岩质滑坡稳定性评价研究现状

(整期优先)网络出版时间:2022-11-16
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岩质滑坡稳定性评价研究现状

代玉婷

中陕高标准农田建设集团有限公司  陕西 杨凌712100

摘要:随着我国基建建设的飞速发展,工程活动对原有的地形地貌造成巨大改变,其中岩质滑坡的发生十分常见,滑坡对人民的生命安全以及财产安全都造成了巨大的威胁。滑坡稳定性分析是后续设计治理工作的基础。本文针对我国岩质滑坡稳定性评价问题,从滑坡稳定性发展、评价方法两个方向进行论述,以期工程技术人员在实际工程中能够加以综合运用。

关键词:岩质滑坡;稳定性;研究现状

0 引言

随着社会的发展进步,滑坡稳定性的理论体系不断得到完善,对滑坡稳定性的认识也不断增加。在发展前期,其评价方法主要是以弹塑性理论、线弹性假定为基础,这些假定条件使力学分析过程中存在较多不合理,从而使分析结果与实际相差甚远[1];20 世纪初,大量学者开始对土质滑坡进行研究分析[2],对岩质滑坡的概念及认识都较少,这个研究阶段时在定性分析的基础上向定量分析方向进行研究[3];20 世纪中叶以后,人们在土质滑坡的基础上,开始去认识岩体结构,其概念也进一步明确,但这一阶段还是以静态评价为主,鲜少研究滑坡动态评价[4]21 世纪后,在我国西南地区建设大批的大型水利工程,引发大量滑坡地质灾害后,许多学者开始关注滑坡稳定性研究,认为滑坡失稳是一个渐进破坏的动态过程,对滑坡稳定性评价开始立足在动态评价上。

1 滑坡稳定性评价方法

在岩土工程的发展过程中,滑坡稳定性研究在其中扮演重要角色,根据研究方向的不同,可将研究方法分为定性分析和定量分析[5]

定性分析主要是通过工程地质勘察,首先明确岩体结构及其物理力学性质,对岩质滑坡的破坏模式以及发展趋势进行预测,从而对滑坡稳定性进行评价。该方法依靠分析人员具有非常丰富的工程经验,因此评价结果具有个人主观性,随机性较大[6]

定量分析主要包括极限平衡法与数值分析法,其是将岩土力学原理与数学分析相结合再应用于滑坡稳定性分析中。采用极限平衡法的滑坡稳定性评价方法有Bishop法、瑞典条分法、Sarma法等。陈祖煜对条分法进行归纳总结,在此基础上提出概化的滑坡稳定性平衡方程,并针对数值方法进行修正,从而得到滑坡安全系数的严格解[7]; 郑颖人在土质边坡的基础上,将强度折减法引入到岩质边坡中,采用此法模拟出带节理的岩质边坡的滑面,并计算出相应的滑坡稳定性系数,在此基础上,可以对贯通和未贯通的节理岩质边坡进行稳定性评价分析,并且可以考虑水力作用[8];徐礼华将强度折减法应用于水库库岸稳定性分析评价当中,结果表明水库蓄水位变化对库岸滑坡稳定性影响明显[9];任伟中结合试验对滑坡力学进行反算,提出了一种滑坡力学参数的综合选取方法并结合工程实例进行验证[10];张少杰结合汶川地震灾区,基于极限平衡方程,总结出一种不稳定坡体的评价方法[11]

2 滑坡动态稳定性评价

滑坡的动态稳定性评价大多数都是基于滑坡的渐进破坏过程进行开展的。Karl Terzaghi、Skempton A.W.等人最早提出了滑坡渐进失稳概念,并将此概念与滑坡稳定性研究相结合[12];李英通过对巴东红石包滑坡内部水平位移与渗透水压力进行长期监测, 将其监测结果应用到滑坡稳定性动态分析当中[13];邹宗兴将顺层岩质滑坡的渐进锁固力 学模型与工程实例相结合[14];韩流根据渐进破坏模型推导计算出滑坡稳定性评价公式,并结合工程实例进行验证[15];张龙飞在顺层滑坡分段模型的基础上,考虑推力作用,并提出每个阶段划分标准[16];杜文杰依据岩羊村滑坡,在尖点突变理论的基础上,考虑滑 坡不同介质特点,并将这些理论应用于滑坡的稳定性评价当中,研究分析滑坡失稳机制。

在大量滑坡静态分析成果的基础上,滑坡动态分析发展越来越成熟。本文开展山体滑坡稳定性研究对滑坡的工程防治具有重要的研究意义。

从《滑坡防治工程勘察规范》[52]附录中可将滑坡分类,如表 1.1。

1.1 滑坡分类

有关因素

名称类别

特征说明

浅层

滑坡体厚度在 10m 以内

滑体厚度

中层

滑坡体厚度在 10m-25m 以内

深层

滑坡体厚度在 25m-50m 以内

超深层

滑坡体厚度超过 50m

小型

V<10×104

中型

10×104

滑坡体积(m3)

大型

100×104

特大型

1000×104

巨型

V≥100×104

特大型岩质滑坡失稳(Massive Rock Slope Failure,MRSF)由于其多样的破坏模式, 复杂的影响因素,成为了国际滑坡界研究的热点和难点问题。特大型岩质滑坡运动机制转换迅速、体积的实质性变化和运动质量特性变化复杂,很难对其进行危险评估。MRSF 在地质水文条件下,可能会衍生出多种并发危害,如泥石流等,这种与 MSRF 相关的次生危害是危险的重要组成部分。

MRSF的失稳机制是风险评估的基础,对滑坡灾害防治具有重要的工程意义。朱赛楠以金沙江色拉滑坡为依托,其属于典型特大高位滑坡,通过现场勘查,InSAR 动态观测,详细分析了其形成机理,为此类灾害防治提供科学依据

[17];殷跃平对深圳 12.20 渣土场灾难性滑坡采用遥感影像动态分析,提出了多级建模方法探讨其成灾机理[18];陈剑平分析了不同类型的四处大规模堵江事件的基本特征,采用地质过程机制法分析了其致灾机理[19];柴贺军依据实际调查资料,研究表明滑坡堵江灾害,与我国降雨、地形地貌等密切相关[20];黄润秋对几种典型的大型岩质滑坡的致灾机理,基本特征进行归纳总结,对滑坡地区的防灾减灾工作提供了理论基础[21]

3 结论

(1)经过众多学者多年的研究,但由于滑坡特征越来越复杂,影响因素越多越多,导致滑坡稳定性方法需要不断完善,与更多信息技术相融合。

(2)对于滑坡的动态评价研究甚少,但滑坡的突变机制一直是滑坡的关键问题,在今后的滑坡稳定性评价中还需深入考虑其动态变化机制。

参考文献

[1]罗先启,姜清辉,葛修润,刘斯凤.黄腊石滑坡群石榴树包滑坡稳定性的研究[J].岩石力学与工程学报,2001(01):29-33.

[2]陈祖煜.土质边坡稳定分析原理·方法·程序[M]中国水利水电出版社,2003.

[3]Hoek E, Bray J w. 1981. Rock Slope Engineering[M]. Institute of Mining and Metallurgy,London. 203-210.

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[5]孙玉科.边坡岩体稳定性分析.北京:科学出版社,1998.

[6]黄昌乾,丁恩保.边坡工程常用稳定性分析方法[J].水电站设计,1999(01):54-59.

[7]陈祖煜.土坡稳定分析通用条分法及其改进[J].岩土工程学报,1983(04):11-27.

[8]郑颖人,赵尚毅.有限元强度折减法在土坡与岩坡中的应用[J].岩石力学与工程学报,2004(19):3381-3388.

[9]徐礼华,宋志斌,彭少民.强度折减法在丹江口水库二期工程库岸稳定性分析中的应用[J].武汉理工大学学报,2007(S2):17-21.

[10]任伟中,金亚兵,冯光平,李靖.滑(边)坡稳定性评估探讨[J].岩土力学,2010,31(07):2129-2134.

[11]张少杰,韦方强,刘敦龙,江玉红.基于极限平衡方程和水文模拟的坡体稳定性分析[J].应用基础与工程科学学报,2016,24(06):1181-1192.

[12]Terzaghi, K., and Peck, R.B. Soil Mechanics in Engineering Practice[M]. New York:John Wiley and Sons,1948.

[13]李英, 晏鄂川, 李作成. 三峡库区巴东红石包滑坡稳定性动态分析[J]. 岩土力学,2008,29(S1):412-416.

[14]邹宗兴,唐辉明,熊承仁,吴益平,刘晓,廖少波.大型顺层岩质滑坡渐进破坏地质力学模型与稳定性分析[J].岩石力学与工程学报,2012,31(11):2222-2231.

[15]韩流,舒继森,周伟,才庆祥.边坡渐进破坏过程中力学机理及稳定性分析[J].华中科技大学学报(自然科学版),2014,42(08):128-132.

[16]张龙飞,吴益平,苗发盛,李麟玮,康田.推移式缓倾浅层滑坡渐进破坏力学模型与稳定性分析[J].岩土力学,2019,40(12):4767-4776.

[17]朱赛楠,殷跃平,王猛,朱茂,王晨辉,王文沛,李俊峰,赵慧.金沙江结合带高位远程滑坡失稳机理及减灾对策研究——以金沙江色拉滑坡为例[J].岩土工程学报,2021,43(04):688-697.

[18]殷跃平,李滨,王文沛,詹良通,薛强,高杨,张楠,陈红旗,刘天奎,李爱国.深圳“12·20”渣土场灾难滑坡成灾机理与岩土工程风险控制研究[J].Engineering,2016,2(02):176-216.

[19]陈剑平,李会中.金沙江上游快速隆升河段复杂结构岩体灾变特征与机理[J].吉林大学学报(地球科学版),2016,46(04):1153-1167.

[20]柴贺军,刘汉超,张倬元.中国堵江滑坡发育分布特征[J].山地学报,2000(S1):51-54.

[21]黄润秋.中国西部地区典型岩质滑坡机理研究[J].第四纪研究,2003(06):640-647.