诠释浙西南地区边坡的稳定性

时间:2022-10-10 04:03:14

1浙西南地区的水文地质概况

浙西南地区属亚热带季风气候区,温暖湿润,雨量充沛,主要集中在3~9月份,以春雨、梅雨和台风季降雨为主,降水量占全年降水量的79.7%;10月至次年2月为少雨期,降水量仅占全年的20.3%。本区降水、径流年内分配与作物生长期的需水不协调,对边坡的破坏力度相当的大,边坡的表层破坏尤其严重,水土流失,还进一步诱发边坡的深层浅层破坏,其中水土流失带来的损失是无法估计的。

2边坡变形与破坏的类型

边坡包括自然边坡和人工边坡,自然边坡是指在自然地质作用下形成的山体斜坡、河谷岸、海岸陡崖等天然斜坡。人工边坡是指人类工程活动形成的斜坡。边坡在各种内、外地质应力作用下,坡体内应力发生变化,当岩土体强度不能适应此应力时就发生了边坡的变形破坏。

边坡在形成过程中,其内部原有的应力状态发生变化,引起应力重分布和应力集中等效应,为适应这种应力变化的,边坡将发生不同形式和不同规模的变形和破坏。边坡的变形和破坏是应力重新调整的结果,是推动边坡演变的内在原因。边坡变形破坏分为边坡变形、边坡破坏及边坡岩土体中已形成贯通性破坏面和破坏后的继续运动三大类型。

2.1边坡变形

边坡变形以未出现贯通的破坏面,尤其是在坡面的附近可能有一定程度的破裂和错动,但整体上没有发生滑动破坏,一般分为卸荷回弹和蠕动。在边坡形成过程中,由于在河谷部位的岩体被冲刷侵蚀,边坡出现松弛张裂,松弛张裂的危害性在于破坏了岩土体的稳定性,使岩土体渗透性加大,造成坡面地表水,雨水渗入边坡内部,加剧了风化作用的强度。蠕动变形包括表层蠕动和深层蠕动两种类型。

2.2边坡破坏

边坡破坏的类型主要有崩塌和滑坡两类。崩塌是指在陡坡地段的边坡上,岩土体被多组张裂缝和节理裂缝分割,因受重力作用突然脱离母体。倾倒,翻滚坠落于坡脚的现象。滑坡是指岩土体在重力作用下,沿贯通的剪切破坏面整体滑动破坏的现象,主要以水平运动为主的变形,这也是滑坡区别其他斜坡变形的主要特征。这是边坡破坏中,危害最大,最常见的一种变形破坏的形式。

无论何种情况,大多数边坡在破坏前一般都要经历一个较长时期的蠕动变形阶段。在这个阶段,岩体主要表现为小量、缓慢、速率较均匀的沉陷和滑移变形,之后坡体上出现裂缝,上部被拉开。地层岩性是决定边坡工程地址特征的基本因素,分为火成岩、沉积岩和变质岩。土质边坡的工程地质分类也可按岩性、结构及变形特征进行分类。可分为砂性土边坡、粘性土边坡、土石混合边坡。

3影响边坡稳定性的因素

影响边坡稳定性的因素主要有内在因素和外部因素两方面。内在因素包括形成边坡的地貌特征、岩土体的性质、地质构造、岩土体结构、岩体初始应力等。外部因素主要包括水的作用、地震、岩土风化程度、工程载荷条件和人为因素。内在因素对边坡的稳定性起到至关重要的作用。内部因素对稳定性起控制作用,外部因素起诱发破坏作用。

3.1岩土类型和性质的影响

不同的岩土层组成的边坡,其变化破坏也有所不同,土质边坡的变形破坏形式以滑坡为主;岩质边坡的变形破坏形式以崩塌为主。岩土的性质不仅对边坡的稳定性起到控制作用,而且对边坡的坡高和坡角也起着控制的作用。坚硬完整的块状或厚层状岩石可以形成数百米的陡坡,松散地层边坡的坡度较缓。

3.2地质构造和岩体结构的影响

在区域构造比较复杂,褶皱比较强烈,新构造运动比较活跃的地区,边坡稳定性比较差。断层带岩石破碎,风化严重,又是地下水最丰富和活动的地区,极易发生滑坡。

3.3风化作用

边坡岩土体每时每刻都在发生风化作用,物理风化作用使边层岩体产生裂隙,发生机械破碎;化学风化使岩石、矿物发生化学变化并产生新矿物;生物风化作用会使边坡岩体遭受机械破坏,或使岩体分解腐蚀破坏。风化作用对土质边坡的影响比较显著。一般情况下,随时间的变化,风化作用加剧,边坡出现渐进破坏。一般几年或几十年可能发生滑坡。

3.4水的破坏

地表水和地下水是影响边坡稳定性的重要因素。不少滑坡的典型事例都与水的作用有关,尤其是浙江的水资源相当的丰富,对边坡的影响也是比较显著。水对边坡岩土体还产生软化或泥化作用,使岩土体的容重增大,抗剪强度降低。地表水的冲刷,地下水的溶蚀和潜蚀也直接对边坡产生破坏作用。

3.5地形地貌

地形地貌与自然边坡稳定性有一定的关系。边坡潜在不稳定的地形地貌有:临空面多的山体;陡坡、陡崖、阶地前缘地带;易受水流冲刷和淘蚀的河流凹岸地带;易汇水的山间缓坡地带,对边坡的稳定性的影响都是不利的。

3.6植被作用

植被在很多方面有利于边坡的稳定,例如树木根系起加筋作用,提高边坡表土的抗剪强度;树木的蒸腾作用和树叶的拦截作用,减少和延缓水的入渗,防止土体过度饱和时间过长等。但是植被尤其是高大树木对边坡的稳定性不利。

3.7人类活动

人类活动,如开挖切坡、修建水库、坡面随意弃土、坡面耕种等,打破边坡体现有的应力平衡状态,在强降雨或长时间持续降雨等外部不利因素的激发下,发生边坡失稳。

4不稳定边坡的防治措施

对不稳定边坡的防治主要是采取以防为主、综合治理、及时处理的原则。以防为主就是要针对可能的不稳定的边坡提前采取处理措施,结合合理的设计,施工防止边坡的变形破坏,对一些规模较大的、不易处理的不稳定边坡,应采取避绕的原则;综合治理就是要针对引起边坡变形破坏的主要因素及次要因素,按照一套完整的进行整体防治,充分考虑各影响因素的相互关系,因地制宜的采取不同的处理措施,设计综合的防治处理方案;及时治理是指对已发生的破坏应当即使的采取措施。

根据浙江地区的水文和地质对边坡的变形破坏的防治措施主要有以下几类。

(1)防渗与排水

防止地表水入渗滑坡体,首选应当拦截、导排地表水,可采取填塞裂缝和消除地表和积水洼地。对地下水丰富的滑坡体可在滑坡体周界5m以外设截水沟和排水隧洞,或在滑体内设置阻滑和排水作用的支撑的盲沟和排水廊道等,也可采取钻孔排水的方式。

(2)清除危岩、消坡减重和反压

消除危岩是指消除边坡上部的不稳定的岩体,防治危岩坠落。削坡是将陡坡上部的岩体挖除,使边坡变缓,减轻滑体的重量。降低边坡体下滑力,同时消除下来的土石方填充在坡脚,起反压作用。

(3)支挡工程

支挡工程主要是提高边坡的抗滑力,采取的措施主要有修建挡土墙,设置抗滑柱。挡土墙的优点是结构比较简单,可以就地取材,能够较快的起到稳定滑坡的作用。抗滑柱的优点是施工安全、方便,节时等对滑体扰动少。

(4)锚固

锚固主要用于防治岩质边坡变形和破坏,施工时将钻孔穿过滑移软弱面,深入坚硬完整的岩体中。钻孔中插入锚杆或预应力钢筋、钢索,用混凝土封闭钻孔以提高边坡的岩体抗滑、抗崩塌、抗倾倒的能力。

5结束语

随着国民经济的建设的快速发展,国内的对斜坡的研究也日益深入。目前对高陡边坡的研究继续升温,浙江一带的地形地貌比较复杂,斜坡也是多种多样,这就需要结合其特殊的水文和地质进行深入的研究。边坡规模的不断增大,致使边坡工程地质条件更加复杂。3S(遥感技术RS、地理信息系统GIS和全球定位系统GPS)技术的不断应用引起大家的极大关注,另外随着数值分析法的不断发展,出现了不同数值方法的耦合,如有限元、边界元、离散元与块体元等的相互耦合。这些方法的耦合能够充分发挥各自的特长,解决复杂的边坡工程问题。

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