斜坡陡缓交界处为界;北侧边界(左边界)以位于H1、H2滑坡之间的冲沟为界。前缘剪出口位于斜坡中下部陡、缓交界的下方,分布高程约375m~376m,剪出口一带分布有土体轻微鼓胀、树木、电杆歪斜,并出露一下降泉(图3.2)。H1滑坡主滑方向约226°。

图3.1 某滑坡地质灾害体分布图

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表3.4 滑带土物理力学性质室内试验成果统计表

物 理 性 质 界 限 含 水 率 快剪试验 天然 饱和 残剪试验 天然 饱和 内聚内聚内聚内聚含水饱和干密土粒孔隙孔隙饱和塑性液性粘聚粘聚粘聚粘聚取样 定液限 塑限 摩擦摩擦摩擦摩擦率 密度 度 比重 比 率 度 指数 指数 力 力 力 力 编号 名 角 角 角 角 Wo ρs % ZK01-1 ZK02-2 ρd Gs e n Sr WL Wp % Ip IL C φ C φ C φ C φ kPa (°) kPa (°) kPa (°) kPa (°) 11 7 5 3.10 1.96 1 .59 2 .71 0.702 41.00 89.00 31.50 18.60 12.90 0.35 26.00 14.00 11.00 7.00 17 22.40 2.02 1 .65 2 .70 0.636 39.00 95.00 31.20 18.50 12.70 0.31 24.00 12.00 18.00 5.00 18 11 10 10 13 13 14 7 7 9 5 3 4 5 6 7 ZK04-滑22.40 1.98 1 .62 2 .70 0.669 40.00 90.00 31.40 18.60 12.80 0.30 26.00 13.00 11.00 6.00 21 2 带ZK06-土 19.60 1.86 1 .56 2 .69 0.730 42.00 72.00 27.20 16.90 10.30 0.26 22.00 11.00 10.00 6.00 16 2 ZK08-3 TC06-4 20.50 1.98 1 .64 2 .69 0.637 39.00 87.00 28.40 17.40 11.00 0.28 28.00 15.00 14.00 8.00 24 20.30 1.98 1 .65 2 .70 0.640 39.00 86.00 28.60 17.40 11.20 0.26 29.00 15.00 8.00 10.00 25 .00 6 .00 6.000 6.00 6.00 6.00 6.00 66.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6 .00 统计个数 6.00 6.00 6 1 .62 2 .70 0.67 40.00 86.50 29.72 17.90 11.82 0.29 25.83 13.33 12.00 7.00 20.17 11.33 8.17 5 .00 平均值 21.38 1.96 .04 0 .01 0.04 1.26 7.77 1.87 0.75 1.12 0.03 2.56 1.63 3.52 1.79 3.76 1.37 3.13 1 .41 标准差 1.42 0.05 0 .02 0 .00 0.06 0.03 0.09 0.06 0.04 0.09 0.12 0.10 0.12 0.29 0.26 0.19 0.12 0.38 0 .28 变异系数 0.07 0.03 0 .98 1 .00 0.95 0.97 0.93 0.95 0.97 0.98 1.10 0.92 0.90 0.76 0.79 0.85 0.90 0.68 0 .77 修正系数 1.06 0.98 0 1 .59 2 .69 0.64 38.96 80.09 28.17 17.28 11.58 0.32 23.72 11.99 9.09 5.52 17.06 10.21 5.59 3 .83 标准值 22.56 1.92 3.5.2滑带土的物理力学参数

某滑坡各灾害体有较明显的滑动带存在,该滑带主要位于第四系覆盖层和泥岩与砂岩互层的基岩接触界面附近,滑动带岩性与其上覆土层基本一致,均为粉质粘土。本次勘查工作分别在钻孔和探槽内取了6件滑带土样进行了室内滑带土的物理力学性质试验,统计结果详见表3.4。

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表3.5 滑床(砂岩)物理力学性质参数室内试验成果统计表

抗压强度 抗剪断强度 变 形 试 验 吸 饱 取 样 饱水抗拉野 外 水 水 密度 内摩凝聚弹性模泊松弹性泊松深 度 系数 强度 天然 饱和 率 率 擦角φ 力C 量E 比 模量E 比 编 号 m % % % MPa MPa g/cm 度 3Mpa Mpa Mpa (×104) μ Mpa μ (×104) ZK02-6 11.7-11.85 21.11 21.32 0.99 8.50 3.20 2.38 38.10 1.30 0.45 0.32 0.17 0.27 0.18 ZK01-2 12.4-12.6 40.80 41.21 0.99 6.90 2.60 2.34 36.80 1.10 0.37 0.26 0.16 0.30 0.17 ZK05-1 18.6-18.7 10.29 10.50 0.98 15.60 5.80 2.38 41.00 1.90 0.80 0.63 0.19 0.58 0.20 统计个数 泥岩 平均值 24.07 24.34 0.99 10.33 3.87 2.37 38.63 1.43 0.54 0.40 0.17 0.38 0.18 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 表3.6 滑床(泥岩)物理性质参数室内试验成果统计表

抗压强度 抗剪断强度 变形试验 吸 饱 饱水抗拉内摩泊野 外 取样深度 水 水 密度 凝聚弹性模泊松弹性模系数 天然 饱和 强度 擦角松率 率 力C 量E 比 量E φ 比 % MPa MPa g/cm3 度 Mpa Mpa Mpaμ (×104) Mpa μ (×104) 编 号 m % % ZK02-6 11.7-11.85 21.11 21.32 0.99 8.50 3.20 2.38 38.10 1.30 0.45 ZK01-2 12.4-12.6 40.80 41.21 0.99 6.90 2.60 2.34 36.80 1.10 0.37 ZK05-1 18.6-18.7 10.29 10.50 0.98 15.60 5.80 2.38 41.00 1.90 0.80 统计个数 泥岩 平均值 24.07 24.34 0.99 10.33 3.87 2.37 38.63 1.43 0.54 3 3 3 3 3 3 3 3 3 0.32 0.17 0.27 0.18 0.26 0.16 0.30 0.17 0.63 0.19 0.58 0.20 3 3 3 3 0.40 0.17 0.38 0.18

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3.5.3滑床岩石的物理力学参数

流油村滑坡各灾害体的滑床为全~中风化侏罗系上统沙溪庙组中段(J2S2)泥岩和砂岩互层。由于强风化泥岩和砂岩属于软岩,多呈碎块状,取样困难,因此本次勘查工作未能取样。勘查期间在钻孔中采取了3组泥岩和3组砂岩的滑床岩样进行了室内试验,统计分析见表3.5、3.6。

由于现场取强风化泥岩和砂岩岩样较困难,所以未进行强风化泥岩和砂岩岩样室内岩石试验,结合现场实际情况和地区经验,取强风化泥岩和砂岩的饱和单轴抗压强度分别为0.5MPa和2.0MPa。

3.6滑坡变形破坏特征

某滑坡形成于2007年雨季,受2010年“7.16”强降雨影响,于2010年7月17日零晨再次产生了较大规模的滑动。根据勘查期间简易监测可知,现阶段变形较小,但雨季有大规模变形的可能。

(1)H1滑坡变形破坏特征

H1滑坡变形破坏的变形破坏形式,主要表现为靠沟一侧后缘出现较大幅度的下错,滑坡后缘平台中部出现地面拉裂、局部鼓胀,变形特征较明显;另一侧前缘出现树木歪斜、电杆歪斜和局部土体鼓胀,变形特征相对较弱。

H1滑坡后缘上平台上共有三条裂缝,在距路基7.0m~17.0m有一拉张裂缝LF5,贯穿整个滑坡后缘(图3.4),裂缝长约90.0m,可探测深度0.2m~0.5m,宽度0.1m~0.3m,局部位置与下错裂缝相接。在距路基12.2m处有一拉张裂缝LF6,西侧与LF5相接,东侧与下错陡坎相接,裂缝长约23.0m,可探测深度0.2m~0.3m,宽度0.1m~0.3m,局部位置与下错裂缝相接。在LF6的下侧发育有一拉张裂缝LF7,裂缝长约34.0m,可探测深度0.2m~0.4m,宽度0.1m~0.2m。

H1滑坡后缘距路基6.8m~17.0m发育有一下错裂缝LF8,滑体后缘平台原始地形基本与公路平齐,现因错滑而出现了错高1.5m~2.0m、水平位移0.5m~0.8m的下错裂缝,裂缝基本贯通了整个滑坡后缘。局部位置已发育有双层下错裂缝LF9,错高约0.8m,水平位移0.5m。H1滑坡后缘下平台宽6.7m~17m,中部出现基本平行、垂直主滑方向的二排拉张裂缝LF10、LF11、LF12,断续延伸,单条长11m~30m,裂缝宽0.15m~0.40m,可探测深度0.8m~1.5m。

H1滑坡前缘局部土体发生小规模鼓胀,同时出现了树木歪斜和电杆歪斜,

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其歪斜方向基本与滑坡的主滑方向一致。南侧边界亦出现了长约15m、0.05m~0.20m的缓波状裂缝。在平台的前部出现了约20m×5~7m的鼓胀隆起,高0.5m~0.8m。

图3.4 H1滑坡后缘上平台裂缝LF5

(2)H2滑坡变形破坏特征

H2滑坡后缘下错裂缝距路基5m~10m,滑体后缘平台原始地形基本与公路平齐,现因错滑而出现了错高0.8m~1.2m、水平位移0.3m~0.5m的下错裂缝LF1,裂缝基本贯通了整个滑坡强变形区后缘(图3.5),在弱变形区没有出现变形破坏迹象。

H2滑坡强变形区后缘平台宽7m~15m,中部出现基本平行、垂直主滑方向的三排拉张裂缝LF2、LF3、LF4,断续延伸,局部被所堆弃土填充,单条长10m~27m,裂缝宽0.10m~0.30m,可探测深度0.5m~0.6m其前缘局部出现树木歪斜现象和小范围坍塌现象,整个变形破坏明显。

H2滑坡弱变形区后缘未出现下错裂缝和拉张裂缝,坡面平整,无地面鼓胀,前缘无树木歪斜和小范围垮塌现象,整个变形破坏迹象不明显。

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图3.5 H2滑坡后缘下错裂缝LF1

3.7滑坡影响因素与变形破坏机制

3.7.1滑坡影响因素

影响某滑坡稳定性的因素主要有地层岩性、地形地貌条件、气候条件、人类工程活动及地震作用。

(1)地层岩性对滑坡的影响

根据现场工程地质测绘与勘探成果资料,勘查区内滑坡体物质主要由块碎石填土(修筑公路的弃土)和第四系全新统残积的粉质粘土经蠕滑堆积而成,块碎石填土结构松散,粒间空隙大,有利于地表水的下渗;与基岩面接触的粉质粘土物理力学性质差,为易饱水、易软化的易滑土体,属软弱结构面,当其饱水时极有可能发展成滑坡的滑动带,从而诱发坡体变形失稳。

(2)地形地貌条件对滑坡的影响

根据现场工程地质测绘成果,勘查区属典型的宽谷中丘地貌,在丘脊附近地形平缓,至下坡方向地形变得相对较陡。滑坡区斜坡相对高差约30m,坡形呈上缓下陡的折线型,后缘有宽13m~25m的平台,坡度3°~5°,中前部坡度25°~40°;滑坡下方自然斜坡因种植人工改造成梯状,坡度一般5°~10°,陡、缓交界的地形条件为滑坡形成提供了良好的临空条件。

(3)气候条件对滑坡的影响

东兴区多年平均降雨量1025.6mm,最大年降水量1579.8mm,最小年降水量727.2mm。一日最大降水量为244.8mm,一次性最长连续降水日数为16天,年降水日数平均为154天,短历时的强降雨和长时间降雨是激发滑坡等地质灾害

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4.5.2推力计算结果

根据上述方法,H1、H2滑坡的稳定性计算剖面对其进行条分(详见图4.2、3、4、5)计算,不同工况条件下各滑坡推力的计算结果列于表4.7。

表4.7 某滑坡推力计算成果表

灾害体名称 计算剖面 工况条件 工况1:天然 1—1′ H1滑坡 2—2′ 工况2:暴雨 工况3:6度地震 工况1:天然 工况2:暴雨 工况3:6度地震 工况1:天然 3—3′ H2滑坡 4—4′ 工况2:暴雨 工况3:6度地震 工况1:天然 工况2:暴雨 工况3:6度地震 抗滑稳定安全系数 1.10 1.05 1.02 1.10 1.05 1.02 1.10 1.05 1.02 1.10 1.05 1.02 推力(kN/m) 0 48.72 0 0 288.10 114.27 0 244.48 0 0 325.25 249.18 4.6因素敏感性分析

影响滑坡稳定性的主要因素为滑带土的内聚力C和内摩擦角φ。利用主计算剖面1—1′天然工况对某滑坡稳定性敏感因素进行分析,其结果见表4.8。

表4.8 抗剪强度指标敏感性分析成果表

粘聚c(kPa) 19 20 21 22 23 24 25 内摩擦角φ(°) 7 0.865 0.892 0.919 0.946 0.973 1.000 1.027 8 0.915 0.942 0.969 0.996 1.023 1.05 1.077 9 0.966 0.993 1.020 1.047 1.074 1.101 1.128 10 1.017 1.044 1.071 1.098 1.125 1.152 1.179 11 1.068 1.095 1.122 1.149 1.176 1.203 1.23 12 1.119 1.146 1.173 1.200 1.227 1.254 1.281 13 1.17 1.197 1.224 1.251 1.278 1.305 1.332

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第五章 滑坡防治方案建议

5.1防治的原则及目标

5.1.1防治原则

防治方案的拟定宜遵循以下原则:

(1)保证防治工程的科学性、可行性、合理性。

某滑坡危及坡体上方的公路、下方的通讯线路及人民群众生命财产的安全,对其进行治理意义重大。因此,必须根据本次勘查成果,针对滑坡的形成机制和发育特征等来制定防治方案,确保方案切实可行、安全有效,具有科学性、可行性、合理性。

(2)防治工程必须抓住关键,突出重点,全面治理,消除隐患。

(3)防治方案应具有技术可靠、经济合理、结构简单、可操作性强的特点。 (4)防治方案应符合因地制宜,就地取材,节省防治费用的原则。 (5)综合防治应贯彻工程措施与行政措施相结合,工程治理与生态治理相结合的原则。

(6)为便于决策单位使用,应提供不同的治理方案作对比选择。 5.1.2防治目标

抑制某滑坡的进一步发展,全面减轻或消除滑坡对坡体上方的公路、下方的通讯线路及人民群众生命财产的危害。

5.2防治工程设计参数建议

某滑坡区的地层岩性主要有块碎石填土、粉质粘土和泥岩与砂岩互层,防治工程设计使用的岩土体主要物理力学指标建议值见表5.1。

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表5.1 某滑坡各岩土体主要物理力学指标建议值 重 度 抗压强度 抗剪强度 岩土与锚基底 承载固力弹性抗摩擦 力特粘结力系数 系数 征值 强度特征值 μ kPa kPa KN/m3 岩土名称 状态 天然 饱和 天然 饱和 天然 饱和 kN/m3 kN/m3 MPa MPa 块碎石填土 松散 21.89 粉质粘土 H1滑坡 可塑 18.25 可塑 18.25 22.29 —— —— c kPa Φ c ° kPa φ ° 3 25 —— —— —— 80 —— —— 19.23 —— —— —— —— —— —— —— 100 —— —— 19.23 —— —— 18.00 12.42 15.00 11.42 —— —— —— —— 29.00 17.77 26.00 15.10 19.23 —— —— 18.00 17.32 16.00 15.10 —— —— —— —— 25 5×104 滑带土 H2滑坡 可塑 18.25 全风化 18.30 泥 岩 强风化 20.80 中风化 22.80 强风化 21.20 砂岩 中风化 23.10 19.40 —— —— 21.50 —— 0.5 23.50 10.0 3.8 35 18.0 28.0 16.0 0.30 200 500 28.0 300 25.0 0.40 280 120 1×105 1200 35.0 800 30.0 0.50 800 150 2×105 800 33.0 500 30.0 0.45 300 150 1×105 1500 38.0 1000 35.0 0.55 1000 250 3×105 22.10 —— 2.0 23.80 14.0 7.0 5.3防治工程方案建议

根据勘查资料,结合某滑坡的形成机制和破坏模式等,对某H1、H2滑坡的治理各提出两种防治工程方案,并建议在可行性研究阶段对其进行对比优选。 5.3.1 H2滑坡防治方案建议

(1)方案一:格构锚固(主体)+填缝+截排水工程

1)格构锚固工程

布设于H2滑坡体的坡面上(详见方案平面布置图),防止H2滑坡从斜坡坡脚剪出破坏,危及坡体上方内永路、下方通讯线路安全及潜在威胁下方人民群众的生命财产安全。

2)填缝

用粘土对勘查区内的所有裂缝进行夯填。

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3)截、排水工程

截水沟主要布设于滑坡中部,进行梯级横向布置,同时在斜坡体上一侧布置纵向排水沟与公路排水沟相接,在另一侧(H1、H2滑坡交界的位置)布置跌水,与公路涵洞相接,并与横向截水沟构成网格状截排水系统(详见方案平面布置图),将斜坡体及周边坡面积水排出坡体,防止降雨入渗,达到稳定斜坡土体的目的。

(2)方案二:抗滑桩(主体)+填缝+截排水工程 1)抗滑桩工程

由于该滑坡坡度较陡,拟布设两排抗滑桩进行分级支挡。第一排布设于H2滑坡体的中上部,第二排布设于H2滑坡体的中下部(详见方案平面布置图),防止H2滑坡从斜坡坡脚剪出破坏,危及坡体上方内永路、下方通讯线路安全及潜在威胁下方人民群众的生命财产安全。

2)填缝 同方案一。 3)截、排水工程 同方案一。

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第六章 结论与建议

6.1 结论

通过对某滑坡资料的分析研究,可以得出以下主要结论:

(1)查区属典型的宽谷中丘地貌,在丘脊附近地形平缓,至下坡方向地形变得相对较陡,地形起伏明显。斜坡上堆积了大量的残坡积等第四系松散固体物质,具备斜坡失稳的地层岩性和地形地貌条件。

(2)滑坡区内构造较简单,附近发育的主要构造形迹为威远背斜和白鹤场向斜、龙爪寺向斜,断裂构造不甚发育。新构造运动表现为较缓慢的间歇式抬升,属相对稳定地区,不具备发生强震的构造条件。地震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,设计地震分组为第一组,地震动反应谱特征周期0.35s。

(3)滑坡区属中亚热带湿润季风气候区,具有春早、夏长、秋短、冬暖、降水集中、雨量充沛等特点。多年平均降雨量1025.6mm,最大年降水量1579.8mm,最小年降水量727.2mm。一日最大降水量为244.8mm,一次性最长连续降水日数为16天,年降水日数平均为154天;为滑坡的进一步变形破坏提供了良好的降雨条件。

(4)某滑坡区内出露地层主要有人工弃土堆积块碎石填土、残积的粉质粘土及滑坡堆积的块碎石填土和粉质粘土和侏罗系上统沙溪庙组中段(J2S2)砂岩与泥岩互层等。在勘查区范围内包括了滑坡2处。导致地质灾害体变形的因素主要为人类对弃土的不合理堆放、良好的临空条件、降雨、地层岩性等作用。

(5)目前,某滑坡处于蠕动变形的渐近期,主要表现为坡体后缘和局部出现的拉张裂缝和鼓起、前缘坡体树木、电杆歪斜和局部坍塌等现象。经稳定性评价知,经稳定性评价知,H1滑坡的现状(天然状态)稳定性为稳定~基本稳定;在工况2(暴雨状态)条件下,H1坡处于欠稳定~不稳定状态;在工况3(6度地震状态)条件下,H1滑坡处于基本稳定~欠稳定状态;H2滑坡在弱变形区的现状(天然状态)稳定性为稳定;在工况2(暴雨状态)条件下,处于基本稳定状态;在工况3(6度地震状态)条件下处于基本稳定状态;H2滑坡在强变形区的现状(天然状态)稳定性为基本稳定;在工况2(暴雨状态)条件下,处于不稳定状态;在工况3(6度地震状态)条件下处于欠稳定状态。

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(6)某滑坡的进一步变形破坏将危及坡上的内永路行人和行车的安全,对坡下的通讯线路和行人安全造成极大的威胁与危害,对距离坡下约200m处的居民区构成潜在威胁,直接经济损失500万元左右。

(7)目前,某滑坡处于蠕动变形的渐近期,具备了进一步变形破坏的地层岩性、气候、地形等条件。随着暴雨的出现,极有可能进一步发生变形,从而导致坡体破坏而失稳,对坡上的内永路行人和行车的安全,对坡下的通讯线路和行人安全造成极大的威胁与危害,对距离坡下约200m处的居民区构成潜在威胁。因此,对某滑坡范围内的各灾害体开展勘查和治理工作已势在必行。

6.2 建议

(1)在持续暴雨作用下,某滑坡将会由天然条件下的基本稳定——稳定状态向不稳定状态转变,潜在的经济损失较大,因此,建议尽快对某滑坡进行综合治理。

(2)为使防治方案更具经济合理性、技术可行性,针对某两滑坡的具体情况,建议对以下建议方案开展可行性研究工作:

H1滑坡:

方案一:格构锚固+抗滑挡墙+填缝+截排水工程; 方案二:抗滑桩+抗滑挡墙+填缝+截排水工程。 H2滑坡:

方案一:格构锚固(主体)+填缝+截排水工程; 方案二:抗滑桩(主体)+填缝+截排水工程。

(3)某滑坡岩土体的物理力学参数取值建议参见表6.1。

(4)建议对某滑坡开展长期的变形监测和预警工作,做好防灾御案,尤其在雨季和雨雪连绵时段,必须加强监测预警工作,在明显地段设立警示标志,派专人监测,加强对斜坡前缘、陡坎、裂缝、地下水出露等情况的巡查,发现异常及时通知当地居民、行人紧急避险。

(5)建议加强治理工程施工中的施工地质工作,验证已有的勘查成果,必要时补充更正勘查结论,并及时优化施工图设计。

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6.3 展望

滑坡预报研究虽有百余年的历史,但至今尚有许多基本问题没有得到根本解决。根据现有研究中存在的问题,展望今后需要努力的几个方面:

(1)由于滑坡地质体演化过程极其复杂,要真正实现滑坡的成功预报,单靠理论模型难以进行准确预报,应更多的考虑多种方法的综合预报。但目前在这方面还没有建立适用于综合预报的指标体系和相应的且具有一定普遍适应性的判据这可能是今后研究的重点。

(2)滑坡预报包括时间和空间预报,目前对滑坡时间预报过于偏重,忽视了滑坡的空间预测是滑坡时间预报的先决条件,忽视了滑坡时间预报是空间预测的进一步深化和具体化,忽视了空间预报可以更好的指导时间预报这一矛盾关系。在今后的研究中应该处理好这种关系使其协调发展。

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[14] 晏同珍.水文工程地质与环境保护[M].武汉:中国地质大学出版社,1994年.

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致 谢

本文是在恩师汪东林老师的悉心指导下完成的,无论在论文选题及其在论文的撰写过程中时刻都倾注着老师的心血,老师渊博的知识、严谨的治学态度、精益求精的工作作风对学生影响深远。在论文的写作过程中,遇到了很多的问题,在老师的耐心指导下问题都得以解决。所以在此再次对老师道一声:谢谢您,老师!。

在论文即将完结之际,我的心情无法平静,从开始进入课题到论文的顺利完成,有多少可敬的老师、同学、朋友给了我无言的帮助,在这里请接收我诚挚的谢意。

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附录:

According to the highway subgrade slope protection

[abstract] this article through the analysis of road foundation slope failure

forms and reasons, analyzes the roadbed slope protection design principles, detailed introduces the highway slope protection method, in order to guarantee the stability of roadbed and prevention and control of all kinds of roadbed disease, to ensure the normal use of the highway quality and benefit of investment

[key words] highway subgrade slope protection

Roadbed protection is to guarantee the stability of roadbed strength and one of the important measures, protection is the focus of the embankment slope, the change of the terrain, ShiLu design elevation and natural ground conductivity of the relationship between different, there will be higher than that of the natural ground embankment fill subgrade construction of the ground below natural excavated one that cut and between the two and a half between fill subgrade in geotechnical engineering by half to dig into roadbed fill dug, change the original layer of the natural balance, and exposed to a natural environment, long-term affected by various natural factors, the physical and mechanical properties of rock mass will been great changes, cause rock mass deformation mobile, destroy the stability of the slope, and even cause a series of geological environment problems and the ecological environment problems, such as collapse landslides of soil erosion and damage to vegetation, etc .So to ensure the stability of roadbed and prevention and control of all kinds of roadbed disease, in addition to the drainage roadbed, still need to be combined with the local hydrological geology and material of case, take effective measures to all kinds of soil ShiBianPo necessary protection.

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本文来源:https://www.bwwdw.com/article/d3e8.html

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