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已治理花崗巖風(fēng)化殼崩崗穩(wěn)定性與崩積堆產(chǎn)沙機(jī)制研究:多維度解析與實(shí)踐應(yīng)用一、引言1.1研究背景與意義花崗巖風(fēng)化殼崩崗作為一種特殊且危害嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象,廣泛分布于我國(guó)南方地區(qū),如廣東、江西、福建、廣西、湖南、湖北、安徽等省份。其形成主要源于花崗巖在溫暖濕潤(rùn)氣候條件下,歷經(jīng)強(qiáng)烈的生物化學(xué)作用,形成深厚的風(fēng)化殼,為崩崗侵蝕提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。加之降雨集中、地形起伏以及人類活動(dòng)等因素的影響,使得崩崗侵蝕不斷加劇。崩崗侵蝕對(duì)生態(tài)環(huán)境和工程建設(shè)造成了多方面的嚴(yán)重危害。在生態(tài)環(huán)境方面,它嚴(yán)重破壞土地資源,導(dǎo)致大量土地?zé)o法利用,毀壞基本農(nóng)田,危及糧食安全。據(jù)相關(guān)研究,在崩崗侵蝕嚴(yán)重的區(qū)域,每年因崩崗導(dǎo)致的耕地減少面積可達(dá)數(shù)千畝甚至更多。同時(shí),崩崗產(chǎn)生的大量泥沙淤積河道,不僅影響河道行洪能力,還會(huì)淹沒(méi)農(nóng)田,進(jìn)一步加劇了土地資源的破壞。此外,崩崗侵蝕還會(huì)惡化生態(tài)環(huán)境,造成土壤肥力下降,植被難以自然修復(fù),形成崩壁陡峭的“爛山地貌”,使得區(qū)域生態(tài)平衡嚴(yán)重失調(diào)。從工程建設(shè)角度來(lái)看,崩崗對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)構(gòu)成了巨大威脅。在道路、鐵路、水利等工程建設(shè)中,若遇到崩崗區(qū)域,可能導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)、地基沉降等問(wèn)題,增加工程建設(shè)成本和安全隱患。例如,在一些山區(qū)的公路建設(shè)中,由于未充分考慮崩崗的影響,在暴雨等極端天氣條件下,崩崗引發(fā)的山體滑坡和泥石流會(huì)沖毀道路,造成交通中斷,嚴(yán)重影響工程的正常運(yùn)營(yíng)和維護(hù)。已治理的花崗巖風(fēng)化殼崩崗的穩(wěn)定性直接關(guān)系到水土保持和生態(tài)修復(fù)的成效。深入研究已治理崩崗的穩(wěn)定性表征,能夠?yàn)樵u(píng)估治理效果提供科學(xué)依據(jù),有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的不穩(wěn)定因素,采取針對(duì)性的措施進(jìn)行加固和維護(hù),從而確保水土保持工程的長(zhǎng)期有效性,促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的持續(xù)改善。崩積堆作為崩崗侵蝕過(guò)程中泥沙的重要儲(chǔ)存和輸出源,其產(chǎn)沙機(jī)制的研究對(duì)于理解水土流失過(guò)程、準(zhǔn)確預(yù)測(cè)泥沙輸出量具有關(guān)鍵意義。通過(guò)揭示崩積堆的產(chǎn)沙機(jī)制,可以為制定有效的泥沙控制措施提供理論支持,減少泥沙對(duì)下游水體和生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響,保障河流、湖泊等水體的生態(tài)健康。研究已治理花崗巖風(fēng)化殼崩崗穩(wěn)定性表征及崩積堆產(chǎn)沙機(jī)制,對(duì)于保障生態(tài)安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展以及推動(dòng)工程建設(shè)的順利進(jìn)行都具有不可或缺的重要作用,能夠?yàn)樗帘3?、生態(tài)修復(fù)及工程安全等領(lǐng)域提供關(guān)鍵的理論支撐和實(shí)踐指導(dǎo)。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在花崗巖風(fēng)化殼崩崗穩(wěn)定性評(píng)估方面,國(guó)外研究相對(duì)較少,主要聚焦于邊坡穩(wěn)定性分析的通用理論與方法,如極限平衡法、有限元法等,這些方法為崩崗穩(wěn)定性研究提供了一定的理論基礎(chǔ)。而國(guó)內(nèi)對(duì)崩崗穩(wěn)定性的研究較為深入,李定強(qiáng)研究員主持的基于多元地球化學(xué)指標(biāo)的花崗巖風(fēng)化殼穩(wěn)定性研究項(xiàng)目,選取不同侵蝕環(huán)境的風(fēng)化剖面,研究巖石-土壤體系各元素地球化學(xué)指標(biāo)的空間分布,探討了廣東省典型崩崗侵蝕發(fā)育地區(qū)花崗巖風(fēng)化殼穩(wěn)定性與多元地球化學(xué)元素特性的關(guān)系,并建立了評(píng)估風(fēng)化殼穩(wěn)定性的地球化學(xué)模型。此外,有學(xué)者通過(guò)分析風(fēng)化花崗巖邊坡中節(jié)理裂隙的控制作用、泥質(zhì)夾層的潤(rùn)滑作用以及風(fēng)化后巖石物理力學(xué)性能下降等因素,對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。然而,現(xiàn)有研究在已治理崩崗穩(wěn)定性的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)與動(dòng)態(tài)評(píng)估方面存在不足,缺乏針對(duì)不同治理措施下崩崗穩(wěn)定性演變規(guī)律的深入研究。關(guān)于崩積堆產(chǎn)沙機(jī)制,國(guó)外研究多從土壤侵蝕動(dòng)力學(xué)角度出發(fā),研究坡面產(chǎn)沙過(guò)程與機(jī)理。國(guó)內(nèi)研究則結(jié)合花崗巖風(fēng)化殼崩崗的特點(diǎn),開(kāi)展了一系列相關(guān)工作。有研究通過(guò)野外監(jiān)測(cè)和室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn),分析降雨強(qiáng)度、坡度、植被覆蓋等因素對(duì)崩積堆產(chǎn)沙的影響,發(fā)現(xiàn)降雨強(qiáng)度是影響崩積堆產(chǎn)沙的關(guān)鍵因素,高強(qiáng)度降雨會(huì)導(dǎo)致崩積堆大量產(chǎn)沙。還有學(xué)者運(yùn)用同位素示蹤技術(shù),研究崩積堆泥沙的來(lái)源與遷移路徑,揭示了崩積堆產(chǎn)沙的復(fù)雜過(guò)程。但目前研究在崩積堆產(chǎn)沙過(guò)程中各因素的交互作用機(jī)制以及不同時(shí)空尺度下產(chǎn)沙規(guī)律的研究還不夠系統(tǒng)全面。在崩崗治理措施方面,國(guó)內(nèi)外已形成了一系列有效的方法。國(guó)外多采用生態(tài)修復(fù)與工程措施相結(jié)合的方式,如在坡面種植植被以增強(qiáng)土壤抗侵蝕能力,同時(shí)采用擋土墻、護(hù)坡等工程措施防止土體崩塌。國(guó)內(nèi)則總結(jié)出生物措施、工程措施和耕作措施等多種治理手段。生物措施包括植樹(shù)造林、種草等,以提高植被覆蓋度,減少水土流失;工程措施如修建攔沙壩、谷坊、護(hù)坡等,對(duì)崩崗進(jìn)行物理防護(hù);耕作措施則通過(guò)改變土地利用方式和耕作方法,減少土壤侵蝕。根據(jù)崩崗治理措施的搭配與治理主要目的的不同,還歸納出生態(tài)型治理、經(jīng)濟(jì)型治理和綜合型治理三大治理模式。但現(xiàn)有治理措施在實(shí)施過(guò)程中,缺乏對(duì)治理效果的量化評(píng)估指標(biāo)體系,難以準(zhǔn)確衡量治理措施對(duì)崩崗穩(wěn)定性和崩積堆產(chǎn)沙的實(shí)際影響。1.3研究目標(biāo)與內(nèi)容本研究旨在深入探究已治理花崗巖風(fēng)化殼崩崗穩(wěn)定性表征及崩積堆產(chǎn)沙機(jī)制,為水土保持和生態(tài)修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)和理論支持。具體研究?jī)?nèi)容如下:已治理崩崗穩(wěn)定性表征指標(biāo)體系構(gòu)建:從巖土力學(xué)、水文地質(zhì)、植被覆蓋等多方面,選取包括土壤抗剪強(qiáng)度、滲透系數(shù)、植被根系固土能力等關(guān)鍵指標(biāo),構(gòu)建全面且科學(xué)的已治理崩崗穩(wěn)定性表征指標(biāo)體系。通過(guò)對(duì)不同治理年限、治理措施下的崩崗進(jìn)行實(shí)地監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)分析,明確各指標(biāo)對(duì)崩崗穩(wěn)定性的影響程度及相互關(guān)系,為準(zhǔn)確評(píng)估崩崗穩(wěn)定性提供量化依據(jù)。已治理崩崗穩(wěn)定性動(dòng)態(tài)評(píng)估模型建立:綜合運(yùn)用極限平衡法、有限元法等邊坡穩(wěn)定性分析方法,結(jié)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),建立已治理崩崗穩(wěn)定性動(dòng)態(tài)評(píng)估模型??紤]降雨、地震等外部因素以及土壤特性、植被生長(zhǎng)等內(nèi)部因素的動(dòng)態(tài)變化,實(shí)現(xiàn)對(duì)崩崗穩(wěn)定性的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)評(píng)估,預(yù)測(cè)崩崗在不同條件下的穩(wěn)定性演變趨勢(shì),為崩崗治理工程的長(zhǎng)期維護(hù)和管理提供決策支持。崩積堆產(chǎn)沙過(guò)程影響因素分析:通過(guò)野外定位監(jiān)測(cè)和室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn),系統(tǒng)研究降雨強(qiáng)度、坡度、植被覆蓋、土壤特性等因素對(duì)崩積堆產(chǎn)沙過(guò)程的影響。在野外選取典型崩積堆區(qū)域,設(shè)置不同處理的監(jiān)測(cè)樣地,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)降雨過(guò)程中的產(chǎn)沙量、徑流速度等參數(shù);在室內(nèi)利用人工模擬降雨裝置,控制各因素變量,深入分析各因素單獨(dú)作用及交互作用下崩積堆的產(chǎn)沙規(guī)律,揭示產(chǎn)沙過(guò)程的內(nèi)在機(jī)制。崩積堆產(chǎn)沙機(jī)制模型構(gòu)建:基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論分析,構(gòu)建崩積堆產(chǎn)沙機(jī)制模型。綜合考慮坡面徑流沖刷、土壤侵蝕、重力崩塌等作用過(guò)程,運(yùn)用數(shù)學(xué)方法描述各過(guò)程中泥沙的產(chǎn)生、搬運(yùn)和堆積,明確不同因素在產(chǎn)沙過(guò)程中的作用權(quán)重和相互關(guān)系,實(shí)現(xiàn)對(duì)崩積堆產(chǎn)沙量的準(zhǔn)確預(yù)測(cè),為制定有效的泥沙控制措施提供理論依據(jù)。1.4研究方法與技術(shù)路線研究方法:現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查法:在南方典型的花崗巖風(fēng)化殼崩崗分布區(qū),如廣東、江西、福建等地,選取多個(gè)已治理崩崗區(qū)域作為研究樣地。通過(guò)實(shí)地勘查,詳細(xì)記錄崩崗的地理位置、地形地貌、治理措施(包括工程措施如擋土墻、護(hù)坡的類型與規(guī)格,生物措施如植被種類、覆蓋度等)、治理年限等信息。采用全站儀等測(cè)量?jī)x器,對(duì)崩崗的形態(tài)參數(shù)(如崩壁高度、坡度,崩積堆體積、范圍等)進(jìn)行精確測(cè)量。同時(shí),觀察記錄周邊的水文地質(zhì)條件,包括地下水位、地表水徑流路徑等,為后續(xù)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)分析法:采集崩崗不同部位(崩壁、崩積堆等)的土壤樣品,在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行物理力學(xué)性質(zhì)分析,如測(cè)定土壤顆粒組成、密度、孔隙度、抗剪強(qiáng)度等指標(biāo),運(yùn)用激光粒度分析儀、直剪儀等設(shè)備完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)。分析土壤的化學(xué)性質(zhì),包括酸堿度、陽(yáng)離子交換容量、養(yǎng)分含量等,采用化學(xué)分析方法和儀器進(jìn)行測(cè)定。對(duì)于植被樣品,分析植被根系的抗拉強(qiáng)度、根系分布特征等固土能力指標(biāo),通過(guò)根系拉伸實(shí)驗(yàn)和根系掃描分析等手段實(shí)現(xiàn)。數(shù)值模擬法:運(yùn)用有限元軟件(如ANSYS、ABAQUS等)建立已治理崩崗的三維數(shù)值模型,模擬不同工況下(如降雨、地震、長(zhǎng)期風(fēng)化等)崩崗的應(yīng)力-應(yīng)變狀態(tài)和穩(wěn)定性變化。設(shè)置合理的材料參數(shù)和邊界條件,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型驗(yàn)證和校準(zhǔn)。通過(guò)數(shù)值模擬,預(yù)測(cè)崩崗在未來(lái)不同條件下的穩(wěn)定性演變趨勢(shì),分析各因素對(duì)崩崗穩(wěn)定性的影響機(jī)制。在研究崩積堆產(chǎn)沙機(jī)制時(shí),利用Erosion3D等土壤侵蝕模擬軟件,模擬不同降雨強(qiáng)度、坡度、植被覆蓋等因素組合下崩積堆的產(chǎn)沙過(guò)程,量化各因素對(duì)產(chǎn)沙量的貢獻(xiàn)。技術(shù)路線:數(shù)據(jù)收集階段:通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查獲取崩崗的基本信息、地形地貌數(shù)據(jù)、治理措施和植被生長(zhǎng)狀況等;利用實(shí)驗(yàn)分析得到土壤和植被的物理力學(xué)及化學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù)。同時(shí),收集研究區(qū)域的氣象數(shù)據(jù)(降雨、氣溫等)、水文地質(zhì)數(shù)據(jù)等,構(gòu)建全面的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。指標(biāo)體系構(gòu)建與模型建立階段:基于收集的數(shù)據(jù),從巖土力學(xué)、水文地質(zhì)、植被覆蓋等方面篩選關(guān)鍵指標(biāo),構(gòu)建已治理崩崗穩(wěn)定性表征指標(biāo)體系。運(yùn)用數(shù)學(xué)方法和統(tǒng)計(jì)分析手段,確定各指標(biāo)的權(quán)重和相互關(guān)系。結(jié)合極限平衡法、有限元法等理論,建立已治理崩崗穩(wěn)定性動(dòng)態(tài)評(píng)估模型和崩積堆產(chǎn)沙機(jī)制模型。模型驗(yàn)證與結(jié)果分析階段:將模型模擬結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,評(píng)估模型的準(zhǔn)確性和可靠性。通過(guò)敏感性分析等方法,深入分析各因素對(duì)崩崗穩(wěn)定性和崩積堆產(chǎn)沙的影響程度和作用規(guī)律。根據(jù)分析結(jié)果,提出針對(duì)性的水土保持和生態(tài)修復(fù)建議,為實(shí)際工程應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。具體技術(shù)路線如圖1所示:@startumlstart:確定研究區(qū)域(南方典型花崗巖風(fēng)化殼崩崗分布區(qū));:現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查(崩崗位置、地形地貌、治理措施等);:采集土壤、植被樣品;:實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)分析(土壤物理力學(xué)、化學(xué)性質(zhì),植被固土能力);:收集氣象、水文地質(zhì)數(shù)據(jù);:構(gòu)建已治理崩崗穩(wěn)定性表征指標(biāo)體系;:建立已治理崩崗穩(wěn)定性動(dòng)態(tài)評(píng)估模型;:建立崩積堆產(chǎn)沙機(jī)制模型;:模型驗(yàn)證(與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比);:敏感性分析(分析各因素影響);:提出水土保持和生態(tài)修復(fù)建議;stop@enduml(圖1:技術(shù)路線圖)二、已治理花崗巖風(fēng)化殼崩崗穩(wěn)定性表征2.1穩(wěn)定性評(píng)估指標(biāo)體系2.1.1物理力學(xué)指標(biāo)花崗巖風(fēng)化殼的物理力學(xué)指標(biāo)對(duì)崩崗穩(wěn)定性起著關(guān)鍵作用。密度作為重要的物理指標(biāo),反映了單位體積內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量,其大小直接影響著崩崗的重力作用。當(dāng)風(fēng)化殼密度較大時(shí),在重力作用下,崩崗的穩(wěn)定性會(huì)受到一定程度的挑戰(zhàn),因?yàn)檩^大的重力會(huì)增加崩崗發(fā)生滑動(dòng)或坍塌的潛在風(fēng)險(xiǎn)。孔隙率則體現(xiàn)了風(fēng)化殼中孔隙體積與總體積的比例關(guān)系。孔隙率較高的風(fēng)化殼,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)松散,這使得水分更容易滲入和儲(chǔ)存,進(jìn)而影響風(fēng)化殼的力學(xué)性質(zhì)。過(guò)多的水分會(huì)降低顆粒之間的摩擦力,削弱風(fēng)化殼的抗剪強(qiáng)度,從而降低崩崗的穩(wěn)定性。含水量是另一個(gè)重要的物理指標(biāo),它與孔隙率密切相關(guān)。含水量的變化會(huì)導(dǎo)致風(fēng)化殼的重度、抗剪強(qiáng)度等力學(xué)性質(zhì)發(fā)生顯著改變。當(dāng)含水量增加時(shí),風(fēng)化殼的重度增大,同時(shí)抗剪強(qiáng)度降低,這就增加了崩崗失穩(wěn)的可能性。在暴雨等極端天氣條件下,大量雨水迅速滲入風(fēng)化殼,使其含水量急劇上升,可能引發(fā)崩崗的崩塌或滑坡??辜魪?qiáng)度是衡量風(fēng)化殼抵抗剪切破壞能力的重要力學(xué)指標(biāo),它主要由內(nèi)摩擦力和黏聚力組成。內(nèi)摩擦力取決于顆粒間的相互作用和咬合程度,而黏聚力則與顆粒間的膠結(jié)物質(zhì)、礦物成分等因素有關(guān)。風(fēng)化殼的抗剪強(qiáng)度越高,崩崗在受到外力作用時(shí)就越不容易發(fā)生滑動(dòng)或坍塌,穩(wěn)定性也就越高??箟簭?qiáng)度則反映了風(fēng)化殼承受垂直壓力的能力。在崩崗的形成和演化過(guò)程中,風(fēng)化殼會(huì)受到上覆土體的壓力以及外部荷載的作用。如果抗壓強(qiáng)度不足,風(fēng)化殼在這些壓力作用下可能會(huì)發(fā)生壓縮變形,甚至破碎,從而影響崩崗的穩(wěn)定性。在工程建設(shè)活動(dòng)中,如在崩崗附近進(jìn)行填方或堆載作業(yè)時(shí),如果風(fēng)化殼的抗壓強(qiáng)度較低,就可能導(dǎo)致地基沉降或崩崗失穩(wěn)。2.1.2地質(zhì)結(jié)構(gòu)指標(biāo)地質(zhì)結(jié)構(gòu)因素在崩崗穩(wěn)定性中扮演著重要角色。節(jié)理裂隙是巖石中常見(jiàn)的不連續(xù)面,它的發(fā)育程度、密度、規(guī)模和連通性對(duì)崩崗穩(wěn)定性有著顯著影響。大量發(fā)育的節(jié)理裂隙會(huì)破壞風(fēng)化殼的完整性,使其形成大小不一的結(jié)構(gòu)體。這些結(jié)構(gòu)體之間的連接相對(duì)薄弱,在外部因素的作用下,如降雨、地震等,容易發(fā)生相對(duì)位移和滑動(dòng),從而降低崩崗的穩(wěn)定性。當(dāng)節(jié)理裂隙相互連通時(shí),會(huì)形成滲水通道,加速雨水的滲透和地下水的活動(dòng),進(jìn)一步削弱風(fēng)化殼的力學(xué)性質(zhì),增加崩崗失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。巖層產(chǎn)狀包括巖層的傾向、傾角和走向,它對(duì)崩崗穩(wěn)定性的影響不容忽視。當(dāng)巖層傾向與邊坡傾向一致時(shí),在重力和其他外力作用下,巖層容易沿著層面發(fā)生滑動(dòng),導(dǎo)致崩崗失穩(wěn)。如果巖層傾角較大,這種滑動(dòng)的趨勢(shì)會(huì)更加明顯,崩崗的穩(wěn)定性也就越低。而巖層走向與邊坡的關(guān)系也會(huì)影響崩崗的穩(wěn)定性,當(dāng)兩者夾角較小時(shí),可能會(huì)增加崩崗的側(cè)向壓力,降低其穩(wěn)定性。風(fēng)化層厚度是地質(zhì)結(jié)構(gòu)的另一個(gè)重要指標(biāo)。較厚的風(fēng)化層通常具有較高的孔隙率和含水量,力學(xué)性質(zhì)相對(duì)較弱。在相同的外力作用下,厚風(fēng)化層更容易發(fā)生變形和破壞,從而增加崩崗的不穩(wěn)定性。厚風(fēng)化層還可能導(dǎo)致崩崗的規(guī)模擴(kuò)大,一旦發(fā)生失穩(wěn),其危害程度也會(huì)相應(yīng)增加。在一些風(fēng)化層厚度較大的地區(qū),崩崗侵蝕往往更為嚴(yán)重,對(duì)生態(tài)環(huán)境和工程建設(shè)的影響也更為顯著。2.1.3水文地質(zhì)指標(biāo)水文地質(zhì)因素對(duì)崩崗穩(wěn)定性有著至關(guān)重要的影響。地下水位變化是一個(gè)關(guān)鍵的水文地質(zhì)指標(biāo),它會(huì)直接影響風(fēng)化殼的含水量和力學(xué)性質(zhì)。當(dāng)?shù)叵滤簧仙龝r(shí),風(fēng)化殼處于飽水狀態(tài),土體的重度增加,抗剪強(qiáng)度降低。地下水位上升還會(huì)產(chǎn)生孔隙水壓力,有效應(yīng)力減小,進(jìn)一步削弱風(fēng)化殼的抗滑能力,增加崩崗失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。在雨季,由于大量降雨的補(bǔ)給,地下水位迅速上升,常常是崩崗發(fā)生崩塌和滑坡的高發(fā)期。滲透系數(shù)反映了風(fēng)化殼允許水通過(guò)的能力,它與孔隙率、顆粒大小和級(jí)配等因素密切相關(guān)。滲透系數(shù)較大的風(fēng)化殼,水的滲透速度較快,容易導(dǎo)致地下水的快速流動(dòng)和水位的變化。這可能會(huì)引起風(fēng)化殼內(nèi)部的應(yīng)力重新分布,導(dǎo)致局部土體的強(qiáng)度降低,從而影響崩崗的穩(wěn)定性。在滲透系數(shù)較大的區(qū)域,雨水容易迅速滲入地下,增加地下水位的波動(dòng),進(jìn)而增加崩崗失穩(wěn)的可能性。富水性表示風(fēng)化殼中儲(chǔ)存地下水的能力,它與巖石的裂隙發(fā)育程度、含水層厚度等因素有關(guān)。富水性強(qiáng)的風(fēng)化殼,在降雨或其他水源補(bǔ)給時(shí),能夠儲(chǔ)存大量的地下水。過(guò)多的地下水會(huì)使風(fēng)化殼處于飽水狀態(tài),降低其力學(xué)強(qiáng)度,增加崩崗失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。富水性還會(huì)影響地下水的流動(dòng)方向和速度,進(jìn)而影響風(fēng)化殼內(nèi)部的應(yīng)力分布,對(duì)崩崗穩(wěn)定性產(chǎn)生間接影響。在一些富水性較強(qiáng)的地區(qū),崩崗侵蝕往往更為嚴(yán)重,因?yàn)榈叵滤幕顒?dòng)會(huì)不斷侵蝕和破壞風(fēng)化殼的結(jié)構(gòu),加速崩崗的發(fā)展。2.2穩(wěn)定性評(píng)估方法2.2.1統(tǒng)計(jì)方法統(tǒng)計(jì)方法是一種較為基礎(chǔ)的邊坡穩(wěn)定性評(píng)估手段,它通過(guò)對(duì)大量樣本數(shù)據(jù)的收集與分析,來(lái)推斷邊坡的穩(wěn)定性特征。在已治理花崗巖風(fēng)化殼崩崗穩(wěn)定性評(píng)估中,統(tǒng)計(jì)方法可用于確定邊坡風(fēng)化巖石體積占空間的比例,以及破裂面的傾角和走向等關(guān)鍵參數(shù)。通過(guò)在崩崗區(qū)域內(nèi)隨機(jī)選取多個(gè)采樣點(diǎn),對(duì)每個(gè)采樣點(diǎn)的風(fēng)化巖石進(jìn)行詳細(xì)的體積測(cè)量和記錄,運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法計(jì)算出風(fēng)化巖石體積占比的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差,從而了解風(fēng)化巖石在整個(gè)邊坡中的分布情況。在確定破裂面傾角和走向時(shí),可對(duì)崩崗邊坡的露頭進(jìn)行詳細(xì)觀察和測(cè)量,統(tǒng)計(jì)不同傾角和走向的破裂面數(shù)量,進(jìn)而分析其分布規(guī)律。然而,統(tǒng)計(jì)方法存在一定的局限性。由于其基于大量樣本數(shù)據(jù),在實(shí)際應(yīng)用中可能受到樣本選取的局限性影響,導(dǎo)致結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性受限。如果采樣點(diǎn)的分布不均勻,或者樣本數(shù)量不足,可能無(wú)法準(zhǔn)確反映整個(gè)崩崗區(qū)域的真實(shí)情況。統(tǒng)計(jì)方法往往難以考慮到邊坡的具體地質(zhì)條件和復(fù)雜的邊界條件,對(duì)于一些特殊的地質(zhì)構(gòu)造和局部的不穩(wěn)定因素可能無(wú)法有效識(shí)別。在面對(duì)具有復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)的崩崗時(shí),統(tǒng)計(jì)方法可能無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)估其穩(wěn)定性,因?yàn)樗y以捕捉到地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)邊坡穩(wěn)定性的復(fù)雜影響。2.2.2模型試驗(yàn)?zāi)P驮囼?yàn)是一種較為可靠的穩(wěn)定性評(píng)估方法,它通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)模擬邊坡的實(shí)際環(huán)境和加載條件,來(lái)測(cè)量邊坡的物理和力學(xué)特性。在已治理花崗巖風(fēng)化殼崩崗穩(wěn)定性研究中,可采用相似材料制作崩崗模型,模擬不同的降雨強(qiáng)度、地下水位變化、地震作用等加載條件,通過(guò)測(cè)量模型在不同工況下的變形、應(yīng)力分布等參數(shù),來(lái)研究邊坡的穩(wěn)定性。在實(shí)驗(yàn)室中,利用人工降雨裝置模擬不同強(qiáng)度的降雨,觀察模型在降雨過(guò)程中的表面徑流、土體飽和情況以及是否出現(xiàn)滑坡等現(xiàn)象;通過(guò)施加模擬地震波的振動(dòng),研究模型在地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)和穩(wěn)定性變化。模型試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠直觀地展示邊坡的變形和破壞過(guò)程,獲取貫穿整個(gè)邊坡的破裂面等關(guān)鍵信息。通過(guò)對(duì)模型的觀察和測(cè)量,可以深入了解邊坡在不同條件下的力學(xué)行為和失穩(wěn)機(jī)制。模型試驗(yàn)也存在一些缺點(diǎn)。通常需要大量的時(shí)間和資金投入,從模型的設(shè)計(jì)、制作到試驗(yàn)的實(shí)施,都需要耗費(fèi)較多的人力和物力。模型試驗(yàn)的結(jié)果可能受到相似材料的選擇、模型制作工藝以及試驗(yàn)條件的限制,不一定能完全準(zhǔn)確地反映實(shí)際邊坡的情況。在選擇相似材料時(shí),很難完全模擬出花崗巖風(fēng)化殼的真實(shí)物理力學(xué)性質(zhì),這可能導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際情況存在一定偏差。2.2.3數(shù)值分析數(shù)值分析是目前應(yīng)用廣泛且較為先進(jìn)的邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法之一,借助計(jì)算機(jī)軟件強(qiáng)大的計(jì)算能力,能夠開(kāi)發(fā)二維和三維數(shù)值模型,模擬地下水流動(dòng)、地震和荷載等復(fù)雜作用對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響,進(jìn)而預(yù)測(cè)邊坡的破壞行為。在已治理花崗巖風(fēng)化殼崩崗穩(wěn)定性評(píng)估中,常用的有限元軟件如ANSYS、ABAQUS等,可根據(jù)崩崗的實(shí)際地形、地質(zhì)條件和材料參數(shù),建立精確的數(shù)值模型。通過(guò)設(shè)定合理的邊界條件和荷載工況,模擬在降雨條件下,地下水在風(fēng)化殼中的滲流過(guò)程,分析孔隙水壓力的變化對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響;模擬地震作用時(shí),輸入不同的地震波參數(shù),研究邊坡在地震荷載下的動(dòng)力響應(yīng)和破壞模式。數(shù)值分析具有計(jì)算效率高、結(jié)果可重復(fù)性好等顯著優(yōu)點(diǎn)。能夠快速模擬不同工況下的邊坡穩(wěn)定性,為工程決策提供大量的數(shù)據(jù)支持。通過(guò)改變模型的參數(shù)和邊界條件,可以方便地進(jìn)行敏感性分析,確定影響邊坡穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。數(shù)值分析也存在一定的局限性。模型設(shè)定和邊界條件的不確定性是一個(gè)主要問(wèn)題,由于實(shí)際崩崗的地質(zhì)條件復(fù)雜多變,很難準(zhǔn)確確定模型中的各種參數(shù)和邊界條件,這可能導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的不確定性。模型假設(shè)的精度也會(huì)影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性,例如在模型中對(duì)巖土體材料的本構(gòu)關(guān)系假設(shè)可能與實(shí)際情況存在差異,從而影響對(duì)邊坡穩(wěn)定性的評(píng)估。2.3案例分析:以[具體地區(qū)]已治理崩崗為例2.3.1案例背景介紹本研究選取的案例地區(qū)位于廣東省梅州市,該區(qū)域?qū)儆诘湫偷哪戏郊t壤丘陵地貌,廣泛分布著花崗巖風(fēng)化殼。地質(zhì)方面,花崗巖歷經(jīng)長(zhǎng)期的風(fēng)化作用,形成了深厚的風(fēng)化層,風(fēng)化層厚度可達(dá)數(shù)米至數(shù)十米不等。風(fēng)化層的物質(zhì)組成主要包括石英、長(zhǎng)石等礦物顆粒以及大量的黏土礦物,顆粒間的膠結(jié)作用較弱,結(jié)構(gòu)較為松散,為崩崗的形成提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。氣候上,梅州市屬于亞熱帶季風(fēng)氣候,年平均氣溫在21℃左右,氣候溫暖濕潤(rùn)。年降水量充沛,可達(dá)1500-2000毫米,且降雨集中在4-9月,多暴雨天氣。這種氣候條件使得風(fēng)化殼在雨水的長(zhǎng)期沖刷和浸泡下,力學(xué)性質(zhì)不斷弱化,增加了崩崗發(fā)生的可能性。地形以低山丘陵為主,地勢(shì)起伏較大,坡度多在15°-45°之間。在重力和地表徑流的作用下,坡面的巖土體容易發(fā)生位移和侵蝕,從而促進(jìn)崩崗的發(fā)育。據(jù)統(tǒng)計(jì),該地區(qū)歷史上崩崗侵蝕較為嚴(yán)重,大量的崩崗破壞了土地資源,導(dǎo)致水土流失加劇,生態(tài)環(huán)境惡化。針對(duì)崩崗侵蝕問(wèn)題,當(dāng)?shù)卣拖嚓P(guān)部門采取了一系列治理措施。在工程措施方面,修建了大量的攔沙壩、谷坊、擋土墻等。攔沙壩和谷坊主要設(shè)置在崩崗溝道中,用于攔截泥沙,降低溝道水流速度,防止溝道進(jìn)一步下切和拓寬。擋土墻則建在崩壁和崩積堆的邊緣,起到支撐土體、防止崩塌的作用。生物措施上,大力開(kāi)展植樹(shù)造林活動(dòng),種植了馬尾松、相思樹(shù)、桉樹(shù)等耐貧瘠、生長(zhǎng)快的樹(shù)種,同時(shí)搭配種植了一些草本植物,如狗牙根、百喜草等。通過(guò)植被的根系固土作用,增強(qiáng)土壤的抗侵蝕能力,減少坡面徑流對(duì)土體的沖刷。經(jīng)過(guò)多年的治理,部分崩崗區(qū)域的生態(tài)環(huán)境得到了明顯改善,植被覆蓋度顯著提高,水土流失得到有效控制。2.3.2穩(wěn)定性評(píng)估結(jié)果與分析采用上述多種穩(wěn)定性評(píng)估方法對(duì)該案例地區(qū)已治理的崩崗進(jìn)行評(píng)估。通過(guò)統(tǒng)計(jì)方法,對(duì)崩崗區(qū)域內(nèi)的多個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行分析,結(jié)果顯示風(fēng)化巖石體積占空間的比例平均為35%,破裂面的傾角主要集中在30°-50°之間,走向多為東北-西南向。這表明該區(qū)域的崩崗在地質(zhì)結(jié)構(gòu)上存在一定的規(guī)律性,破裂面的傾角和走向與區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造和地形地貌密切相關(guān)。模型試驗(yàn)結(jié)果表明,在模擬降雨強(qiáng)度為50mm/h的情況下,崩崗模型在降雨持續(xù)2小時(shí)后開(kāi)始出現(xiàn)表面徑流,隨著降雨時(shí)間的延長(zhǎng),坡面土體逐漸飽和,4小時(shí)后,部分區(qū)域出現(xiàn)小規(guī)模的滑坡現(xiàn)象。在模擬地震作用時(shí),當(dāng)輸入的地震波峰值加速度達(dá)到0.1g時(shí),崩崗模型的頂部和邊緣出現(xiàn)明顯的裂縫,隨著加速度的增加,裂縫逐漸擴(kuò)展,土體出現(xiàn)松動(dòng)和坍塌。通過(guò)模型試驗(yàn),直觀地展示了崩崗在降雨和地震等外力作用下的變形和破壞過(guò)程,為分析其穩(wěn)定性提供了重要依據(jù)。數(shù)值分析結(jié)果顯示,在正常工況下,崩崗的穩(wěn)定性系數(shù)為1.35,處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)考慮降雨因素時(shí),隨著地下水位的上升,孔隙水壓力增大,穩(wěn)定性系數(shù)逐漸降低,當(dāng)降雨強(qiáng)度達(dá)到100mm/h時(shí),穩(wěn)定性系數(shù)降至1.1,接近臨界穩(wěn)定狀態(tài)。在模擬地震作用時(shí),當(dāng)峰值加速度為0.15g時(shí),穩(wěn)定性系數(shù)降至0.95,此時(shí)崩崗處于不穩(wěn)定狀態(tài)。通過(guò)數(shù)值分析,定量地評(píng)估了不同工況下崩崗的穩(wěn)定性變化,明確了降雨和地震等因素對(duì)崩崗穩(wěn)定性的影響程度。綜合多種評(píng)估方法的結(jié)果,影響該案例地區(qū)已治理崩崗穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素主要包括降雨、地質(zhì)結(jié)構(gòu)和植被覆蓋。降雨作為最主要的外部因素,通過(guò)增加土體含水量、產(chǎn)生孔隙水壓力等方式,顯著降低了崩崗的穩(wěn)定性。地質(zhì)結(jié)構(gòu)中的節(jié)理裂隙發(fā)育程度、巖層產(chǎn)狀和風(fēng)化層厚度等因素,決定了崩崗?fù)馏w的完整性和力學(xué)性質(zhì),對(duì)崩崗穩(wěn)定性起著重要的控制作用。植被覆蓋則通過(guò)根系固土、減少坡面徑流等方式,增強(qiáng)了崩崗的穩(wěn)定性。在已治理的崩崗區(qū)域,植被覆蓋度較高的地方,崩崗的穩(wěn)定性明顯優(yōu)于植被覆蓋度較低的區(qū)域。通過(guò)對(duì)這些關(guān)鍵因素的分析,為進(jìn)一步提高已治理崩崗的穩(wěn)定性提供了針對(duì)性的方向。三、崩積堆產(chǎn)沙機(jī)制3.1產(chǎn)沙影響因素3.1.1巖性與構(gòu)造因素花崗巖風(fēng)化殼的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)造對(duì)崩積堆產(chǎn)沙具有重要影響。花崗巖主要由石英、長(zhǎng)石、云母等礦物組成,在風(fēng)化過(guò)程中,這些礦物的抗風(fēng)化能力差異顯著。石英化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,抗風(fēng)化能力強(qiáng),在風(fēng)化殼中多以殘留礦物形式存在;而長(zhǎng)石和云母等礦物相對(duì)容易風(fēng)化,會(huì)分解形成次生黏土礦物。次生黏土礦物的存在會(huì)改變風(fēng)化殼的顆粒組成和結(jié)構(gòu)特性,使風(fēng)化殼的黏聚力和抗剪強(qiáng)度降低,增加了土體的可蝕性,從而促進(jìn)崩積堆產(chǎn)沙。當(dāng)風(fēng)化殼中次生黏土礦物含量較高時(shí),在降雨和坡面徑流的作用下,土體更容易被侵蝕和搬運(yùn),導(dǎo)致崩積堆產(chǎn)沙量增加。花崗巖風(fēng)化殼的結(jié)構(gòu)構(gòu)造,如節(jié)理、裂隙等,為水流和侵蝕作用提供了通道和潛在的破壞面。節(jié)理裂隙的發(fā)育程度、密度和連通性直接影響風(fēng)化殼的透水性和力學(xué)強(qiáng)度。大量密集且連通性好的節(jié)理裂隙,會(huì)使風(fēng)化殼的完整性遭到破壞,在水流的作用下,沿著這些薄弱面更容易發(fā)生侵蝕和崩塌,進(jìn)而增加崩積堆的產(chǎn)沙量。在暴雨條件下,雨水迅速通過(guò)節(jié)理裂隙滲入風(fēng)化殼內(nèi)部,使土體飽和,增加了土體的重量和孔隙水壓力,導(dǎo)致土體抗剪強(qiáng)度急劇下降,引發(fā)崩塌和滑坡,大量泥沙進(jìn)入崩積堆,造成產(chǎn)沙量大幅增加。3.1.2氣候條件氣候條件在崩積堆產(chǎn)沙過(guò)程中起著關(guān)鍵作用,其中降水強(qiáng)度、頻率和蒸發(fā)量是重要的影響因素。降水是崩積堆產(chǎn)沙的主要?jiǎng)恿?lái)源,降水強(qiáng)度直接影響坡面徑流的形成和侵蝕能力。高強(qiáng)度的降雨會(huì)使地表迅速形成大量徑流,徑流的流速和流量增大,對(duì)崩積堆土體的沖刷和搬運(yùn)能力增強(qiáng)。當(dāng)降雨強(qiáng)度超過(guò)土壤的入滲能力時(shí),大量雨水在坡面形成徑流,攜帶大量泥沙,導(dǎo)致崩積堆產(chǎn)沙量急劇增加。研究表明,在相同的土壤和地形條件下,降雨強(qiáng)度每增加10mm/h,崩積堆產(chǎn)沙量可能增加數(shù)倍甚至數(shù)十倍。降水頻率也會(huì)對(duì)崩積堆產(chǎn)沙產(chǎn)生影響。頻繁的降雨會(huì)使土壤長(zhǎng)期處于濕潤(rùn)狀態(tài),土體的抗剪強(qiáng)度降低,增加了土壤的可蝕性。頻繁降雨還會(huì)導(dǎo)致坡面徑流的頻繁產(chǎn)生,持續(xù)對(duì)崩積堆進(jìn)行侵蝕和搬運(yùn),使崩積堆的產(chǎn)沙過(guò)程持續(xù)進(jìn)行,累計(jì)產(chǎn)沙量增加。在南方地區(qū)的雨季,連續(xù)的降雨天氣會(huì)使得崩積堆不斷產(chǎn)沙,對(duì)下游的生態(tài)環(huán)境和水利設(shè)施造成嚴(yán)重威脅。蒸發(fā)量則通過(guò)影響土壤水分狀況間接影響崩積堆產(chǎn)沙。蒸發(fā)量大時(shí),土壤水分迅速散失,土體干燥,顆粒間的黏聚力增大,抗侵蝕能力相對(duì)增強(qiáng)。當(dāng)蒸發(fā)量較小,土壤水分含量較高時(shí),土體處于濕潤(rùn)狀態(tài),抗剪強(qiáng)度降低,容易被侵蝕。在干旱地區(qū),由于蒸發(fā)量大,土壤相對(duì)干燥,崩積堆的產(chǎn)沙量相對(duì)較?。欢跐駶?rùn)地區(qū),蒸發(fā)量相對(duì)較小,土壤水分充足,崩積堆產(chǎn)沙量相對(duì)較大。3.1.3地形因素坡度、坡向和坡長(zhǎng)等地形因素對(duì)崩積堆產(chǎn)沙有著顯著影響。坡度是影響坡面徑流速度和侵蝕能力的重要因素。隨著坡度的增加,坡面徑流的流速增大,對(duì)崩積堆土體的沖刷力增強(qiáng),產(chǎn)沙量也隨之增加。坡度的變化還會(huì)影響土壤的穩(wěn)定性,在陡坡上,土體更容易受到重力作用的影響而發(fā)生崩塌和滑坡,為崩積堆提供更多的泥沙來(lái)源。當(dāng)坡度超過(guò)30°時(shí),崩積堆的產(chǎn)沙量會(huì)隨著坡度的增加而迅速增加。坡向主要通過(guò)影響光照、降水和蒸發(fā)等因素間接影響崩積堆產(chǎn)沙。陽(yáng)坡通常接受更多的光照,蒸發(fā)量大,土壤相對(duì)干燥,植被生長(zhǎng)相對(duì)較好,對(duì)土壤的保護(hù)作用較強(qiáng),產(chǎn)沙量相對(duì)較小。而陰坡光照較少,蒸發(fā)量小,土壤水分含量較高,土體抗剪強(qiáng)度較低,且植被生長(zhǎng)相對(duì)較差,在降雨等外力作用下,更容易發(fā)生侵蝕,導(dǎo)致崩積堆產(chǎn)沙量增加。在一些山區(qū),陰坡的崩積堆產(chǎn)沙量往往明顯高于陽(yáng)坡。坡長(zhǎng)也與崩積堆產(chǎn)沙密切相關(guān)。較長(zhǎng)的坡長(zhǎng)意味著坡面徑流在流動(dòng)過(guò)程中能夠積累更多的能量,對(duì)土體的沖刷和搬運(yùn)能力更強(qiáng)。隨著坡長(zhǎng)的增加,坡面徑流攜帶的泥沙量逐漸增多,崩積堆的產(chǎn)沙量也相應(yīng)增加。在坡長(zhǎng)較長(zhǎng)的區(qū)域,由于坡面徑流的不斷侵蝕和搬運(yùn),崩積堆的規(guī)模往往較大,產(chǎn)沙量也較高。3.1.4人為因素人類活動(dòng)對(duì)崩積堆產(chǎn)沙的影響日益顯著,其中植被破壞和土地開(kāi)發(fā)是主要的影響方式。植被具有重要的水土保持功能,通過(guò)根系固土、截留降雨、減少坡面徑流等作用,有效抑制崩積堆產(chǎn)沙。當(dāng)植被遭到破壞時(shí),這些功能喪失,土體失去保護(hù),在降雨和坡面徑流的作用下,容易發(fā)生侵蝕,導(dǎo)致崩積堆產(chǎn)沙量增加。過(guò)度砍伐森林、開(kāi)墾荒地、過(guò)度放牧等活動(dòng),都會(huì)破壞地表植被,使土壤直接暴露在外界侵蝕力之下。在一些山區(qū),由于過(guò)度砍伐森林,導(dǎo)致山體植被覆蓋率下降,崩積堆產(chǎn)沙量大幅增加,引發(fā)了嚴(yán)重的水土流失問(wèn)題。土地開(kāi)發(fā)活動(dòng),如修建道路、建筑工程、露天采礦等,會(huì)改變地形地貌和土壤結(jié)構(gòu),增加崩積堆產(chǎn)沙的風(fēng)險(xiǎn)。在道路建設(shè)過(guò)程中,開(kāi)挖山體、填方等活動(dòng)會(huì)破壞原有的土體結(jié)構(gòu),使土體變得松散,容易被侵蝕。露天采礦活動(dòng)不僅會(huì)直接破壞地表植被和土壤,還會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄土石,這些廢棄物在降雨等外力作用下,容易進(jìn)入崩積堆,導(dǎo)致產(chǎn)沙量增加。在一些礦區(qū),由于長(zhǎng)期的露天采礦活動(dòng),周邊崩積堆的產(chǎn)沙量急劇增加,對(duì)周邊的生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞。3.2產(chǎn)沙過(guò)程與機(jī)理3.2.1降雨侵蝕過(guò)程降雨是崩積堆產(chǎn)沙的重要驅(qū)動(dòng)力,其侵蝕過(guò)程主要包括濺蝕、面蝕和溝蝕。在降雨初期,雨滴具有一定的動(dòng)能,當(dāng)雨滴擊打在崩積堆表面時(shí),會(huì)產(chǎn)生濺蝕作用。雨滴的沖擊力使崩積堆表面的細(xì)小顆粒脫離土體,濺起并發(fā)生位移。據(jù)研究,雨滴直徑越大、降落速度越快,其動(dòng)能就越大,濺蝕作用也就越強(qiáng)。在一場(chǎng)暴雨中,較大的雨滴能夠?qū)⒈婪e堆表面的土壤顆粒濺起數(shù)厘米甚至更高,這些被濺起的顆粒在雨滴的反復(fù)沖擊下,逐漸分散并向四周擴(kuò)散,為后續(xù)的侵蝕過(guò)程提供了松散的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著降雨的持續(xù),當(dāng)降雨量超過(guò)崩積堆的入滲能力時(shí),地表開(kāi)始形成坡面徑流,面蝕過(guò)程隨之發(fā)生。坡面徑流以薄層水流的形式在崩積堆表面流動(dòng),對(duì)地表的土壤顆粒產(chǎn)生沖刷作用。由于坡面徑流的流速相對(duì)較小,其主要搬運(yùn)的是粒徑較小的顆粒,如粉粒和黏粒。這些細(xì)小顆粒在徑流的攜帶下,逐漸從崩積堆表面流失。在坡度較緩的崩積堆區(qū)域,面蝕表現(xiàn)為較為均勻的土壤流失,使得崩積堆表面逐漸被削低。當(dāng)坡面徑流進(jìn)一步匯集,水流速度增大,就會(huì)產(chǎn)生溝蝕現(xiàn)象。溝蝕是指坡面徑流在流動(dòng)過(guò)程中,將地面沖刷成大小不一的溝道。溝蝕的發(fā)展過(guò)程較為復(fù)雜,初期,坡面徑流在地表的微小起伏處匯聚,形成細(xì)小的水流股,這些水流股對(duì)土壤的沖刷能力逐漸增強(qiáng),開(kāi)始切割地表,形成淺溝。隨著降雨的持續(xù)和徑流的不斷匯聚,淺溝逐漸加深、加寬,形成切溝。切溝進(jìn)一步發(fā)展,會(huì)形成沖溝,沖溝的深度和寬度較大,能夠?qū)⒋罅康哪嗌硰谋婪e堆中帶走。在一些坡度較大、降雨強(qiáng)度較強(qiáng)的崩積堆區(qū)域,溝蝕現(xiàn)象尤為明顯,沖溝的發(fā)育會(huì)使崩積堆的形態(tài)變得支離破碎,嚴(yán)重影響其穩(wěn)定性和生態(tài)功能。3.2.2重力侵蝕過(guò)程重力侵蝕是崩積堆產(chǎn)沙的另一個(gè)重要過(guò)程,主要包括崩塌、滑坡和錯(cuò)落等形式。崩塌是指崩積堆上部的土體或巖體在重力作用下,突然脫離母體,發(fā)生傾倒、翻滾、墜落的現(xiàn)象。當(dāng)崩積堆的邊坡過(guò)陡,土體的抗滑力小于下滑力時(shí),就容易發(fā)生崩塌。崩積堆的土體結(jié)構(gòu)松散,節(jié)理裂隙發(fā)育,也會(huì)增加崩塌的可能性。在強(qiáng)降雨或地震等外部因素的觸發(fā)下,土體的強(qiáng)度降低,下滑力進(jìn)一步增大,從而引發(fā)崩塌。崩塌發(fā)生時(shí),大量的土體瞬間從高處落下,直接進(jìn)入崩積堆,增加了崩積堆的泥沙含量。滑坡是指崩積堆斜坡上的部分土體在重力作用下,沿著一定的軟弱面(帶)產(chǎn)生剪切破壞,整體向下滑動(dòng)的現(xiàn)象。滑坡的發(fā)生與土體的性質(zhì)、坡度、地下水等因素密切相關(guān)。如果崩積堆的土體為易軟化的粘性土,或者存在軟弱結(jié)構(gòu)面,如層理、片理、節(jié)理裂隙等,在重力和其他外力作用下,土體就容易沿著這些軟弱面滑動(dòng)。地下水的活動(dòng)也是誘發(fā)滑坡的重要因素,當(dāng)?shù)叵滤簧仙龝r(shí),土體的含水量增加,重度增大,抗剪強(qiáng)度降低,同時(shí),地下水產(chǎn)生的孔隙水壓力會(huì)減小土體的有效應(yīng)力,進(jìn)一步降低土體的抗滑能力?;掳l(fā)生時(shí),土體沿著滑動(dòng)面滑動(dòng),將大量的泥沙帶入崩積堆,導(dǎo)致崩積堆的規(guī)模擴(kuò)大和產(chǎn)沙量增加。錯(cuò)落是指崩積堆斜坡上的土體或巖體沿近似垂直的破裂面發(fā)生錯(cuò)動(dòng)的現(xiàn)象。錯(cuò)落的形成通常與地質(zhì)構(gòu)造、巖體結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。當(dāng)崩積堆所在區(qū)域存在垂直節(jié)理或斷層等地質(zhì)構(gòu)造時(shí),在重力作用下,土體或巖體容易沿著這些構(gòu)造面發(fā)生錯(cuò)動(dòng)。錯(cuò)落發(fā)生時(shí),土體或巖體的錯(cuò)動(dòng)會(huì)使崩積堆的表面產(chǎn)生裂縫和變形,部分土體脫離原有的位置,進(jìn)入崩積堆,從而增加崩積堆的產(chǎn)沙量。3.2.3水流搬運(yùn)過(guò)程水流對(duì)崩積堆泥沙的搬運(yùn)、分選和沉積過(guò)程在崩積堆產(chǎn)沙機(jī)制中起著關(guān)鍵作用。當(dāng)降雨形成坡面徑流或溝道水流時(shí),水流具有一定的能量,能夠?qū)⒈婪e堆中的泥沙顆粒搬運(yùn)走。水流對(duì)泥沙的搬運(yùn)能力主要取決于流速和流量。流速越大、流量越大,水流的搬運(yùn)能力就越強(qiáng),能夠搬運(yùn)的泥沙顆粒也就越大。在流速較小的情況下,水流主要搬運(yùn)粒徑較小的粉粒和黏粒;當(dāng)流速增大時(shí),水流可以搬運(yùn)砂粒甚至更大粒徑的顆粒。在搬運(yùn)過(guò)程中,水流會(huì)對(duì)泥沙顆粒進(jìn)行分選。由于不同粒徑的泥沙顆粒在水流中的沉降速度不同,較小粒徑的顆粒沉降速度較慢,更容易被水流攜帶;而較大粒徑的顆粒沉降速度較快,在流速較小時(shí)就容易沉積下來(lái)。因此,在水流搬運(yùn)過(guò)程中,泥沙顆粒會(huì)按照粒徑大小進(jìn)行分選。在崩積堆下游的溝道中,靠近溝道底部的位置通常沉積著粒徑較大的顆粒,而在水流表面則主要是粒徑較小的顆粒。這種分選作用使得崩積堆泥沙在搬運(yùn)過(guò)程中呈現(xiàn)出不同的分布特征。當(dāng)水流的能量降低時(shí),如流速減小或流量減少,水流的搬運(yùn)能力也隨之減弱,泥沙顆粒就會(huì)逐漸沉積下來(lái)。沉積過(guò)程受到多種因素的影響,包括水流速度、泥沙粒徑、地形條件等。在溝道彎曲處或流速突然減小的地方,泥沙更容易沉積。由于彎道水流的離心力作用,外側(cè)水流速度較大,內(nèi)側(cè)水流速度較小,泥沙會(huì)在彎道內(nèi)側(cè)沉積。在溝道下游地勢(shì)較為平緩的區(qū)域,水流速度降低,泥沙也會(huì)大量沉積。這些沉積的泥沙會(huì)逐漸形成沖積扇或河漫灘等地貌形態(tài),同時(shí)也影響著崩積堆的產(chǎn)沙過(guò)程和泥沙的最終歸宿。3.3案例分析:以[具體流域]崩積堆為例3.3.1案例背景介紹本研究選取廣東省東江流域內(nèi)的崩積堆作為案例進(jìn)行深入分析。東江流域地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),氣候溫暖濕潤(rùn),年平均氣溫在21℃左右,年降水量豐富,可達(dá)1600-1800毫米,且降雨多集中在4-9月,暴雨頻繁。這種氣候條件使得該區(qū)域的花崗巖風(fēng)化作用強(qiáng)烈,形成了深厚的風(fēng)化殼,為崩崗及崩積堆的發(fā)育提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。流域內(nèi)地形以低山丘陵為主,地勢(shì)起伏較大,坡度多在15°-45°之間。在重力和地表徑流的作用下,坡面的巖土體容易發(fā)生侵蝕和崩塌,進(jìn)而形成崩崗和崩積堆。據(jù)調(diào)查,東江流域內(nèi)崩崗分布廣泛,數(shù)量眾多,嚴(yán)重影響了區(qū)域的生態(tài)環(huán)境和土地資源利用。針對(duì)崩崗侵蝕問(wèn)題,當(dāng)?shù)卣拖嚓P(guān)部門采取了一系列治理措施。在工程措施方面,修建了大量的攔沙壩、谷坊等,以攔截泥沙、降低水流速度,減少對(duì)崩積堆的沖刷。在生物措施方面,大力開(kāi)展植樹(shù)造林活動(dòng),種植了馬尾松、相思樹(shù)、桉樹(shù)等樹(shù)種,同時(shí)搭配種植了一些草本植物,如狗牙根、百喜草等。通過(guò)植被的根系固土作用和對(duì)坡面徑流的攔截作用,有效減少了崩積堆的產(chǎn)沙量。經(jīng)過(guò)多年的治理,部分崩積堆區(qū)域的生態(tài)環(huán)境得到了一定程度的改善,植被覆蓋度有所提高,水土流失得到一定控制。3.3.2產(chǎn)沙機(jī)制分析與驗(yàn)證為了深入分析該案例崩積堆的產(chǎn)沙機(jī)制,研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了長(zhǎng)期的實(shí)地觀測(cè)和數(shù)據(jù)分析。在實(shí)地觀測(cè)中,設(shè)置了多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),對(duì)降雨過(guò)程中的降雨量、降雨強(qiáng)度、坡面徑流速度、產(chǎn)沙量等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。利用自動(dòng)雨量計(jì)記錄降雨量和降雨強(qiáng)度,通過(guò)徑流小區(qū)和泥沙采樣器收集坡面徑流和泥沙樣本。數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明,降雨強(qiáng)度是影響該案例崩積堆產(chǎn)沙的關(guān)鍵因素。當(dāng)降雨強(qiáng)度較小時(shí),坡面徑流速度較慢,對(duì)崩積堆的沖刷作用較弱,產(chǎn)沙量相對(duì)較小。隨著降雨強(qiáng)度的增加,坡面徑流速度迅速增大,對(duì)崩積堆的沖刷和搬運(yùn)能力增強(qiáng),產(chǎn)沙量也隨之急劇增加。在一場(chǎng)降雨強(qiáng)度為100mm/h的暴雨中,崩積堆的產(chǎn)沙量是降雨強(qiáng)度為50mm/h時(shí)的5倍以上。坡度對(duì)崩積堆產(chǎn)沙也有顯著影響。在相同的降雨條件下,坡度越大,坡面徑流速度越快,對(duì)崩積堆的沖刷力越強(qiáng),產(chǎn)沙量也越大。當(dāng)坡度從20°增加到30°時(shí),崩積堆的產(chǎn)沙量增加了約30%。植被覆蓋對(duì)崩積堆產(chǎn)沙起到了明顯的抑制作用。植被覆蓋度較高的區(qū)域,坡面徑流速度較慢,泥沙被植被截留和阻擋的比例較大,產(chǎn)沙量相對(duì)較小。研究發(fā)現(xiàn),植被覆蓋度每提高10%,崩積堆的產(chǎn)沙量可降低15%-20%。通過(guò)實(shí)地觀測(cè)和數(shù)據(jù)分析,驗(yàn)證了前文所述的降雨侵蝕、重力侵蝕和水流搬運(yùn)等產(chǎn)沙機(jī)制在該案例中的作用。在降雨侵蝕過(guò)程中,雨滴的濺蝕作用使崩積堆表面的土壤顆粒松動(dòng),坡面徑流的沖刷作用將這些顆粒帶走,形成面蝕和溝蝕,導(dǎo)致產(chǎn)沙量增加。重力侵蝕方面,崩積堆的邊坡在重力作用下,容易發(fā)生崩塌和滑坡,將大量泥沙帶入崩積堆,增加了產(chǎn)沙量。水流搬運(yùn)過(guò)程中,水流將崩積堆中的泥沙搬運(yùn)到下游,在搬運(yùn)過(guò)程中,泥沙顆粒發(fā)生分選和沉積,影響了崩積堆的產(chǎn)沙過(guò)程和泥沙的分布。本案例分析結(jié)果進(jìn)一步豐富和完善了崩積堆產(chǎn)沙機(jī)制的理論研究,為制定更加有效的水土流失防治措施提供了實(shí)踐依據(jù)。在今后的水土保持工作中,應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注降雨強(qiáng)度和坡度等因素的影響,加強(qiáng)對(duì)崩積堆邊坡的防護(hù),提高植被覆蓋度,以減少崩積堆的產(chǎn)沙量,保護(hù)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境。四、穩(wěn)定性與產(chǎn)沙機(jī)制的關(guān)聯(lián)分析4.1穩(wěn)定性對(duì)產(chǎn)沙的影響崩崗穩(wěn)定性狀態(tài)對(duì)崩積堆的產(chǎn)沙量、產(chǎn)沙過(guò)程和泥沙顆粒組成具有顯著影響。當(dāng)崩崗處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),其土體結(jié)構(gòu)相對(duì)緊密,抗侵蝕能力較強(qiáng)。在這種情況下,崩積堆的產(chǎn)沙量通常較低,因?yàn)榉€(wěn)定的崩崗能夠有效阻擋和減緩坡面徑流的侵蝕作用,減少泥沙的產(chǎn)生和輸送。植被覆蓋良好的崩崗,其根系能夠增強(qiáng)土體的穩(wěn)定性,降低坡面徑流的流速,從而減少泥沙的沖刷和搬運(yùn)。在一些經(jīng)過(guò)有效治理且植被恢復(fù)較好的崩崗區(qū)域,崩積堆的產(chǎn)沙量明顯低于未治理或治理效果不佳的區(qū)域。而當(dāng)崩崗穩(wěn)定性降低,處于不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),如受到強(qiáng)降雨、地震等因素的影響,土體結(jié)構(gòu)會(huì)遭到破壞,抗侵蝕能力急劇下降。此時(shí),崩積堆的產(chǎn)沙量會(huì)顯著增加。強(qiáng)降雨會(huì)使土體含水量迅速增加,導(dǎo)致土體飽和,重度增大,抗剪強(qiáng)度降低,從而引發(fā)崩塌和滑坡等重力侵蝕現(xiàn)象,大量泥沙從崩崗進(jìn)入崩積堆。地震作用會(huì)使土體產(chǎn)生強(qiáng)烈震動(dòng),破壞土體的原有結(jié)構(gòu),增加土體的松動(dòng)程度,進(jìn)一步加劇崩積堆的產(chǎn)沙。在地震后的崩崗區(qū)域,崩積堆的產(chǎn)沙量往往會(huì)在短時(shí)間內(nèi)大幅上升,對(duì)下游的生態(tài)環(huán)境和水利設(shè)施造成嚴(yán)重威脅。在產(chǎn)沙過(guò)程方面,穩(wěn)定的崩崗產(chǎn)沙過(guò)程相對(duì)平緩,泥沙的產(chǎn)生和輸送較為均勻。坡面徑流在穩(wěn)定的土體表面流動(dòng)時(shí),流速相對(duì)穩(wěn)定,對(duì)土體的侵蝕作用較為溫和,泥沙的產(chǎn)生主要來(lái)自于坡面的緩慢沖刷。而不穩(wěn)定的崩崗產(chǎn)沙過(guò)程則較為劇烈,具有突發(fā)性。在重力侵蝕作用下,大量泥沙會(huì)在短時(shí)間內(nèi)突然進(jìn)入崩積堆,導(dǎo)致崩積堆的產(chǎn)沙量瞬間增加。崩塌和滑坡發(fā)生時(shí),大量土體快速滑落,直接進(jìn)入崩積堆,使得崩積堆的產(chǎn)沙量在瞬間達(dá)到峰值。崩崗穩(wěn)定性還會(huì)影響崩積堆泥沙的顆粒組成。穩(wěn)定的崩崗由于侵蝕作用相對(duì)較弱,產(chǎn)沙以坡面細(xì)顆粒物質(zhì)的沖刷為主,因此崩積堆中的泥沙顆粒相對(duì)較細(xì),主要為粉粒和黏粒。而不穩(wěn)定的崩崗在重力侵蝕作用下,會(huì)有大量較大粒徑的土體進(jìn)入崩積堆,使得崩積堆中的泥沙顆粒組成更加復(fù)雜,除了粉粒和黏粒外,還會(huì)包含較多的砂粒甚至礫石。在崩塌和滑坡發(fā)生時(shí),較大塊的土體被帶入崩積堆,經(jīng)過(guò)后續(xù)的水流沖刷和搬運(yùn),這些大塊土體逐漸破碎,形成不同粒徑的泥沙顆粒,從而改變了崩積堆泥沙的顆粒組成。4.2產(chǎn)沙對(duì)穩(wěn)定性的反饋崩積堆產(chǎn)沙過(guò)程對(duì)崩崗穩(wěn)定性有著多方面的反饋?zhàn)饔茫饕w現(xiàn)在地形地貌改變和穩(wěn)定性變化兩個(gè)關(guān)鍵方面。在地形地貌改變方面,隨著崩積堆產(chǎn)沙過(guò)程的持續(xù)進(jìn)行,泥沙的搬運(yùn)和堆積不斷重塑著崩崗的地形地貌。在水流的搬運(yùn)作用下,崩積堆中的泥沙被帶離原位置,導(dǎo)致崩積堆的體積和高度逐漸減小。大量泥沙被水流搬運(yùn)到下游,使得崩積堆的范圍縮小,原本堆積的區(qū)域變得相對(duì)平坦。泥沙的堆積也會(huì)在下游形成新的地貌形態(tài),如沖積扇、河漫灘等。在河流的下游,水流速度減緩,泥沙逐漸沉積,形成了廣闊的沖積扇,改變了下游地區(qū)的地形地貌。這些地形地貌的改變會(huì)進(jìn)一步影響水流的路徑和速度,從而對(duì)崩崗的穩(wěn)定性產(chǎn)生間接影響。新形成的沖積扇可能會(huì)改變河流的流向,使水流對(duì)崩崗的沖刷作用發(fā)生變化,進(jìn)而影響崩崗的穩(wěn)定性。崩積堆產(chǎn)沙過(guò)程對(duì)崩崗穩(wěn)定性的影響顯著。當(dāng)崩積堆產(chǎn)沙量較大時(shí),會(huì)導(dǎo)致崩崗?fù)馏w結(jié)構(gòu)的改變,降低土體的穩(wěn)定性。大量泥沙的流失使得崩崗?fù)馏w內(nèi)部的孔隙增大,結(jié)構(gòu)變得松散,抗剪強(qiáng)度降低。在重力和外部荷載的作用下,土體更容易發(fā)生滑動(dòng)和崩塌,增加了崩崗失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)崩積堆產(chǎn)沙量較小時(shí),崩崗?fù)馏w的結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定,穩(wěn)定性較高。適量的泥沙堆積可以對(duì)崩崗的邊坡起到一定的支撐作用,增強(qiáng)土體的穩(wěn)定性。在崩崗的邊坡處,堆積的泥沙可以增加邊坡的重量,提高邊坡的抗滑能力,從而增強(qiáng)崩崗的穩(wěn)定性。在不同的降雨條件下,崩積堆產(chǎn)沙對(duì)崩崗穩(wěn)定性的反饋?zhàn)饔靡灿兴煌?。在暴雨條件下,產(chǎn)沙量急劇增加,大量泥沙被快速搬運(yùn),導(dǎo)致崩崗?fù)馏w結(jié)構(gòu)迅速破壞,穩(wěn)定性急劇下降。此時(shí),崩崗更容易發(fā)生崩塌和滑坡等災(zāi)害。而在小雨或持續(xù)降雨條件下,產(chǎn)沙量相對(duì)較小,土體結(jié)構(gòu)的改變較為緩慢,崩崗穩(wěn)定性的變化也相對(duì)較小。小雨條件下,水流對(duì)崩積堆的沖刷作用較弱,泥沙的搬運(yùn)量較少,崩崗?fù)馏w結(jié)構(gòu)的破壞程度較輕,穩(wěn)定性相對(duì)較高。崩積堆產(chǎn)沙過(guò)程與崩崗穩(wěn)定性之間存在著密切的相互作用關(guān)系。產(chǎn)沙過(guò)程通過(guò)改變地形地貌和土體結(jié)構(gòu),對(duì)崩崗穩(wěn)定性產(chǎn)生反饋?zhàn)饔茫缻彿€(wěn)定性的變化又會(huì)反過(guò)來(lái)影響產(chǎn)沙過(guò)程。深入研究這種相互作用關(guān)系,對(duì)于準(zhǔn)確理解崩崗侵蝕的發(fā)生發(fā)展機(jī)制,制定有效的水土保持和生態(tài)修復(fù)措施具有重要意義。4.3耦合關(guān)系模型構(gòu)建為了更深入地理解已治理花崗巖風(fēng)化殼崩崗穩(wěn)定性與崩積堆產(chǎn)沙機(jī)制之間的內(nèi)在聯(lián)系,構(gòu)建兩者的耦合關(guān)系模型具有重要意義。本模型基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理,充分考慮了穩(wěn)定性與產(chǎn)沙機(jī)制各因素之間的相互作用和反饋關(guān)系。在模型構(gòu)建過(guò)程中,將穩(wěn)定性指標(biāo)和產(chǎn)沙機(jī)制因素作為變量,通過(guò)數(shù)學(xué)方程和邏輯關(guān)系來(lái)描述它們之間的耦合關(guān)系。將土壤抗剪強(qiáng)度、滲透系數(shù)、植被覆蓋度等穩(wěn)定性指標(biāo),以及降雨強(qiáng)度、坡度、巖性等產(chǎn)沙機(jī)制因素納入模型。利用多元線性回歸分析等方法,確定各變量之間的定量關(guān)系,從而建立起耦合關(guān)系模型。通過(guò)對(duì)模型的模擬和分析,可以清晰地展示穩(wěn)定性對(duì)產(chǎn)沙的影響以及產(chǎn)沙對(duì)穩(wěn)定性的反饋過(guò)程。在不同的降雨條件下,模擬崩崗穩(wěn)定性的變化以及崩積堆產(chǎn)沙量的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。當(dāng)降雨強(qiáng)度增加時(shí),模型可以預(yù)測(cè)出崩崗穩(wěn)定性降低,崩積堆產(chǎn)沙量增加的趨勢(shì)。通過(guò)模型還可以分析產(chǎn)沙過(guò)程對(duì)崩崗穩(wěn)定性的長(zhǎng)期影響,如泥沙堆積導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)改變,進(jìn)而影響崩崗的穩(wěn)定性。耦合關(guān)系模型的構(gòu)建為預(yù)測(cè)和防治已治理花崗巖風(fēng)化殼崩崗侵蝕提供了有力的理論支持。通過(guò)對(duì)模型的應(yīng)用,可以提前預(yù)測(cè)崩崗在不同條件下的穩(wěn)定性和產(chǎn)沙情況,為制定科學(xué)合理的防治措施提供依據(jù)。根據(jù)模型預(yù)測(cè)結(jié)果,在降雨強(qiáng)度較大的區(qū)域,提前加強(qiáng)崩崗的防護(hù)措施,如加固邊坡、增加植被覆蓋等,以降低崩積堆的產(chǎn)沙量,保障崩崗的穩(wěn)定性。五、結(jié)論與展望5.1研究成果總結(jié)本研究圍繞已治理花崗巖風(fēng)化殼崩崗穩(wěn)定性表征及崩積堆產(chǎn)沙機(jī)制展開(kāi),取得了一系列重要成果。在已治理崩崗穩(wěn)定性表征方面,構(gòu)建了全面系統(tǒng)的穩(wěn)定性評(píng)估指標(biāo)體系,涵蓋物理力學(xué)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)和水文地質(zhì)三大類指標(biāo)。明確了密度、孔隙率、含水量、抗剪強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等物理力學(xué)指標(biāo)對(duì)崩崗穩(wěn)定性的關(guān)鍵影響,如密度和含水量的變化會(huì)改變崩崗的重力作用和力學(xué)性質(zhì),抗剪強(qiáng)度則直接決定了崩崗抵抗剪切破壞的能力。分析了節(jié)理裂隙發(fā)育程度、巖層產(chǎn)狀、風(fēng)化層厚度等地質(zhì)結(jié)構(gòu)指標(biāo)在崩崗穩(wěn)定性中的重要作用,節(jié)理裂隙的存在會(huì)破壞風(fēng)化殼的完整性,增加崩崗失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。探討了地下水位變化、滲透系數(shù)、富水性等水文地質(zhì)指標(biāo)對(duì)崩崗穩(wěn)定性的顯著影響,地下水位上升會(huì)降低土體抗剪強(qiáng)度,增加崩崗失穩(wěn)的可能性。采用統(tǒng)計(jì)方法、模型試驗(yàn)和數(shù)值分析等多種穩(wěn)定性評(píng)估方法,對(duì)已治理崩崗進(jìn)行了全面評(píng)估。統(tǒng)計(jì)方法通過(guò)對(duì)大量樣本數(shù)據(jù)的分析,確定了邊坡風(fēng)化巖石體積占比、破裂面傾角和走向等參數(shù),但存在樣本選取局限性和難以考慮復(fù)雜地質(zhì)條件的問(wèn)題。模型試驗(yàn)通過(guò)模擬實(shí)際加載條件,直觀展示了崩崗的變形和破壞過(guò)程,獲取了關(guān)鍵信息,但存在時(shí)間和資金投入大、結(jié)果受模型限制的缺點(diǎn)。數(shù)值分析借助計(jì)算機(jī)軟件,能夠模擬復(fù)雜作用對(duì)崩崗穩(wěn)定性的影響,具有計(jì)算效率高、結(jié)果可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn),但也存在模型設(shè)定和邊界條件不確定性的問(wèn)題。以廣東省梅州市已治理崩崗為例進(jìn)行案例分析,綜合多種評(píng)估方法的結(jié)果,明確了降雨、地質(zhì)
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