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文檔簡介
小石門滑坡體穩(wěn)定性剖析與綜合治理策略探究一、引言1.1研究背景與意義滑坡作為一種常見且危害嚴重的地質(zhì)災害,對人類的生命財產(chǎn)安全、生態(tài)環(huán)境以及區(qū)域可持續(xù)發(fā)展構成了巨大威脅。據(jù)統(tǒng)計,全球每年因滑坡災害造成的經(jīng)濟損失高達數(shù)十億美元,更有數(shù)以千計的人員傷亡。在我國,滑坡災害分布廣泛,特別是在西南、西北和中南等山區(qū),由于地形地貌復雜、降雨集中以及人類工程活動頻繁等因素,滑坡災害尤為頻發(fā)。小石門滑坡體位于[具體地理位置],處于地質(zhì)構造復雜區(qū)域,周邊巖體破碎,節(jié)理裂隙發(fā)育,為滑坡的形成提供了地質(zhì)條件基礎。同時,該區(qū)域屬于亞熱帶季風氣候,年降水量較大,且降雨集中在夏季,強降雨極易使巖土體飽和,增加下滑力,從而誘發(fā)滑坡。加之近年來,隨著當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展,工程建設活動日益增多,如道路修建、房屋建設等,對山體的開挖和擾動破壞了原有的巖土體平衡,進一步加劇了滑坡發(fā)生的可能性。小石門滑坡體一旦發(fā)生大規(guī)?;瑒樱瑢⒅苯油{到下游[X]個村莊、[X]名居民的生命財產(chǎn)安全,周邊的交通干線、水利設施等基礎設施也將遭受嚴重破壞,導致交通中斷、供水受阻,進而影響區(qū)域經(jīng)濟的正常運轉。此外,滑坡還會對生態(tài)環(huán)境造成不可逆的破壞,破壞植被、引發(fā)水土流失,破壞生物棲息地,影響生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定。因此,對小石門滑坡體進行穩(wěn)定性評價及綜合治理研究具有極其重要的現(xiàn)實意義。通過準確評估其穩(wěn)定性,能夠提前預測滑坡發(fā)生的可能性和危險性,為當?shù)鼐用窈拖嚓P部門提供科學的預警信息,以便及時采取有效的防范措施,減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。而制定科學合理的綜合治理方案,不僅能夠有效治理滑坡災害,保障人民生命財產(chǎn)安全,還能促進區(qū)域生態(tài)環(huán)境的修復和保護,為區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造良好條件,對維護社會穩(wěn)定、推動經(jīng)濟發(fā)展和保護生態(tài)環(huán)境都具有不可忽視的作用。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在滑坡體穩(wěn)定性評價方面,國外研究起步較早。20世紀初,瑞典學者率先對滑坡進行研究,提出了極限平衡法中的Fellenius法,為滑坡穩(wěn)定性定量評價奠定了基礎。此后,隨著土力學、巖石力學等學科的發(fā)展,各種穩(wěn)定性評價方法不斷涌現(xiàn)。如20世紀60年代,Bishop提出了考慮條間力的簡化Bishop法,在一定程度上改進了Fellenius法的不足,使計算結果更加準確。70年代,概率分析法被引入滑坡穩(wěn)定性研究,該方法考慮了邊坡中各要素的隨機特征,認為強度參數(shù)符合某種概率分布函數(shù),為滑坡穩(wěn)定性評價提供了新的思路。進入21世紀,隨著計算機技術和數(shù)值計算方法的飛速發(fā)展,數(shù)值分析法在滑坡穩(wěn)定性評價中得到了廣泛應用。有限元法、離散元法、有限差分法等數(shù)值方法能夠較全面地反映滑坡體的變形和破壞過程,適用于復雜滑坡體的穩(wěn)定性評價。例如,美國學者利用有限元軟件對加利福尼亞地區(qū)的滑坡進行模擬分析,準確預測了滑坡體的變形趨勢和潛在滑動面。國內(nèi)對滑坡穩(wěn)定性的研究始于20世紀50年代初,早期主要側重于滑坡歷史資料的分析及滑坡形態(tài)分類,探討不同類型邊坡的穩(wěn)定分析方法及相應的變形破壞機制。60年代,中國科學院地質(zhì)研究所工程地質(zhì)室提出的巖體結構理論及相應的邊坡巖體穩(wěn)定性分析的巖體工程地質(zhì)力學方法,對滑坡穩(wěn)定性研究具有開創(chuàng)性意義,該方法充分考慮了巖體的結構特性及地質(zhì)結構面對邊坡穩(wěn)定性的影響。70年代以后,隨著對滑坡研究的不斷深入,國內(nèi)學者開始引進和應用國外先進的穩(wěn)定性評價方法,并結合國內(nèi)實際工程案例進行改進和創(chuàng)新。近年來,國內(nèi)在滑坡穩(wěn)定性評價方面取得了顯著進展,不僅在理論研究上不斷完善各種評價方法,還將人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術應用于滑坡穩(wěn)定性評價中。例如,利用神經(jīng)網(wǎng)絡算法建立滑坡穩(wěn)定性評價模型,通過對大量滑坡數(shù)據(jù)的學習和訓練,實現(xiàn)對滑坡穩(wěn)定性的快速準確評價。在滑坡綜合治理方面,國外在工程措施和非工程措施上都有豐富的經(jīng)驗。工程措施中,加固不穩(wěn)定巖土體、修筑擋土墻和排水設施等應用廣泛。美國在滑坡防治中,常采用錨桿、錨索等對不穩(wěn)定巖土體進行加固,增強其抗滑能力;意大利則注重滑坡區(qū)排水系統(tǒng)的建設,通過降低地下水位來提高滑坡體的穩(wěn)定性。非工程措施方面,植被護坡、土地利用規(guī)劃和管理、公眾教育和緊急應對計劃等得到重視。日本通過制定嚴格的土地利用規(guī)劃,限制在滑坡易發(fā)區(qū)進行不合理的開發(fā)建設,減少人為因素對滑坡的誘發(fā)。同時,開展廣泛的公眾教育,提高民眾的滑坡防災意識和自救能力。我國在滑坡綜合治理方面也取得了眾多成果。針對不同類型和規(guī)模的滑坡災害,提出了多種有效的防治措施。對于小型滑坡,多采用排水、削坡和加固等工程措施;對于大型滑坡,則采用綜合性防治措施,包括工程措施與非工程措施相結合。例如,在三峽庫區(qū)滑坡治理中,采用了抗滑樁、擋土墻、排水廊道等多種工程措施,同時配合移民搬遷、土地利用調(diào)整等非工程措施,取得了良好的治理效果。在技術創(chuàng)新方面,我國研發(fā)了應力重塑法錨索加固技術等新型治理技術,該技術在土質(zhì)邊坡治理中具有獨特優(yōu)勢,能有效提高邊坡的穩(wěn)定性。盡管國內(nèi)外在滑坡體穩(wěn)定性評價和綜合治理方面取得了顯著成果,但仍存在一些不足之處。現(xiàn)有研究多針對特定地區(qū)或特定類型的滑坡災害,缺乏普適性的評價方法和綜合治理方案,難以直接應用于不同地質(zhì)條件和環(huán)境下的滑坡問題。在穩(wěn)定性評價方法上,各種方法都存在一定的局限性。極限平衡法雖然計算簡單、應用廣泛,但忽略了滑坡體的變形和應力-應變關系,對于復雜滑坡體的評價結果可能存在誤差;數(shù)值分析法計算復雜,參數(shù)設置要求較高,且對計算資源和經(jīng)驗的要求也較高,在實際應用中受到一定限制。在綜合治理方面,現(xiàn)有研究多從單一角度出發(fā),缺乏對滑坡形成、發(fā)展和治理全過程的綜合研究,難以實現(xiàn)對滑坡災害的全面有效防控。此外,對滑坡防治的社會經(jīng)濟和政策方面的研究相對較少,在制定防治方案時,未能充分考慮經(jīng)濟成本、社會影響和政策法規(guī)等因素,導致部分治理方案在實施過程中遇到困難。本研究旨在針對小石門滑坡體的具體特點,綜合運用多種穩(wěn)定性評價方法,建立適合該滑坡體的穩(wěn)定性評價模型,提高評價的準確性和可靠性。同時,從滑坡的形成機制、發(fā)展趨勢以及社會經(jīng)濟影響等多方面進行綜合分析,制定科學合理、全面有效的綜合治理方案,彌補當前研究在普適性和綜合性方面的不足,為小石門滑坡體的治理提供理論支持和實踐指導,也為其他類似滑坡災害的防治提供參考和借鑒。1.3研究內(nèi)容與方法本研究旨在全面、深入地對小石門滑坡體進行穩(wěn)定性評價,并制定科學有效的綜合治理方案。具體研究內(nèi)容涵蓋以下幾個關鍵方面:滑坡體工程地質(zhì)條件勘查:運用地質(zhì)測繪、鉆探、物探等多種勘查手段,對小石門滑坡體的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構造、水文地質(zhì)條件等進行詳細勘查,獲取滑坡體的基本地質(zhì)信息,為后續(xù)的穩(wěn)定性評價和綜合治理提供基礎數(shù)據(jù)?;麦w穩(wěn)定性評價:綜合運用極限平衡法、數(shù)值分析法等多種穩(wěn)定性評價方法,對小石門滑坡體在天然狀態(tài)、暴雨工況、地震工況等不同條件下的穩(wěn)定性進行定量計算和分析。同時,結合定性評價方法,如工程地質(zhì)類比法、赤平極射投影分析法等,對滑坡體的穩(wěn)定性做出全面、準確的評價,確定滑坡體的穩(wěn)定狀態(tài)和潛在滑動面位置?;掠绊懸蛩胤治觯荷钊胙芯康匦蔚孛病⒌貙訋r性、地質(zhì)構造、降雨、地震、人類工程活動等因素對小石門滑坡體穩(wěn)定性的影響程度和作用機制。通過敏感性分析,確定影響滑坡體穩(wěn)定性的主控因素,為制定針對性的治理措施提供科學依據(jù)?;戮C合治理措施研究:根據(jù)滑坡體的穩(wěn)定性評價結果和影響因素分析,結合當?shù)氐膶嶋H情況,制定包括工程措施和非工程措施在內(nèi)的綜合治理方案。工程措施主要包括抗滑樁、擋土墻、排水系統(tǒng)、削坡減載等;非工程措施包括滑坡監(jiān)測預警、土地利用規(guī)劃調(diào)整、公眾教育等。對各種治理措施進行技術經(jīng)濟分析和比選,確定最優(yōu)的綜合治理方案,并對治理效果進行預測和評估。在研究過程中,將采用以下多種研究方法,確保研究的科學性、準確性和可靠性:地質(zhì)勘查法:通過地質(zhì)測繪,詳細觀察和記錄滑坡體的地形地貌特征、地表變形跡象、裂縫分布等信息;利用鉆探技術,獲取滑坡體不同深度的巖土體樣品,分析其物理力學性質(zhì);運用物探方法,如地震波法、電法等,探測滑坡體的內(nèi)部結構和地質(zhì)構造,全面掌握滑坡體的工程地質(zhì)條件。理論分析法:基于土力學、巖石力學、工程地質(zhì)學等學科的基本理論,運用極限平衡法中的瑞典圓弧法、簡化Bishop法等,對滑坡體進行穩(wěn)定性計算。同時,結合工程地質(zhì)類比法,參考類似地質(zhì)條件下的滑坡案例,對小石門滑坡體的穩(wěn)定性和發(fā)展趨勢進行分析和判斷。數(shù)值模擬法:借助有限元軟件(如ANSYS、ABAQUS)、有限差分軟件(如FLAC3D)等數(shù)值模擬工具,建立小石門滑坡體的三維數(shù)值模型。通過模擬不同工況下滑坡體的應力、應變和位移分布情況,直觀地展示滑坡體的變形破壞過程,為穩(wěn)定性評價和治理方案設計提供可視化依據(jù)?,F(xiàn)場監(jiān)測法:在滑坡體上布置位移監(jiān)測點、應力監(jiān)測點、地下水位監(jiān)測點等,采用全站儀、水準儀、應變計、水位計等監(jiān)測儀器,對滑坡體的變形、應力和地下水位變化進行長期實時監(jiān)測。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析,及時掌握滑坡體的動態(tài)變化情況,驗證穩(wěn)定性評價結果的準確性,為治理措施的調(diào)整和優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。對比分析法:對不同穩(wěn)定性評價方法的計算結果進行對比分析,研究各種方法的優(yōu)缺點和適用條件,確定最適合小石門滑坡體的評價方法。同時,對不同治理方案的技術可行性、經(jīng)濟合理性和環(huán)境影響進行對比分析,綜合考慮各方面因素,選出最優(yōu)的綜合治理方案。二、小石門滑坡體概況2.1地理位置與地質(zhì)背景小石門滑坡體位于[具體地理位置,精確到經(jīng)緯度],地處[所屬山脈、河流流域等地理單元],行政區(qū)域上隸屬于[具體縣、鄉(xiāng)、村]。該區(qū)域交通較為便利,附近有[主要交通干線名稱]公路或鐵路通過,周邊居民點密集,人口活動頻繁。其地理位置的特殊性使得滑坡一旦發(fā)生,將對周邊的交通、居民生活以及基礎設施造成嚴重影響。從地層巖性來看,小石門滑坡體所在區(qū)域出露的地層主要有[詳細列舉主要地層,如第四系全新統(tǒng)坡殘積層(Q4dl+el)、侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組(J2s)等]。第四系全新統(tǒng)坡殘積層主要由粉質(zhì)黏土、碎石土組成,結構松散,透水性較差,在降雨等作用下容易飽和軟化,抗剪強度降低,為滑坡的形成提供了物質(zhì)基礎。侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組地層巖性主要為砂巖、泥巖互層,泥巖遇水易軟化、崩解,力學強度較低,砂巖相對強度較高,但層間結合力較弱,在地質(zhì)構造運動和外力作用下,易產(chǎn)生層間錯動,破壞巖體的完整性,增加了滑坡發(fā)生的可能性。在地質(zhì)構造方面,該區(qū)域處于[具體地質(zhì)構造單元,如某褶皺帶、斷裂帶附近]。受[具體構造運動,如喜馬拉雅運動等]的影響,區(qū)域內(nèi)構造應力復雜,斷裂、褶皺發(fā)育。其中,[主要斷裂名稱]斷裂從滑坡體附近通過,該斷裂的活動使得巖體破碎,節(jié)理裂隙密集,降低了巖土體的強度和穩(wěn)定性,為地下水的運移和儲存提供了通道,進一步影響了滑坡體的穩(wěn)定性。褶皺構造導致地層產(chǎn)狀發(fā)生變化,形成了不利于邊坡穩(wěn)定的傾斜巖層結構,在重力和其他外力作用下,容易發(fā)生順層滑動。小石門滑坡體所在區(qū)域地形地貌復雜,屬于[具體地貌類型,如低山丘陵地貌、高山峽谷地貌等]。地勢總體[描述地勢起伏情況,如南高北低、西高東低等],相對高差較大,地形坡度較陡,一般在[坡度范圍]之間?;麦w位于山坡的[具體部位,如坡腳、坡腰、坡頂?shù)萞,山坡自然坡度在[具體坡度]左右,這種地形地貌條件使得滑坡體在重力作用下具有較大的下滑力。周邊溝谷縱橫,地表水容易匯聚并沿溝谷排泄,對山坡巖土體產(chǎn)生沖刷、侵蝕作用,削弱了巖土體的抗滑能力,促進了滑坡的形成和發(fā)展。同時,地形的起伏也使得地下水在運移過程中形成水力梯度,增加了動水壓力,對滑坡體的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。2.2滑坡體基本特征小石門滑坡體規(guī)模較大,經(jīng)實地測量和勘查數(shù)據(jù)計算,其平面面積約為[X]平方米。滑坡體縱向長度達[X]米,橫向寬度在[X]米至[X]米之間變化。從垂直方向來看,滑坡體厚度不均,前緣厚度相對較薄,約為[X]米,而后緣厚度較大,最厚處可達[X]米,平均厚度約為[X]米,總體積約為[X]立方米。在滑坡體的形態(tài)方面,從平面上觀察,其形狀近似于不規(guī)則的扇形,后緣呈弧形,較為明顯,是滑坡體與未滑動山體的分界線,弧形后緣的半徑約為[X]米。滑坡體的兩側邊界清晰,呈折線狀,向下方收斂,形成滑坡體的兩側邊界?;麦w的前緣較為平緩,向河谷方向延伸,與河谷底部的高差約為[X]米。從縱剖面看,滑坡體呈階梯狀,存在多級臺階,這是由于不同時期滑坡活動的差異性以及巖土體性質(zhì)的變化所導致的。每級臺階的高度在[X]米至[X]米之間,臺階寬度在[X]米至[X]米不等。這種階梯狀的形態(tài)特征使得滑坡體的穩(wěn)定性分析變得更為復雜,不同臺階之間的相互作用以及巖土體的力學響應需要綜合考慮。滑坡體的邊界條件明確。后緣邊界以明顯的弧形拉張裂縫為標志,裂縫寬度在[X]厘米至[X]厘米之間,深度可達[X]米。這些裂縫在地表清晰可見,延伸長度約為[X]米,將滑坡體與后方穩(wěn)定山體分隔開來。兩側邊界則由沖溝和剪切裂縫界定。沖溝深度在[X]米至[X]米之間,寬度在[X]米至[X]米左右,是地表水長期沖刷和滑坡體側向移動共同作用的結果。剪切裂縫分布在沖溝內(nèi)側,與滑坡體的滑動方向近似垂直,裂縫寬度在[X]厘米至[X]厘米之間,深度在[X]米至[X]米之間,它們的存在表明滑坡體在側向受到了較強的剪切力作用。前緣邊界位于河谷底部,以滑坡堆積物與河谷沖積物的交界面為界,該交界面較為明顯,通過地質(zhì)鉆探和物探方法確定其位置。滑坡堆積物顆粒較大,主要由碎石土組成,而河谷沖積物顆粒相對較小,以粉砂和黏土為主。滑動面特征對于分析滑坡的形成機制和穩(wěn)定性至關重要。通過鉆探、物探等手段探測發(fā)現(xiàn),小石門滑坡體的滑動面呈折線形。在滑坡體的上部,滑動面近似水平,傾角在[X]度以內(nèi),這部分滑動面主要發(fā)育在第四系全新統(tǒng)坡殘積層中,由于該層巖土體結構松散,抗剪強度較低,在重力和其他外力作用下容易產(chǎn)生滑動。隨著深度增加,滑動面逐漸轉折,進入侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組地層,在砂巖和泥巖互層中延伸。在轉折段,滑動面傾角較大,可達[X]度至[X]度,這是因為砂巖與泥巖的力學性質(zhì)差異較大,層間結合力較弱,在滑坡體的推動下容易產(chǎn)生錯動。在下部,滑動面又逐漸趨于平緩,傾角在[X]度至[X]度之間,主要位于泥巖地層中,泥巖遇水軟化、崩解,進一步降低了滑動面的抗滑能力?;瑒用娴奈镔|(zhì)組成主要為粉質(zhì)黏土、泥巖碎屑以及破碎的砂巖顆粒,這些物質(zhì)在滑動過程中受到擠壓和摩擦,結構變得更加松散,抗剪強度進一步降低?;麦w的物質(zhì)組成較為復雜,主要由第四系全新統(tǒng)坡殘積層和侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組地層組成。第四系全新統(tǒng)坡殘積層分布在滑坡體的表層,厚度在[X]米至[X]米之間,主要由粉質(zhì)黏土和碎石土組成。粉質(zhì)黏土含量約占[X]%,其塑性指數(shù)較高,一般在[X]至[X]之間,天然含水量在[X]%至[X]%之間,孔隙比在[X]至[X]之間,具有較好的可塑性和吸水性,但抗剪強度較低。碎石土含量約占[X]%,碎石粒徑大小不一,一般在[X]毫米至[X]毫米之間,最大粒徑可達[X]厘米,主要成分為砂巖和泥巖碎屑,碎石土的存在使得坡殘積層的透水性增強,但也降低了其整體的黏聚力。侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組地層分布在滑坡體的下部,是滑坡體的主要承載層。該地層巖性為砂巖和泥巖互層,砂巖厚度在[X]米至[X]米之間,泥巖厚度在[X]米至[X]米之間。砂巖的抗壓強度較高,一般在[X]MPa至[X]MPa之間,但層間結合力較弱,在構造應力和滑坡體的作用下容易產(chǎn)生層間錯動。泥巖的抗壓強度較低,一般在[X]MPa至[X]MPa之間,遇水易軟化、崩解,其軟化系數(shù)在[X]至[X]之間,對滑坡體的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響?;麦w的結構特征呈現(xiàn)出明顯的分層性和不均勻性。從垂直方向上看,自上而下可分為三個結構層。第一層為第四系全新統(tǒng)坡殘積層,如前文所述,該層結構松散,顆粒大小不均,是滑坡體的主要滑動層之一。第二層為砂巖與泥巖互層,由于砂巖和泥巖的力學性質(zhì)差異較大,在滑坡過程中,砂巖主要起到承載作用,而泥巖則容易發(fā)生變形和破壞,形成滑動面或潛在滑動面。這一層的結構穩(wěn)定性較差,是影響滑坡體整體穩(wěn)定性的關鍵部位。第三層為相對穩(wěn)定的基巖,主要由砂巖組成,其完整性較好,強度較高,為滑坡體提供了一定的支撐力,但在滑坡體的巨大壓力和長期作用下,也可能產(chǎn)生局部變形和破壞。從水平方向上看,滑坡體的不同部位結構也存在差異。滑坡體的中部和后部主要由上述三層結構組成,而前緣由于受到滑動的影響,結構較為破碎,除了上述地層物質(zhì)外,還夾雜著大量的滑坡堆積物,這些堆積物大小混雜,排列無序,進一步降低了前緣的穩(wěn)定性。2.3滑坡體歷史變形與破壞情況通過對當?shù)鼐用竦淖咴L調(diào)查、歷史文獻資料的查閱以及相關部門的災害記錄分析,發(fā)現(xiàn)小石門滑坡體存在多次歷史變形與破壞事件。最早有記載的變形事件發(fā)生在[具體年份1],當時該區(qū)域遭遇連續(xù)強降雨,降雨量在短時間內(nèi)達到[X]毫米以上。受強降雨影響,滑坡體后緣出現(xiàn)了明顯的拉張裂縫,裂縫寬度最寬處達[X]厘米,延伸長度約[X]米,滑坡體前緣局部發(fā)生小規(guī)?;?,滑塌體積約為[X]立方米。由于當時滑坡規(guī)模較小,且未對周邊居民和基礎設施造成嚴重影響,未引起足夠重視,僅進行了簡單的地表裂縫填埋處理。在[具體年份2],該地區(qū)發(fā)生了一次里氏[X]級的地震,地震的震中距離小石門滑坡體較近,約為[X]千米。地震的強烈震動使得滑坡體再次發(fā)生變形破壞,滑坡體中部出現(xiàn)多條縱向和橫向裂縫,形成了復雜的裂縫網(wǎng)絡。這些裂縫相互交錯,寬度在[X]厘米至[X]厘米之間,深度可達[X]米。滑坡體前緣的部分土體向河谷方向滑動,滑動距離約為[X]米,滑動土體體積約為[X]立方米,導致河谷部分地段被堵塞,河道變窄,水流不暢。此次滑坡變形對周邊的農(nóng)田造成了一定程度的破壞,約[X]畝農(nóng)田被滑坡堆積物掩埋,農(nóng)作物受損嚴重。最近一次較為嚴重的變形破壞事件發(fā)生在[具體年份3],當年夏季,該區(qū)域遭遇了罕見的暴雨洪澇災害,累計降雨量超過[X]毫米,且降雨強度大,短時間內(nèi)降雨量集中。在暴雨的持續(xù)作用下,滑坡體整體出現(xiàn)了明顯的位移,后緣拉張裂縫進一步加寬加深,最大寬度達到[X]厘米,深度超過[X]米?;麦w中部和前緣的土體大量下滑,形成了規(guī)模較大的滑坡堆積體,堆積體體積約為[X]立方米,滑動距離最遠達到[X]米。滑坡體的滑動導致滑坡體前緣附近的[X]戶居民房屋受損,墻體出現(xiàn)裂縫,部分房屋傾斜,居民被迫緊急撤離。周邊的一條鄉(xiāng)村公路也被滑坡堆積物阻斷,交通中斷,給當?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活帶來了極大的不便。從這些歷史變形與破壞事件可以看出,小石門滑坡體的變形破壞具有明顯的階段性和周期性特征。在強降雨、地震等觸發(fā)因素作用下,滑坡體容易發(fā)生變形破壞,且每次變形破壞后,滑坡體的穩(wěn)定性都會進一步降低。隨著時間的推移和外界因素的持續(xù)影響,滑坡體的規(guī)模逐漸擴大,破壞程度也日益加劇。強降雨是誘發(fā)小石門滑坡體變形破壞的最主要因素,每次強降雨過程都會使滑坡體的變形加劇,增加滑坡發(fā)生的風險。地震雖然發(fā)生頻率較低,但對滑坡體的影響較為劇烈,能夠在短時間內(nèi)改變滑坡體的結構和應力狀態(tài),引發(fā)大規(guī)模的變形破壞。此外,人類工程活動如坡腳開挖、植被破壞等也在一定程度上加劇了滑坡體的不穩(wěn)定性,降低了其抗滑能力,為滑坡的發(fā)生創(chuàng)造了條件。三、小石門滑坡體穩(wěn)定性影響因素分析3.1內(nèi)在因素3.1.1巖土體性質(zhì)巖土體性質(zhì)是影響小石門滑坡體穩(wěn)定性的關鍵內(nèi)在因素之一,其物理力學性質(zhì)的差異直接決定了滑坡體的穩(wěn)定程度。通過現(xiàn)場鉆探獲取的巖土體樣本,在實驗室進行了系統(tǒng)的物理力學性質(zhì)測試,結果表明,滑坡體主要由第四系全新統(tǒng)坡殘積層和侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組地層組成,不同地層的巖土體性質(zhì)存在顯著差異。第四系全新統(tǒng)坡殘積層主要由粉質(zhì)黏土和碎石土構成。粉質(zhì)黏土的密度為[X]g/cm3,含水率在[X]%-[X]%之間波動。較高的含水率使得土體處于飽和或接近飽和狀態(tài),這不僅增加了土體的重度,進而增大了下滑力,還會導致土體的抗剪強度顯著降低。根據(jù)室內(nèi)直剪試驗結果,粉質(zhì)黏土的黏聚力為[X]kPa,內(nèi)摩擦角為[X]°,較低的抗剪強度參數(shù)表明粉質(zhì)黏土在受力時容易發(fā)生剪切破壞,不利于滑坡體的穩(wěn)定。碎石土在坡殘積層中含量可觀,其密度為[X]g/cm3,碎石粒徑大小不一,一般在[X]mm-[X]mm之間,最大粒徑可達[X]cm。碎石土的存在使得坡殘積層的孔隙率增大,透水性增強,但也降低了土體的黏聚力,使得坡殘積層在整體上呈現(xiàn)出結構松散、抗剪強度較低的特點,在外界因素作用下,容易產(chǎn)生變形和滑動。侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組地層巖性為砂巖和泥巖互層。砂巖的密度約為[X]g/cm3,抗壓強度較高,一般在[X]MPa-[X]MPa之間,但其層間結合力較弱。在地質(zhì)構造運動和滑坡體的推動作用下,砂巖的層間容易產(chǎn)生錯動,破壞巖體的完整性,從而降低了巖體的抗滑能力。泥巖的密度為[X]g/cm3,抗壓強度相對較低,一般在[X]MPa-[X]MPa之間,且遇水易軟化、崩解,其軟化系數(shù)在[X]-[X]之間。當泥巖處于飽水狀態(tài)時,其力學強度會急劇下降,抗剪強度大幅降低,進一步削弱了滑坡體的穩(wěn)定性。泥巖作為砂巖之間的夾層,其軟化和崩解還會導致砂巖之間的摩擦力減小,使得整個巖體結構更加不穩(wěn)定。為了更直觀地說明巖土體性質(zhì)對滑坡體穩(wěn)定性的影響,通過數(shù)值模擬分析不同巖土體參數(shù)下的滑坡穩(wěn)定性系數(shù)。以第四系全新統(tǒng)坡殘積層的黏聚力和內(nèi)摩擦角為例,當黏聚力從[X]kPa增加到[X]kPa時,滑坡穩(wěn)定性系數(shù)從[X]提高到[X];當內(nèi)摩擦角從[X]°增大到[X]°時,穩(wěn)定性系數(shù)從[X]提升至[X],這表明巖土體的抗剪強度參數(shù)對滑坡體穩(wěn)定性有著顯著的影響。同樣,對于侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組地層,當砂巖的層間結合力增強時,滑坡體的穩(wěn)定性明顯提高;而泥巖軟化系數(shù)的降低則會導致滑坡穩(wěn)定性系數(shù)大幅下降。綜上所述,小石門滑坡體的巖土體性質(zhì)呈現(xiàn)出復雜性和差異性,第四系全新統(tǒng)坡殘積層的高含水率、低抗剪強度以及侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組地層中砂巖的層間結合力弱、泥巖的易軟化崩解等特性,共同構成了滑坡體失穩(wěn)的物質(zhì)基礎,在外界因素的誘發(fā)下,極易導致滑坡的發(fā)生。3.1.2地質(zhì)構造地質(zhì)構造是控制小石門滑坡體穩(wěn)定性的重要內(nèi)在因素,其對滑坡體的影響主要通過褶皺、斷層和節(jié)理等構造形式體現(xiàn)。小石門滑坡體所在區(qū)域處于[具體地質(zhì)構造單元],受[具體構造運動]的強烈影響,區(qū)域內(nèi)褶皺、斷層發(fā)育,節(jié)理裂隙密集,這些構造特征改變了巖土體的原始結構和應力狀態(tài),對滑坡體的穩(wěn)定性產(chǎn)生了深遠影響。褶皺構造導致地層產(chǎn)狀發(fā)生顯著變化,在小石門滑坡體區(qū)域,地層呈現(xiàn)出復雜的彎曲形態(tài)。褶皺的存在使得巖土體的受力狀態(tài)變得極為復雜,在褶皺的軸部和翼部,應力集中現(xiàn)象明顯。軸部巖體由于受到強烈的擠壓和拉伸作用,巖石破碎,節(jié)理裂隙大量發(fā)育,巖體完整性遭到嚴重破壞,抗剪強度大幅降低。例如,通過現(xiàn)場地質(zhì)測繪和鉆孔資料分析發(fā)現(xiàn),在褶皺軸部,巖體的抗壓強度較正常部位降低了[X]%-[X]%,抗剪強度降低了[X]%-[X]%。在翼部,地層傾向與山坡坡向的關系對滑坡體穩(wěn)定性影響顯著。當翼部地層傾向與坡向一致時,形成順向坡,這種情況下巖土體在重力作用下更容易產(chǎn)生滑動,滑坡發(fā)生的可能性大大增加。據(jù)統(tǒng)計,在小石門滑坡體區(qū)域,順向坡地段發(fā)生滑坡的概率是反向坡的[X]倍。斷層的存在對滑坡體穩(wěn)定性的影響同樣不容忽視。[主要斷裂名稱]斷裂從滑坡體附近通過,該斷裂的活動使得巖體破碎,形成了大量的破碎帶和裂隙。斷層破碎帶內(nèi)的巖土體結構松散,力學強度極低,成為滑坡體潛在的滑動面。斷層活動還會引發(fā)地震,地震產(chǎn)生的地震力會進一步破壞巖土體結構,增加滑坡體的下滑力,導致滑坡體失穩(wěn)。例如,歷史上該區(qū)域發(fā)生的[具體地震事件],震級為[X]級,地震引發(fā)了小石門滑坡體的局部滑動,滑動體積約為[X]立方米。斷層的存在還會改變地下水的徑流路徑,使得地下水在斷層附近匯聚,增加了孔隙水壓力,進一步降低了巖土體的抗剪強度,從而影響滑坡體的穩(wěn)定性。節(jié)理裂隙在小石門滑坡體區(qū)域廣泛分布,其密度和方向對巖土體的力學性質(zhì)和滑坡體的穩(wěn)定性有著重要影響。密集的節(jié)理裂隙將巖體切割成大小不一的塊體,降低了巖體的整體性和強度。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和統(tǒng)計,在滑坡體后緣,節(jié)理裂隙的密度達到[X]條/m2,使得該區(qū)域巖體的完整性指數(shù)降低至[X]以下,巖體強度大幅下降。節(jié)理裂隙的方向與滑坡體的滑動方向密切相關。當節(jié)理裂隙方向與滑動方向一致或夾角較小時,巖體容易沿著節(jié)理面發(fā)生滑動,增加了滑坡體失穩(wěn)的風險。通過赤平極射投影分析,在小石門滑坡體中,與滑動方向夾角小于[X]°的節(jié)理裂隙占總節(jié)理裂隙數(shù)量的[X]%,這些節(jié)理裂隙為滑坡體的滑動提供了潛在的通道。地質(zhì)構造對小石門滑坡體穩(wěn)定性的影響是多方面的,褶皺、斷層和節(jié)理等構造特征通過改變巖土體的結構、應力狀態(tài)和地下水徑流條件,降低了巖土體的強度和穩(wěn)定性,為滑坡的發(fā)生創(chuàng)造了有利條件。在對小石門滑坡體進行穩(wěn)定性評價和治理時,必須充分考慮地質(zhì)構造因素的影響,采取針對性的措施,以確?;麦w的穩(wěn)定。3.1.3地形地貌地形地貌是影響小石門滑坡體穩(wěn)定性的重要內(nèi)在因素,其特征直接關系到滑坡體的受力狀態(tài)和變形破壞模式。小石門滑坡體位于[具體地貌類型]區(qū)域,地勢起伏較大,地形坡度較陡,相對高差明顯,這些地形地貌條件對滑坡體的穩(wěn)定性產(chǎn)生了顯著影響。地形坡度是決定滑坡體穩(wěn)定性的關鍵因素之一。小石門滑坡體所在山坡的自然坡度一般在[X]°-[X]°之間,局部地段坡度可達[X]°以上。在重力作用下,坡度越大,巖土體所受的下滑力就越大,抗滑力相對減小,滑坡體越容易失穩(wěn)。根據(jù)力學原理,下滑力Fd=Wsinα(其中W為巖土體重力,α為地形坡度),抗滑力Fr=Wcosαtanφ+cA(其中φ為內(nèi)摩擦角,c為黏聚力,A為滑動面面積)。當坡度α增大時,sinα增大,cosα減小,導致下滑力增大,抗滑力減小。例如,當坡度從[X]°增加到[X]°時,下滑力增加了[X]%,抗滑力降低了[X]%,滑坡體穩(wěn)定性系數(shù)從[X]下降至[X],表明地形坡度的增大會顯著降低滑坡體的穩(wěn)定性。坡高也是影響滑坡體穩(wěn)定性的重要因素。小石門滑坡體的坡高較大,相對高差可達[X]米以上。坡高的增加使得巖土體的自重增大,從而增加了下滑力。隨著坡高的增大,滑坡體的潛在能量也相應增加,一旦失穩(wěn),滑動的規(guī)模和破壞力將更大。研究表明,坡高與滑坡體穩(wěn)定性系數(shù)呈負相關關系,當坡高增加[X]米時,滑坡體穩(wěn)定性系數(shù)降低[X]%。在小石門滑坡體中,坡高較大的地段,如滑坡體后緣,穩(wěn)定性相對較差,歷史上多次出現(xiàn)變形破壞現(xiàn)象。坡形對滑坡體穩(wěn)定性也有一定影響。小石門滑坡體的坡形較為復雜,整體呈階梯狀,存在多級臺階。這種坡形使得滑坡體的應力分布不均勻,在臺階轉折處和坡腳部位容易產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象。在臺階轉折處,由于巖土體的突然轉折,應力狀態(tài)發(fā)生改變,容易產(chǎn)生拉應力和剪應力集中,導致巖體開裂、破碎,降低了抗滑能力。坡腳部位是滑坡體的支撐點,承受著較大的壓力。當坡腳受到開挖、侵蝕等破壞時,滑坡體的支撐力減小,穩(wěn)定性降低。例如,在小石門滑坡體前緣,由于河流的長期侵蝕,坡腳被掏空,導致滑坡體前緣局部失穩(wěn),出現(xiàn)小規(guī)模的滑動。臨空面和匯水條件與滑坡的發(fā)生密切相關。小石門滑坡體的前緣臨空,為滑坡體的滑動提供了空間條件。臨空面的存在使得巖土體在重力作用下更容易向臨空方向移動,增加了滑坡發(fā)生的可能性。滑坡體所在區(qū)域溝谷縱橫,地表水容易匯聚,匯水條件良好。在降雨條件下,大量雨水迅速匯聚并滲入地下,增加了巖土體的重量和孔隙水壓力,降低了抗滑強度,從而誘發(fā)滑坡。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù),在降雨后,滑坡體地下水位迅速上升,孔隙水壓力增大,穩(wěn)定性系數(shù)降低,當降雨量達到[X]毫米以上時,滑坡體出現(xiàn)明顯的變形跡象。地形地貌因素對小石門滑坡體穩(wěn)定性的影響是多方面的,地形坡度、坡高、坡形、臨空面和匯水條件等因素相互作用,共同決定了滑坡體的穩(wěn)定性。在對小石門滑坡體進行穩(wěn)定性評價和治理時,必須充分考慮地形地貌因素,采取合理的工程措施,如削坡減載、坡腳反壓、排水等,以提高滑坡體的穩(wěn)定性。3.2外在因素3.2.1降雨降雨是影響小石門滑坡體穩(wěn)定性的重要外在因素之一,其對滑坡體穩(wěn)定性的影響主要通過降雨強度、持續(xù)時間和降雨頻率等方面體現(xiàn)。小石門滑坡體所在區(qū)域屬于亞熱帶季風氣候,年降水量豐富,降雨集中在夏季,多暴雨天氣。通過對該區(qū)域多年降雨數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析,年平均降雨量達到[X]毫米,其中夏季降雨量占全年的[X]%以上,日最大降雨量可達[X]毫米。降雨強度對滑坡體穩(wěn)定性有著直接且顯著的影響。當降雨強度較大時,大量雨水在短時間內(nèi)匯聚于地表,形成地表徑流。地表徑流對滑坡體表面產(chǎn)生沖刷作用,帶走表層的松散巖土顆粒,破壞滑坡體的表層結構,降低其抗滑能力。根據(jù)相關研究和現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù),當降雨強度超過[X]毫米/小時時,滑坡體表面的沖刷侵蝕明顯加劇,局部區(qū)域的沖刷深度可達[X]厘米以上。降雨強度還會影響雨水的入滲速度和入滲量。高強度降雨使得雨水來不及充分入滲,大部分形成地表徑流,但仍有部分雨水快速滲入巖土體中。由于入滲速度快,在巖土體內(nèi)部形成較大的孔隙水壓力,有效應力降低,抗剪強度減小。研究表明,當降雨強度從[X]毫米/小時增加到[X]毫米/小時時,滑坡體的孔隙水壓力增大[X]kPa,穩(wěn)定性系數(shù)降低[X]。降雨持續(xù)時間也是影響滑坡體穩(wěn)定性的關鍵因素。長時間的降雨使得雨水持續(xù)入滲,巖土體逐漸飽和,重度增加,下滑力增大。隨著降雨時間的延長,地下水水位不斷上升,滑坡體的浸潤線抬高,使得滑動面附近的巖土體處于飽水狀態(tài),抗剪強度顯著降低。通過對小石門滑坡體在不同降雨持續(xù)時間下的穩(wěn)定性模擬分析,當降雨持續(xù)時間為[X]小時時,滑坡體穩(wěn)定性系數(shù)為[X];當降雨持續(xù)時間延長至[X]小時,穩(wěn)定性系數(shù)下降至[X]。在歷史上的滑坡事件中,如[具體年份]的滑坡災害,降雨持續(xù)時間長達[X]小時,導致滑坡體大面積滑動,造成了嚴重的破壞。降雨頻率對滑坡體穩(wěn)定性的影響較為復雜。頻繁的降雨使得巖土體反復經(jīng)歷干濕循環(huán),導致巖土體結構發(fā)生變化。在干燥階段,巖土體收縮,產(chǎn)生裂隙;在降雨階段,雨水滲入裂隙,使巖土體軟化、強度降低。長期的干濕循環(huán)作用下,巖土體的裂隙不斷擴展、貫通,形成有利于滑動的結構面,降低了滑坡體的穩(wěn)定性。例如,在小石門滑坡體區(qū)域,通過對不同降雨頻率下巖土體裂隙發(fā)育情況的觀測,發(fā)現(xiàn)降雨頻率較高的區(qū)域,巖土體裂隙密度比降雨頻率低的區(qū)域增加了[X]%,滑坡體的穩(wěn)定性明顯下降。降雨對滑坡體穩(wěn)定性的影響機制主要是通過雨水入滲導致巖土體強度降低和孔隙水壓力增加。雨水入滲后,巖土體中的細顆粒物質(zhì)被沖刷帶走,顆粒間的膠結作用減弱,從而降低了巖土體的黏聚力和內(nèi)摩擦角。根據(jù)室內(nèi)試驗,當巖土體飽水后,黏聚力可降低[X]%-[X]%,內(nèi)摩擦角降低[X]°-[X]°。入滲的雨水增加了巖土體的重量,使下滑力增大。孔隙水壓力的增加則減小了有效應力,根據(jù)有效應力原理,有效應力σ'=σ-u(其中σ為總應力,u為孔隙水壓力),孔隙水壓力u增大,有效應力σ'減小,導致抗滑力降低。在小石門滑坡體中,通過數(shù)值模擬分析,當孔隙水壓力增加[X]kPa時,滑坡體的抗滑力降低[X]kN,穩(wěn)定性系數(shù)下降[X]。降雨對小石門滑坡體穩(wěn)定性的影響是多方面的,降雨強度、持續(xù)時間和降雨頻率等因素相互作用,通過改變巖土體的物理力學性質(zhì)和應力狀態(tài),降低了滑坡體的穩(wěn)定性,是誘發(fā)滑坡的重要因素之一。3.2.2地震地震作為一種強烈的動力作用,對小石門滑坡體穩(wěn)定性產(chǎn)生著重大影響,其影響主要通過地震動參數(shù)體現(xiàn),包括地震加速度、地震頻率等。小石門滑坡體所在區(qū)域處于[地震構造帶名稱]附近,歷史上曾發(fā)生多次地震,地震活動較為頻繁。通過對該區(qū)域地震資料的整理分析,記錄到的最大地震震級為[X]級,震中距小石門滑坡體最近距離為[X]千米。地震加速度是衡量地震作用強度的重要指標,對滑坡體穩(wěn)定性有著直接的影響。在地震作用下,滑坡體受到地震慣性力的作用,其大小與地震加速度成正比。地震慣性力的方向和大小隨時間不斷變化,使得滑坡體的受力狀態(tài)變得極為復雜。當滑坡體受到的地震慣性力超過其抗滑力時,滑坡體就會發(fā)生滑動。根據(jù)地震動力學理論,地震慣性力F=ma(其中m為滑坡體質(zhì)量,a為地震加速度)。以小石門滑坡體為例,當遭遇地震加速度為[X]g(g為重力加速度)的地震時,滑坡體所受的地震慣性力將增加[X]kN,穩(wěn)定性系數(shù)從[X]降低至[X]。研究表明,地震加速度越大,滑坡體的穩(wěn)定性越低,發(fā)生滑坡的可能性越大。地震頻率對滑坡體穩(wěn)定性的影響也不容忽視。頻繁的地震作用會使滑坡體反復受到震動,巖土體結構逐漸被破壞,強度降低。每次地震都會使滑坡體內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋,隨著地震次數(shù)的增加,這些微裂紋不斷擴展、貫通,形成宏觀的破裂面,降低了巖土體的整體性和抗剪強度。在小石門滑坡體所在區(qū)域,通過對經(jīng)歷不同地震次數(shù)的巖土體樣本進行力學測試,發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷多次地震后的巖土體,其黏聚力降低了[X]%-[X]%,內(nèi)摩擦角降低了[X]°-[X]°。長期的地震作用還會使滑坡體的滑動面逐漸形成和發(fā)展,增加了滑坡發(fā)生的風險。在地震作用下,巖土體的動力響應和破壞模式呈現(xiàn)出復雜的特征。地震產(chǎn)生的地震波在巖土體中傳播,引起巖土體的振動。不同頻率和振幅的地震波與巖土體相互作用,使得巖土體內(nèi)部產(chǎn)生復雜的應力應變狀態(tài)。在地震波的作用下,巖土體中的孔隙水壓力迅速升高,有效應力降低,抗剪強度減小。當孔隙水壓力升高到一定程度時,巖土體可能發(fā)生液化現(xiàn)象,進一步降低了其抗滑能力?;麦w在地震作用下的破壞模式主要有滑動破壞、崩塌破壞和錯落破壞等?;瑒悠茐氖亲畛R姷钠茐哪J?,滑坡體沿著已有的滑動面或新形成的滑動面發(fā)生滑動;崩塌破壞多發(fā)生在滑坡體的前緣和陡坎部位,巖土體在地震慣性力和重力作用下突然墜落;錯落破壞則是由于滑坡體內(nèi)部的不均勻變形,導致巖土體發(fā)生錯動、坍塌。為了研究地震對小石門滑坡體穩(wěn)定性的影響,采用數(shù)值模擬方法,利用有限元軟件建立滑坡體的三維模型,輸入不同的地震動參數(shù)進行模擬分析。模擬結果表明,在地震作用下,滑坡體的位移、應力和孔隙水壓力分布發(fā)生明顯變化。滑坡體的后緣和前緣位移較大,是容易發(fā)生破壞的部位;應力集中現(xiàn)象主要出現(xiàn)在滑坡體的底部和滑動面附近;孔隙水壓力在地震過程中迅速升高,且在滑動面附近達到最大值。通過模擬不同震級和震中距的地震,得到了滑坡體穩(wěn)定性系數(shù)隨地震參數(shù)變化的曲線,為評估地震作用下小石門滑坡體的穩(wěn)定性提供了依據(jù)。地震對小石門滑坡體穩(wěn)定性的影響是顯著的,地震加速度、地震頻率等地震動參數(shù)通過改變滑坡體的受力狀態(tài)和巖土體的物理力學性質(zhì),導致滑坡體發(fā)生變形破壞,是威脅滑坡體穩(wěn)定性的重要因素之一。3.2.3人類工程活動人類工程活動在小石門滑坡體穩(wěn)定性影響因素中占據(jù)重要地位,其不合理的開展往往成為誘發(fā)滑坡的關鍵因素。隨著當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展,各類工程建設活動日益增多,切坡、填方、灌溉、采礦等人類工程活動在小石門滑坡體周邊頻繁進行,對滑坡體的穩(wěn)定性產(chǎn)生了多方面的影響。切坡是一種常見的人類工程活動,在小石門滑坡體周邊,由于道路修建、房屋建設等需要,對山體進行了大量的切坡作業(yè)。切坡破壞了山體原有的自然坡度和巖土體結構,使坡體的臨空面增大,削弱了坡體的抗滑能力。在切坡過程中,坡腳的支撐力被減小,導致坡體的穩(wěn)定性降低。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查,在滑坡體前緣,由于切坡形成了高陡的臨空面,坡度達到[X]°以上,坡腳處的巖土體被大量移除,使得滑坡體前緣的穩(wěn)定性系數(shù)從[X]降低至[X]。切坡還會破壞巖土體中的原有應力平衡,導致應力重新分布,在切坡附近產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象,容易引發(fā)滑坡體的變形破壞。填方工程在小石門滑坡體周邊也時有發(fā)生,如在修建公路、場地平整等工程中,向坡體上進行填方。填方增加了坡體的重量,使下滑力增大。如果填方位置不當,如填在滑坡體的后緣,會進一步加劇滑坡體的下滑趨勢。根據(jù)力學計算,當在滑坡體后緣填方體重量達到[X]kN時,滑坡體的下滑力增加[X]kN,穩(wěn)定性系數(shù)降低[X]。填方還可能改變地下水的徑流路徑,使地下水在填方區(qū)域附近匯聚,增加了孔隙水壓力,降低了巖土體的抗剪強度。灌溉活動對小石門滑坡體穩(wěn)定性也有一定影響。在滑坡體周邊的農(nóng)田灌溉過程中,大量的水通過地表入滲和地下滲漏進入滑坡體。灌溉水的入滲增加了巖土體的含水量,使巖土體飽和,重度增大,下滑力增加。同時,入滲的灌溉水會降低巖土體的抗剪強度,如使粉質(zhì)黏土的黏聚力降低[X]kPa,內(nèi)摩擦角降低[X]°。長期的灌溉活動還可能導致地下水位上升,使滑坡體的浸潤線抬高,進一步降低了滑坡體的穩(wěn)定性。通過對滑坡體周邊灌溉區(qū)域的監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)灌溉后滑坡體的地下水位上升了[X]米,穩(wěn)定性系數(shù)下降了[X]。采礦活動在小石門滑坡體所在區(qū)域也較為常見,主要為[礦種名稱]的開采。采礦活動通過開挖巷道、采空區(qū)等方式,破壞了山體的完整性和巖土體結構。采空區(qū)的存在使得上方巖土體失去支撐,在重力作用下容易發(fā)生塌陷和滑坡。采礦活動還會改變山體的應力狀態(tài),引發(fā)應力集中和巖體變形。例如,在滑坡體附近的采礦區(qū),由于采空區(qū)的影響,上方巖土體出現(xiàn)了明顯的下沉和裂縫,裂縫寬度最大可達[X]厘米,延伸長度約為[X]米,導致滑坡體的穩(wěn)定性系數(shù)從[X]下降至[X]。采礦過程中產(chǎn)生的廢渣隨意堆放,增加了坡體的荷載,也對滑坡體的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。人類工程活動對小石門滑坡體穩(wěn)定性的影響是多方面的,切坡、填方、灌溉、采礦等不合理的工程活動通過改變坡體的幾何形態(tài)、巖土體結構、應力狀態(tài)和水文地質(zhì)條件等,降低了滑坡體的穩(wěn)定性,增加了滑坡發(fā)生的風險。在滑坡體周邊進行工程建設時,必須充分考慮這些因素,采取合理的工程措施,以保障滑坡體的穩(wěn)定。四、小石門滑坡體穩(wěn)定性評價方法與應用4.1定性評價方法4.1.1地質(zhì)分析法地質(zhì)分析法是基于地質(zhì)理論和長期積累的實踐經(jīng)驗,對小石門滑坡體的穩(wěn)定性進行綜合研判的重要方法。它通過對滑坡體所處的地質(zhì)條件進行全面細致的勘查,深入分析滑坡體的地層巖性、地質(zhì)構造、地形地貌等內(nèi)在因素,以及降雨、地震、人類工程活動等外在因素對滑坡體穩(wěn)定性的影響,從而定性地判斷滑坡體的穩(wěn)定狀態(tài)及其可能的發(fā)展趨勢。在對小石門滑坡體進行地質(zhì)分析時,首先對其地層巖性進行詳細研究。如前文所述,滑坡體主要由第四系全新統(tǒng)坡殘積層和侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組地層組成。第四系全新統(tǒng)坡殘積層結構松散,透水性差,在降雨作用下易飽和軟化,抗剪強度顯著降低,為滑坡的發(fā)生提供了不穩(wěn)定的物質(zhì)基礎。侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組地層的砂巖和泥巖互層特性,使得巖體強度差異明顯,泥巖遇水軟化崩解,砂巖層間結合力弱,容易產(chǎn)生層間錯動,進一步降低了滑坡體的穩(wěn)定性。地質(zhì)構造對小石門滑坡體穩(wěn)定性的影響也不容忽視。該區(qū)域處于[具體地質(zhì)構造單元],受[具體構造運動]影響,褶皺、斷層發(fā)育,節(jié)理裂隙密集。褶皺導致地層產(chǎn)狀變化,在軸部和翼部形成應力集中區(qū)域,巖體破碎,抗剪強度降低。斷層的存在不僅破壞了巖體的完整性,形成潛在滑動面,還改變了地下水的徑流路徑,增加了孔隙水壓力,削弱了巖土體的抗滑能力。例如,[主要斷裂名稱]斷裂從滑坡體附近通過,其活動引發(fā)的巖體破碎和應力調(diào)整,對滑坡體穩(wěn)定性產(chǎn)生了顯著影響。地形地貌因素在地質(zhì)分析法中同樣關鍵。小石門滑坡體所在區(qū)域地勢起伏大,地形坡度陡,相對高差明顯。較大的地形坡度使得巖土體在重力作用下的下滑力增大,抗滑力相對減小,增加了滑坡發(fā)生的風險。坡高的增加進一步增大了下滑力,且坡高與滑坡體穩(wěn)定性系數(shù)呈負相關關系。滑坡體呈階梯狀的坡形,導致應力分布不均勻,在臺階轉折處和坡腳部位容易產(chǎn)生應力集中,降低了抗滑能力。前緣臨空為滑坡體滑動提供了空間條件,溝谷縱橫的匯水條件使得降雨后地表水迅速匯聚入滲,增加了巖土體重量和孔隙水壓力,誘發(fā)滑坡。外在因素方面,降雨是小石門滑坡體穩(wěn)定性的重要影響因素。該區(qū)域年降水量豐富,降雨集中在夏季且多暴雨天氣。降雨強度、持續(xù)時間和降雨頻率等因素相互作用,通過雨水入滲導致巖土體強度降低和孔隙水壓力增加,從而降低滑坡體的穩(wěn)定性。如前文所述,高強度降雨會使雨水快速入滲,形成較大孔隙水壓力,降低抗滑強度;長時間降雨使巖土體飽和,重度增加,下滑力增大;頻繁降雨導致巖土體反復干濕循環(huán),結構破壞,裂隙發(fā)育,穩(wěn)定性下降。地震作為一種強烈的動力作用,對小石門滑坡體穩(wěn)定性影響重大。該區(qū)域處于[地震構造帶名稱]附近,歷史上地震活動較為頻繁。地震加速度和地震頻率通過改變滑坡體的受力狀態(tài)和巖土體的物理力學性質(zhì),導致滑坡體發(fā)生變形破壞。地震加速度產(chǎn)生的地震慣性力使滑坡體受力復雜,超過抗滑力時引發(fā)滑動;頻繁地震使巖土體結構破壞,強度降低,滑動面逐漸形成和發(fā)展,增加滑坡風險。人類工程活動在小石門滑坡體周邊頻繁進行,對其穩(wěn)定性產(chǎn)生了多方面影響。切坡、填方、灌溉、采礦等不合理的工程活動改變了坡體的幾何形態(tài)、巖土體結構、應力狀態(tài)和水文地質(zhì)條件,降低了滑坡體的穩(wěn)定性。例如,切坡增大了臨空面,減小了坡腳支撐力,導致應力集中;填方增加了坡體重量,改變了地下水徑流路徑;灌溉使巖土體含水量增加,地下水位上升;采礦破壞了山體完整性和巖土體結構,引發(fā)應力集中和巖體變形。通過地質(zhì)分析法對小石門滑坡體的內(nèi)在和外在因素進行綜合分析,可以定性地判斷其穩(wěn)定性較差,在現(xiàn)有地質(zhì)條件和外在因素作用下,存在較大的滑坡風險。隨著時間推移和外在因素的持續(xù)影響,滑坡體的穩(wěn)定性可能進一步降低,需要采取有效的防治措施來保障周邊地區(qū)的安全。4.1.2工程地質(zhì)類比法工程地質(zhì)類比法是通過選取與小石門滑坡體地質(zhì)條件相似的已發(fā)生滑坡案例,進行對比分析,從而借鑒其穩(wěn)定性評價和治理經(jīng)驗的方法。該方法基于相似地質(zhì)條件下的滑坡具有相似的變形破壞機制和穩(wěn)定性特征這一原理,在小石門滑坡體穩(wěn)定性評價中具有重要的應用價值。在應用工程地質(zhì)類比法時,首先需要確定類比的相似性因素。對于小石門滑坡體,主要考慮地層巖性、地質(zhì)構造、地形地貌、水文地質(zhì)條件以及誘發(fā)因素等方面的相似性。在選取類比案例時,經(jīng)過廣泛的資料收集和篩選,發(fā)現(xiàn)[具體地區(qū)]的[類比滑坡名稱]與小石門滑坡體在多個方面具有相似性。[類比滑坡名稱]所在區(qū)域的地層巖性同樣為第四系全新統(tǒng)坡殘積層和侏羅系中統(tǒng)地層,且第四系坡殘積層結構松散,侏羅系地層中砂巖和泥巖互層。地質(zhì)構造上,該區(qū)域也處于構造運動活躍地帶,褶皺、斷層發(fā)育,與小石門滑坡體所在區(qū)域地質(zhì)構造背景相似。地形地貌方面,[類比滑坡名稱]位于山區(qū),地勢起伏較大,地形坡度較陡,與小石門滑坡體的地形條件相近。在水文地質(zhì)條件上,該地區(qū)年降水量較大,降雨集中,地下水水位較高,與小石門滑坡體所在區(qū)域的水文條件類似。誘發(fā)因素方面,[類比滑坡名稱]的發(fā)生同樣與強降雨和人類工程活動有關。通過對[類比滑坡名稱]的穩(wěn)定性評價資料分析,發(fā)現(xiàn)其在穩(wěn)定性評價過程中采用了多種方法相結合的方式。除了地質(zhì)分析法外,還運用了極限平衡法進行定量計算,通過計算不同工況下的穩(wěn)定系數(shù),評估滑坡體的穩(wěn)定性。在治理措施方面,針對[類比滑坡名稱]的特點,采取了削坡減載、抗滑樁加固、排水系統(tǒng)建設等綜合措施。削坡減載降低了坡體的高度和坡度,減小了下滑力;抗滑樁加固增強了坡體的抗滑能力,有效阻止了滑坡體的滑動;排水系統(tǒng)建設降低了地下水位,減少了孔隙水壓力,提高了巖土體的抗剪強度。經(jīng)過這些治理措施的實施,[類比滑坡名稱]的穩(wěn)定性得到了顯著提高,成功消除了滑坡隱患。將[類比滑坡名稱]的穩(wěn)定性評價和治理經(jīng)驗應用于小石門滑坡體,在穩(wěn)定性評價方面,可以借鑒其采用多種方法相結合的思路,綜合運用地質(zhì)分析法、極限平衡法和數(shù)值分析法等,對小石門滑坡體在不同工況下的穩(wěn)定性進行全面評估。在治理措施制定上,根據(jù)小石門滑坡體的具體情況,參考[類比滑坡名稱]的治理經(jīng)驗,考慮采用削坡減載、抗滑樁加固、排水系統(tǒng)建設等措施。對于小石門滑坡體后緣坡度較陡、下滑力較大的區(qū)域,可以采用削坡減載措施,降低坡體高度和坡度,減小下滑力。在滑坡體前緣和潛在滑動面附近,設置抗滑樁,增強抗滑能力。針對該區(qū)域降雨量大、地下水水位較高的特點,建設完善的排水系統(tǒng),包括地表排水和地下排水,降低地下水位,減少孔隙水壓力。工程地質(zhì)類比法為小石門滑坡體穩(wěn)定性評價和治理提供了重要的參考依據(jù)。通過與相似滑坡案例的對比分析,借鑒其成功經(jīng)驗,能夠更加科學合理地制定小石門滑坡體的穩(wěn)定性評價方案和治理措施,提高滑坡防治的效果和效率。四、小石門滑坡體穩(wěn)定性評價方法與應用4.2定量評價方法4.2.1極限平衡法極限平衡法作為滑坡穩(wěn)定性定量評價中應用最為廣泛的方法之一,其基本原理是依據(jù)靜力平衡原理,對邊坡在各種可能的破壞模式下的受力狀態(tài)展開分析。該方法通過考量邊坡滑體上的抗滑力與下滑力之間的關系,以此來評價邊坡的穩(wěn)定性。其核心思想是假設邊坡處于極限平衡狀態(tài),此時滑體上的抗滑力與下滑力達到一種臨界平衡,通過建立平衡方程來求解穩(wěn)定系數(shù),穩(wěn)定系數(shù)的大小直接反映了邊坡的穩(wěn)定程度。在實際應用中,極限平衡法存在多種具體的計算方法,其中瑞典條分法、畢肖普法和簡布法是較為常用的。瑞典條分法是最早提出的條分法,由瑞典學者Fellenius提出,它將滑體劃分成若干垂直土條。在計算過程中,假定土條兩側的條間力合力大小相等、方向相反且作用在同一作用面上,即忽略條間力的影響。對于每個土條,將其重力分解為垂直于滑面的法向力和切于滑面的切向力,然后根據(jù)力的平衡條件和摩爾-庫侖強度準則,計算出每個土條在滑裂面上的抗滑力矩和滑動力矩。整個滑體的穩(wěn)定系數(shù)則定義為抗滑力矩與滑動力矩之比。該方法概念清晰、計算相對簡單,在工程實踐中應用廣泛,但由于忽略了條間力,計算結果通常偏于保守,安全系數(shù)相對較低。畢肖普法是在瑞典條分法的基礎上發(fā)展而來,由Bishop于1955年提出。它仍然保留了滑裂面為圓弧形以及通過力矩平衡條件求解的特點。與瑞典條分法的主要區(qū)別在于,畢肖普法考慮了條塊間的水平力作用。在計算時,通過對每個土條進行受力分析,考慮土條的重力、法向力、切向力以及條塊間的水平力,滿足力多邊形閉合條件。在推導過程中,畢肖普忽略了條間切向力,從而得到了簡化公式。由于考慮了條塊間的水平力,畢肖普法計算得到的安全系數(shù)較瑞典條分法略高,計算結果更為合理,在實際工程中也得到了廣泛應用。簡布法由Janbu提出,該方法不僅考慮了條塊間的作用力,還考慮了條塊間的力矩平衡。它適用于任意形狀的滑動面,在處理復雜滑坡問題時具有一定的優(yōu)勢。簡布法通過對滑體進行條分,對每個條塊進行詳細的受力分析,建立力和力矩的平衡方程,求解出滑體的穩(wěn)定系數(shù)。該方法考慮因素較為全面,但計算過程相對復雜,需要較多的計算參數(shù)和迭代求解過程。運用極限平衡法對小石門滑坡體進行穩(wěn)定性計算時,首先需要獲取準確的巖土體物理力學參數(shù),包括容重、黏聚力、內(nèi)摩擦角等。這些參數(shù)通過現(xiàn)場勘查和室內(nèi)試驗確定,如通過現(xiàn)場鉆探獲取巖土體樣本,在實驗室進行直剪試驗、三軸試驗等,以測定巖土體的抗剪強度指標。根據(jù)小石門滑坡體的實際地形和地質(zhì)條件,合理選擇滑動面形狀??紤]到滑坡體的復雜性,可采用試算法確定最危險滑動面。將滑坡體劃分為若干土條,對于每個土條,根據(jù)所選的計算方法(如瑞典條分法、畢肖普法或簡布法),計算其下滑力和抗滑力。以瑞典條分法為例,計算每個土條的重力,并將其分解為垂直和切向分力,根據(jù)摩爾-庫侖強度準則計算抗滑力。將所有土條的下滑力和抗滑力分別累加,得到整個滑體的下滑力和抗滑力。最后,根據(jù)穩(wěn)定系數(shù)的定義,計算出小石門滑坡體的穩(wěn)定系數(shù)。通過比較穩(wěn)定系數(shù)與安全系數(shù)標準值,判斷滑坡體的穩(wěn)定性。若穩(wěn)定系數(shù)大于安全系數(shù)標準值,表明滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài);反之,則處于不穩(wěn)定狀態(tài)。在不同工況下,如天然狀態(tài)、暴雨工況、地震工況等,分別計算滑坡體的穩(wěn)定系數(shù),以全面評估滑坡體在不同條件下的穩(wěn)定性。4.2.2數(shù)值分析法數(shù)值分析法是利用計算機技術對滑坡體進行模擬分析的一類方法,主要包括有限元法、有限差分法、離散元法等。這些方法能夠較為全面地考慮滑坡體的材料特性、邊界條件、受力狀態(tài)以及變形破壞過程,為滑坡穩(wěn)定性評價提供了更為詳細和準確的信息。有限元法的基本原理是將連續(xù)的滑坡體離散化為有限個單元,這些單元通過節(jié)點相互連接。在每個單元內(nèi),假設位移和應力是連續(xù)變化的,通過建立單元的力學平衡方程和幾何方程,求解出單元內(nèi)的應力和應變分布。對于整個滑坡體,將各個單元的方程進行組裝,形成整體的方程組,再通過求解方程組得到滑坡體的位移、應力和應變場。在滑坡穩(wěn)定性分析中,結合巖體結構特征,對每一滑動面給出其在每一單元內(nèi)的長度、傾角、粘聚力、內(nèi)摩擦角及邊坡飽和時每一單元的水位值。利用有限元分析結果,由每一單元的主應力計算出滑面上每一單元的剪應力及正應力。再用摩爾-庫侖破壞判據(jù)確定整個滑面的穩(wěn)定系數(shù)。有限元法的優(yōu)點是能夠處理復雜的幾何形狀和材料非線性問題,理論體系嚴密,能提供應力變形的全部信息。其缺點是計算過程復雜,需要較多的計算資源和專業(yè)知識,且結果對單元劃分和參數(shù)選取較為敏感。有限差分法是將滑坡體的求解區(qū)域劃分為差分網(wǎng)格,把連續(xù)的偏微分方程離散化為差分方程進行求解。該方法通過對滑坡體的控制方程進行差分近似,將時間和空間變量離散化,用有限個離散點上的函數(shù)值來近似代替連續(xù)函數(shù)。在滑坡穩(wěn)定性分析中,通過對滑坡體的力學平衡方程、幾何方程和本構方程進行差分處理,求解出不同時刻滑坡體各點的位移、應力和應變。有限差分法的優(yōu)點是計算簡單、直觀,易于理解和編程實現(xiàn)。它能夠有效地模擬滑坡體在不同工況下的動態(tài)響應,如地震作用下的滑坡體變形。其缺點是對復雜邊界條件的處理能力相對較弱,在處理復雜地質(zhì)結構時可能存在一定的局限性。離散元法主要用于分析不連續(xù)介質(zhì)的力學行為,適用于滑坡體中存在大量節(jié)理、裂隙等不連續(xù)面的情況。該方法將滑坡體離散為若干個離散的塊體,塊體之間通過接觸力相互作用。通過建立塊體的運動方程和接觸力模型,模擬塊體的運動和相互作用過程,從而分析滑坡體的穩(wěn)定性。離散元法可以直觀地反映巖體變化的應力場、位移場及速度場等各個參量的變化,特別適合塊裂介質(zhì)的大變形及破壞問題的分析。其缺點是計算時步需要很小,阻尼系數(shù)難以確定,計算效率相對較低。運用數(shù)值軟件對小石門滑坡體進行建模分析時,首先使用專業(yè)的前處理軟件(如ANSYS、ABAQUS、FLAC3D等自帶的前處理模塊),根據(jù)小石門滑坡體的勘查數(shù)據(jù),構建滑坡體的三維幾何模型。精確繪制滑坡體的地形地貌、地層分布、滑動面位置等信息。對模型進行網(wǎng)格劃分,根據(jù)滑坡體的復雜程度和計算精度要求,合理選擇單元類型和網(wǎng)格密度。在關鍵部位(如滑動面附近、應力集中區(qū)域)加密網(wǎng)格,以提高計算精度。定義滑坡體的材料參數(shù),包括巖土體的彈性模量、泊松比、容重、黏聚力、內(nèi)摩擦角等。這些參數(shù)通過現(xiàn)場試驗和室內(nèi)測試獲取,并根據(jù)實際情況進行合理取值。設置邊界條件,根據(jù)滑坡體的實際受力情況和約束條件,確定模型的位移邊界條件和力邊界條件。對于小石門滑坡體,底部可設置為固定邊界,側面根據(jù)實際情況設置為自由邊界或約束邊界。選擇合適的數(shù)值分析方法和計算模型,如采用有限元法時,根據(jù)滑坡體的材料特性和變形特點,選擇合適的本構模型(如彈性模型、彈塑性模型等)。在計算過程中,設置合理的計算參數(shù)和迭代控制條件,確保計算結果的收斂性和準確性。運行數(shù)值模擬程序,對小石門滑坡體在不同工況下(如天然狀態(tài)、暴雨工況、地震工況)進行計算分析。計算完成后,利用數(shù)值軟件的后處理功能,提取滑坡體的應力、應變和位移分布情況。通過云圖、矢量圖等可視化方式,直觀展示滑坡體在不同工況下的力學響應和變形特征。根據(jù)計算結果,分析滑坡體的穩(wěn)定性,判斷潛在的滑動區(qū)域和破壞模式。4.3綜合評價通過定性評價方法中的地質(zhì)分析法和工程地質(zhì)類比法,以及定量評價方法中的極限平衡法和數(shù)值分析法,對小石門滑坡體的穩(wěn)定性進行了全面深入的分析,各方法從不同角度揭示了滑坡體的穩(wěn)定狀態(tài)和潛在風險,將這些評價結果進行綜合對比,能夠更準確地把握小石門滑坡體的穩(wěn)定性狀況。在定性評價方面,地質(zhì)分析法從地質(zhì)條件的本質(zhì)出發(fā),對影響小石門滑坡體穩(wěn)定性的內(nèi)在和外在因素進行了全面剖析。地層巖性方面,第四系全新統(tǒng)坡殘積層的結構松散、透水性差以及侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組地層砂巖與泥巖互層、泥巖易軟化崩解等特性,為滑坡的發(fā)生提供了物質(zhì)基礎。地質(zhì)構造上,褶皺、斷層和節(jié)理裂隙的發(fā)育破壞了巖體的完整性,改變了應力狀態(tài),增加了滑坡的風險。地形地貌因素,如坡度陡、坡高大、坡形復雜以及臨空面和匯水條件等,使得滑坡體在重力和地表水作用下容易失穩(wěn)。外在因素中,降雨通過入滲增加孔隙水壓力和巖土體重量,地震產(chǎn)生的地震慣性力改變受力狀態(tài),人類工程活動破壞坡體結構和應力平衡,都對滑坡體穩(wěn)定性產(chǎn)生了不利影響。綜合這些因素,地質(zhì)分析法定性判斷小石門滑坡體穩(wěn)定性較差,存在較大的滑坡風險。工程地質(zhì)類比法通過與地質(zhì)條件相似的已發(fā)生滑坡案例進行對比,為小石門滑坡體的穩(wěn)定性評價提供了參考依據(jù)。選取的[類比滑坡名稱]在多個方面與小石門滑坡體相似,其穩(wěn)定性評價和治理經(jīng)驗表明,小石門滑坡體在現(xiàn)有條件下穩(wěn)定性不容樂觀,需要采取有效的防治措施。借鑒[類比滑坡名稱]的治理經(jīng)驗,如削坡減載、抗滑樁加固和排水系統(tǒng)建設等,對小石門滑坡體的治理具有重要的指導意義。在定量評價方面,極限平衡法通過計算不同工況下的穩(wěn)定系數(shù),直觀地反映了滑坡體的穩(wěn)定程度。瑞典條分法計算得到的天然狀態(tài)下穩(wěn)定系數(shù)為[X1],暴雨工況下為[X2],地震工況下為[X3];畢肖普法計算的相應工況穩(wěn)定系數(shù)分別為[X4]、[X5]、[X6];簡布法計算結果為[X7]、[X8]、[X9]。不同方法計算結果雖存在差異,但均表明在暴雨和地震工況下,滑坡體的穩(wěn)定系數(shù)明顯降低,穩(wěn)定性變差。數(shù)值分析法利用有限元軟件模擬得到的結果顯示,在天然狀態(tài)下,滑坡體的最大位移為[X]mm,主要集中在滑坡體前緣和后緣;在暴雨工況下,最大位移增加到[X]mm,位移范圍擴大;地震工況下,最大位移達到[X]mm,滑坡體內(nèi)部應力集中現(xiàn)象明顯,潛在滑動面附近的應力超過了巖土體的強度極限。綜合定性評價和定量評價結果,小石門滑坡體在天然狀態(tài)下處于基本穩(wěn)定狀態(tài),但安全儲備較低。在暴雨、地震等不利工況下,穩(wěn)定性顯著降低,存在較大的滑坡風險。降雨和地震是影響滑坡體穩(wěn)定性的關鍵外在因素,一旦遭遇強降雨或較大地震,滑坡體極有可能發(fā)生滑動,對周邊居民生命財產(chǎn)安全和基礎設施構成嚴重威脅。人類工程活動的不合理開展進一步加劇了滑坡體的不穩(wěn)定性,增加了滑坡發(fā)生的可能性。因此,為保障周邊地區(qū)的安全,必須盡快對小石門滑坡體采取有效的綜合治理措施。五、小石門滑坡體綜合治理措施5.1治理原則與目標小石門滑坡體綜合治理遵循多維度原則,以確保治理方案科學、有效、可持續(xù)。安全可靠是首要原則,治理措施必須從根本上消除滑坡隱患,保障周邊居民生命財產(chǎn)安全,抵御未來可能發(fā)生的各種不利工況,如強降雨、地震等。在設計抗滑結構時,充分考慮滑坡體的受力特點和變形趨勢,采用先進的技術和可靠的材料,確保其在極端情況下仍能發(fā)揮穩(wěn)定作用。經(jīng)濟合理原則要求在滿足安全要求的前提下,對治理方案進行全面的技術經(jīng)濟分析。對比不同治理措施的成本,包括材料采購、設備租賃、人工費用等直接成本,以及后期維護、監(jiān)測等間接成本。綜合考慮治理效果和成本投入,選擇性價比最高的方案,避免過度投入造成資源浪費,也防止因追求低成本而忽視治理效果。技術可行原則強調(diào)治理方案應基于現(xiàn)有的技術水平和工程經(jīng)驗。結合小石門滑坡體的地質(zhì)條件、地形地貌等實際情況,選用成熟、可靠的治理技術。對新技術、新工藝的應用持謹慎態(tài)度,在充分論證其可行性和可靠性后,方可采用。確保治理過程中的施工工藝、技術參數(shù)等切實可行,能夠在實際工程中順利實施。生態(tài)環(huán)保原則貫穿于治理全過程,注重保護滑坡體周邊的生態(tài)環(huán)境。在工程施工過程中,采取有效的生態(tài)保護措施,減少對植被的破壞,避免造成水土流失。優(yōu)先選用對環(huán)境影響小的材料和施工方法,對施工過程中產(chǎn)生的廢棄物進行妥善處理,降低對周邊生態(tài)系統(tǒng)的干擾,實現(xiàn)滑坡治理與生態(tài)環(huán)境保護的協(xié)調(diào)發(fā)展。綜合治理的目標明確且具有針對性。首要目標是徹底消除滑坡隱患,通過工程措施和非工程措施的協(xié)同作用,提高滑坡體的穩(wěn)定性,使其穩(wěn)定系數(shù)達到安全標準以上。在天然狀態(tài)下,確保滑坡體穩(wěn)定系數(shù)不低于[X1];在暴雨工況下,穩(wěn)定系數(shù)不低于[X2];在地震工況下,穩(wěn)定系數(shù)不低于[X3]。通過削坡減載、抗滑樁加固、排水系統(tǒng)建設等工程措施,改變滑坡體的受力狀態(tài),增強其抗滑能力,降低下滑力。保護周邊環(huán)境也是重要目標之一。在治理過程中,采取生態(tài)修復措施,如植樹造林、植被恢復等,增加植被覆蓋率,改善生態(tài)環(huán)境。加強對周邊水體、土壤的保護,防止因治理工程導致環(huán)境污染。通過合理規(guī)劃施工場地、控制施工揚塵和噪聲等措施,減少對周邊居民生活環(huán)境的影響。保障周邊基礎設施的正常運行同樣關鍵。小石門滑坡體周邊分布著交通干線、水利設施等重要基礎設施,治理工程要確保這些設施不受滑坡影響,維持其正常運行。對可能受到滑坡威脅的基礎設施,采取有效的防護措施,如設置擋土墻、護坡等,防止滑坡體對其造成破壞。建立滑坡監(jiān)測預警系統(tǒng),實時掌握滑坡體的動態(tài)變化,及時發(fā)現(xiàn)并處理可能出現(xiàn)的問題,保障基礎設施的安全穩(wěn)定運行。5.2工程治理措施5.2.1削方減載削方減載是通過削減滑坡體上部的巖土體重量,從而降低下滑力,提高滑坡體穩(wěn)定性的一種常用工程措施。其原理基于力學平衡原理,根據(jù)滑坡體的受力分析,下滑力與滑坡體的重量和地形坡度密切相關。在滑坡體上部進行削方,減少了滑坡體的重量,使得下滑力減小。根據(jù)公式下滑力Fd=Wsinα(其中W為巖土體重力,α為地形坡度),當W減小時,下滑力Fd隨之降低。同時,削方還可以改變滑坡體的重心位置,使其更加穩(wěn)定。在小石門滑坡體的治理中,削方減載的設計需綜合考慮多方面因素。首先,通過詳細的地質(zhì)勘查和穩(wěn)定性計算,確定削方的位置和范圍。利用地質(zhì)測繪、鉆探等手段,準確掌握滑坡體的地層巖性、地質(zhì)構造和潛在滑動面位置。根據(jù)穩(wěn)定性計算結果,分析滑坡體在不同部位的下滑力分布情況,確定在下滑力較大的后緣和主滑段進行削方。例如,經(jīng)計算發(fā)現(xiàn)小石門滑坡體后緣的下滑力較大,且該區(qū)域巖土體較為松散,易于開挖,因此將后緣作為削方的重點區(qū)域。確定削方的深度和坡度是關鍵環(huán)節(jié)。削方深度需根據(jù)滑坡體的穩(wěn)定性要求和巖土體性質(zhì)來確定,一般應使削方后的滑坡體穩(wěn)定系數(shù)達到安全標準以上。通過數(shù)值模擬和工程經(jīng)驗,確定小石門滑坡體后緣的削方深度為[X]米。削方坡度的設計要考慮巖土體的抗滑能力和施工安全性,避免因坡度太陡導致新的滑坡隱患。根據(jù)巖土體的內(nèi)摩擦角和黏聚力等參數(shù),計算出合理的削方坡度為[X]°。在削方過程中,需采取合理的施工順序和方法,以確保施工安全和削方效果。采用自上而下、分段分層的開挖方式,避免大規(guī)模的集中開挖,減少對滑坡體的擾動。在每一層削方完成后,及時對坡面進行防護,如采用噴錨支護等措施,防止坡面坍塌。為了評估削方減載措施對小石門滑坡體穩(wěn)定性的影響,運用數(shù)值模擬軟件進行分析。建立小石門滑坡體的三維模型,模擬削方前后滑坡體的應力、應變和位移變化情況。模擬結果表明,削方后滑坡體的下滑力明顯減小,最大下滑力降低了[X]%。滑坡體的位移也顯著減小,最大位移降低了[X]mm,穩(wěn)定性系數(shù)從[X]提高到[X],達到了安全標準以上。通過現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)也驗證了削方減載措施的有效性,削方后滑坡體的變形得到了有效控制,地表裂縫未進一步發(fā)展,證明削方減載措施對提高小石門滑坡體的穩(wěn)定性具有顯著作用。5.2.2抗滑樁抗滑樁是一種廣泛應用于滑坡治理的有效工程措施,通過在滑坡體中設置抗滑樁,增加抗滑力,阻止滑坡體的滑動??够瑯兜念愋投鄻?,根據(jù)材質(zhì)可分為木樁、鋼樁、鋼筋混凝土樁等。木樁具有就地取材、施工方便等優(yōu)點,但樁長有限、樁身強度不高,一般適用于淺層滑坡的治理、臨時工程或搶險工程。鋼樁強度高、施打容易、快速、接長方便,但受樁身斷面尺寸限制,橫向剛度小,造價偏高。鋼筋混凝土樁樁斷面剛度大,抗彎能力高,施工方式多樣,是目前抗滑樁的主要類型。按結構型式可分為單樁、排樁(椅式樁墻、門式剛架樁墻、排架抗滑樁墻)、群樁、有錨樁(錨桿和錨索)等。單樁結構簡單、受力和作用明確,但承載力較小。排樁和群樁能提高抗滑能力,適用于滑坡推力較大的情況。有錨樁通過錨桿或錨索與穩(wěn)定地層相連,改變樁的受力狀況,可減小樁身應力和樁頂位移??够瑯兜淖饔迷硎菍恫迦牖嬉韵碌姆€(wěn)固地層內(nèi),利用穩(wěn)定地層巖土的錨固作用以平衡滑坡推力。當滑坡體產(chǎn)生滑動趨勢時,滑坡推力作用于抗滑樁上,抗滑樁通過樁身將滑坡推力傳遞到滑面以下的穩(wěn)定地層中,依靠穩(wěn)定地層對樁的側向抗力來抵抗滑坡推力,從而穩(wěn)定滑坡。在小石門滑坡體治理中,抗滑樁的設計計算需綜合考慮多方面因素。首先要確定作用于抗滑樁上的滑坡推力,一般采用傳遞系數(shù)法進行計算。根據(jù)滑坡地質(zhì)剖面及滑面處巖土體的抗剪強度指標,將滑坡體劃分為若干鉛直條塊,由后向前計算各條塊分界面上的剩余下滑力,即得到該部位的滑坡推力。在確定滑坡推力時,需考慮各種可能的荷載組合,如天然狀態(tài)下的自重荷載、暴雨工況下的動水壓力和地震工況下的地震力等。根據(jù)地形、地質(zhì)及施工條件等確定設樁位置及范圍??够瑯兑瞬贾迷诨w下部且滑面較平緩的地段,以充分發(fā)揮其抗滑作用。當滑面長、滑坡推力大時,可沿滑動方向布置多排抗滑樁,多排抗滑樁宜按梅花型布置。根據(jù)滑坡推力大小、地形及地層性質(zhì),擬定樁長、錨固深度、樁截面尺寸及樁間距。樁長應保證樁底嵌入穩(wěn)定地層一定深度,錨固深度一般根據(jù)經(jīng)驗和計算確定,以確保樁的穩(wěn)定性。樁截面尺寸和樁間距需根據(jù)滑坡推力和地層的承載能力進行設計,既要滿足抗滑要求,又要考慮施工的可行性和經(jīng)濟性。確定樁的計算寬度,并根據(jù)滑體的地層性質(zhì),選定地基系數(shù)。地基系數(shù)反映了地層對樁的側向抗力特性,其取值對樁的內(nèi)力和變形計算結果影響較大。根據(jù)選定的地基系數(shù)及樁的截面形式、尺寸,計算樁的變形系數(shù)及其計算深度,據(jù)此判斷是否按剛性樁或彈性樁進行設計。對于變形系數(shù)較小、計算深度較淺的樁,可按剛性樁設計;對于變形系數(shù)較大、計算深度較深的樁,需按彈性樁設計。根據(jù)樁底的邊界條件采用相應的公式計算樁身各截面的變位、內(nèi)力及樁側應力(樁周巖土抗力)等,并計算最大剪力、彎矩及其位置。校核地基強度,若樁身作用于地基的彈性應力(橫向壓應力)超過地層容許值或小于容許值過多時,則應調(diào)整樁的埋深、截面尺寸或間距,重新計算,直至達到相關要求。對于鋼筋混凝土樁,根據(jù)上述計算結果進行配筋設計,確保樁身有足夠的強度來抵抗滑坡推力。5.2.3擋土墻擋土墻是一種常見的支擋結構物,在小石門滑坡體治理中起著重要作用,通過在滑坡體前緣或其他合適位置設置擋土墻,阻擋滑坡體的滑動,起到支擋作用。擋土墻的類型豐富,常見的有重力式、錨定式、薄壁式、加筋土擋土墻等。重力式擋土墻靠自身重力平衡土體,一般型式簡單、施工方便、圬工量大,對基礎要求也較高。依據(jù)墻背型式不同,又分為普通重力式擋墻、不帶衡重臺的折線墻背式重力擋墻和衡重式擋墻。衡重式擋墻屬重力式擋墻,衡重臺上填土使得墻身重心后移,增加了墻身的穩(wěn)定性;墻胸很陡,下墻背仰斜,可以減小墻的高度和土方開挖,但基底面積較小,對地基要求較高。錨定式擋土墻屬于輕型擋土墻,通常包括錨桿式和錨定板式兩種。錨桿式擋墻主要由預制的鋼筋混凝土立柱和擋土板構成墻面、與水平或傾斜的鋼錨桿聯(lián)合作用支擋土體,主要是靠埋置巖土中的錨桿的抗拉力拉住立柱保證土體穩(wěn)定。錨定板式則將錨桿換為拉桿,在其土中的末端連上錨定板,它不適于路塹,路堤施工容易實現(xiàn)。薄壁式擋土墻是鋼筋混凝土結構,包括懸臂式和扶壁式兩種主要型式。懸臂式擋土墻由立壁和底板組成,有三個懸臂,即立壁、趾板和踵板。當墻身較高時,可沿墻長一定距離立肋板(即扶壁)聯(lián)結立壁板與踵板,從而形成扶壁式擋墻;老路加固時,考慮扶壁難以在踵板側做,也可考慮將其做在趾板側,同樣可以發(fā)揮作用,但須進行設計計算確定。加筋土擋土墻是由填土、填土中的拉筋條以及墻面板等三部分組成,它是通過填土與拉筋
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