1、118、滑坡体通常的治理方法有哪些?
对滑坡体的治理通常采用削坡、减重反压、设置抗滑挡墙、抗滑桩、锚固和预应力锚固、抗滑键等方法。1)削坡:一是岩体受节理、裂隙切割,较为破碎,可能产生崩塌坠石、边坡局部失稳现象,可采取剥除“危岩”削缓边坡顶部。二是对土质滑坡体,削缓边坡,减小滑动体厚度,以减小滑动力,注意对坡脚下部可能阻滑部分不可削减。边坡高度较大时,可分级留出平台,提高边坡稳定性。2)减重反压:主要适用于推移式滑坡体。特别是滑动面上陡下缓或接近圆弧形时,或滑坡体前缘厚度特别大时,减重效果尤为显著,减重就是挖除滑体上部的岩(土)体,减少上部岩石体重量造成的下滑力。反压则是在滑体前部抗滑地段采取加载措施以增大抗滑力。在减重反压后的边坡,应及时整平,做好防排水措施和坡面绿化,以免裂隙裸露,雨水乘隙渗入边坡内部。3)抗滑挡墙:挡墙是目前较为广泛的抗滑建筑物,借助于挡墙本身重量,支档滑体的剩余下滑力,有抗滑片垛、抗滑片石竹笼、浆砌石抗滑挡墙、混凝土或钢筋混凝土抗滑挡墙、空心抗滑挡墙(明洞)及沉井式抗滑档墙等。4)抗滑桩:抗滑桩系穿过滑体深入于滑床的桩柱,用以支挡滑体的滑动。作为阻滑支撑工程,具有破坏山体少、施工安全、方便、工期短、省工省料的优点,已在国内外广泛采用。5)锚固和预应力锚固:在有裂隙的坚硬岩石边坡,为了增强滑面的正压力,以提高沿滑面的抗滑力,或为固定松动危岩,可采用锚固或预应力锚固措施。一般方法是打钻孔,内插锚杆。6)抗滑键:在软弱土层滑坡地段,可沿滑动面走向,设置抗滑键。通常多采用沿软弱结构面开挖平洞,切入滑动面上下岩体,然后回填混凝土或钢筋混凝土。
2、滑坡形成条件及活动过程分析
1.滑坡形成条件
卡拉滑坡发育在中二叠统色龙群曲布组与上二叠统色龙群曲布日嘎组变质岩接触带附近,两组地层在一深大断裂带F7附近接触。该处山体由砂板岩、变砂岩、石英杂砂岩、灰岩与绢云母千枚状板岩、云母片岩组成,岩性硬软相间,千枚岩、绢云母及云母等由黏土矿物组成的软岩类在上覆硬、厚岩层及水的作用下极易形成滑面。卡拉滑坡左右及后侧的大断裂基本上控制了滑坡边界。前方为帕里河河谷,所以该滑坡有形成滑坡的物质、构造及临空面条件。在帕里河侵蚀到某一深度或地震活动时即可能触发滑坡活动。
从出露的岩层影像及地质环境分析,大致为一缓倾顺层古滑坡。
2.滑坡活动过程及未来活动趋势分析
根据滑坡后壁、滑体的形态及周围地质环境特征,分析卡拉滑坡的首次滑动为基岩滑坡,滑动方式前期以推移式为主,后期则以溯源侵蚀的后退式与推移式相结合。推测其滑动过程为:首先沿某一软弱夹层总体朝NE77°有一大规模整体推移式滑动。根据平均后壁长度推测,平均滑距约为450~500m,帕里河被堵断,有约1/3强的滑体堆积在左岸,被堵断一定时期后,帕里河沿靠近右岸处另开辟了一条河道。由于河道处于疏松的滑坡堆积中,随着帕里河的不断冲刷,将泥沙带到下游,前缘被不断侵蚀,后退,滑坡活动不断向后向上发展,该段河谷逐步发育成为宽约40~300m,平均超过100m的宽谷,滑坡前缘局部活动及溯源侵蚀的后退式活动一直在进行中,形成目前的分级分块形态。目前三处后壁已向后发展过分水岭。预测总体大规模滑动的可能性基本不存在,因为滑体已经分级分块,但前缘滑坡活动引起后部滑体较大规模滑动,造成堵河的可能性是存在的。
3、推移式滑坡的裂缝体系发展变化规律
推移式滑坡是指导致滑坡滑动的“力源”主要来自于滑坡体的中后部,坡体中后部岩土体首先滑动,推挤中前部岩土体产生变形。因此,推移式滑坡的地表裂缝体系往往显示出如下的发展变化规律:
(1)后缘拉裂缝的形成:斜坡在重力或其他外部营力的作用下,稳定性会逐渐降低。当稳定性降低到一定程度后,坡体开始出现变形。推移式滑坡坡体的变形一般是首先在坡体后缘出现基本平行于坡体走向的断续的拉张裂缝。随着变形不断发展,一方面,拉张裂缝数量增多,分布范围增大;另一方面,各断续裂缝长度不断延伸增长,深度加大,并在地表逐渐趋于贯通,形成坡体后缘弧形拉裂缝。当坡体变形总量达到一定程度后,可能会沿裂缝逐级下错,并相继在后缘出现多级弧形拉裂缝和下错台坎(见图1.1c)。
(2)侧翼剪张裂缝的产生:当斜坡变形由后缘的局部变形逐渐向坡体整体滑移的发展过程中,随着坡体后缘裂缝宽度和深部不断增大,变形范围也逐渐由后向前扩展、推进,坡体后部逐渐向前滑移,并由此在滑坡后部的两侧边界开始出现剪切错动带,并产生侧翼剪张裂缝。随着变形的继续增加,坡体由后缘逐渐向前部滑移的范围不断增大,侧翼剪张裂缝呈雁行排列方式不断向前延伸,直至延伸、扩展到坡体前部。一般条件下,侧翼剪张裂缝往往在滑坡体的两侧同步对称出现。如果滑坡体滑动过程中具有一定的旋转性质,或坡体各部位滑移速率不均衡,也可先在滑坡体一侧产生,然后再在另一侧出现。
(3)前缘隆胀裂缝的形成:如果滑坡体前缘临空条件不够好,或滑坡体滑动面在前部具有较长的平缓段甚至反翘段,滑坡体在由后向前的滑移过程中,可能会受到前部岩土体的阻挡。随着后部滑移变形量不断增大,其产生的推力也不断增大,在前缘阻挡部位的坡体将出现隆胀现象,产生鼓丘,并由此形成放射状的纵向隆胀裂缝和横向的隆胀裂缝,如图1.1c所示。
当上述整套裂缝都已出现,并形成基本圈闭的地表裂缝形态时,表明坡体滑动面已基本贯通,坡体整体失稳破坏的条件已经具备,滑坡即将发生。
4、什么是滑坡?北京市哪些地区易发生滑坡?
斜坡上的岩土体由于种种原因在重力作用下沿一定的 软弱面(软弱带)整体向下滑动的现象叫滑坡。有些村民俗称这种现象叫“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。北京地区的滑坡分为土层滑坡和岩层滑坡两类。上部岩层滑动,挤压下部产生变形,滑动速度较快,滑体表面呈波状起伏的叫推移式滑坡:下部先滑动,使上部失去支撑而变形滑动,速度较慢,多具有上小下大的塔式形状,横向张性裂隙发育,表面多呈阶梯状或陡坎状的叫牵引式滑坡。北京地区有一定规模的滑坡主要分布在门头沟戒台寺、房山、延庆、怀柔、昌平和平谷等地,典型的大型自然滑坡在北京地区比较少见,目前新产生的滑坡常与人类工程活动有关。此外,汛期经常会出现许多山坡表浅土层的小型滑坡,也造成灾害。
滑坡的类型根据规模、结构面、岩土性质进行划分,按照滑坡体物质组成,可分为土质滑坡和岩质滑坡。滑坡的诱发因素有地震、降雨、地表与地下水作用、河流冲刷、坡脚开挖及采矿活动等,其危害不仅能破坏地质环境,而且导致人员伤亡,损毁房屋、公路、铁路等设施,给国家和人民造成很大的损失。像门头沟戒台寺和赵家台的滑坡,都是因地下采空导致斜坡变形,从而引起坡体滑移,造成地面出现裂缝、墙体开裂、路面沉陷变形等。对此除采取工程加固措施保护文物古迹外,居住在地质灾害易发区受到滑坡灾害威胁的险村险户只能实施整体搬迁。
5、按滑动性质划分
1)牵引式滑坡:斜坡下部首先失稳发生滑动,继而牵动上部岩土体向下滑动的滑坡。
2)推移式滑坡:斜坡上部首先失去平衡发生滑动,并挤压下部岩土体使其失稳而滑动的滑坡。
3)混合式滑坡:属于牵引式滑坡和推动式滑坡的混合形式。
6、洒勒山滑坡的机理工程解
1985年,河北地质学院苏伯岑教授经过现场的长期调查,地质模型三维物理模型试验,变分法数学模拟电算。水电西北勘测设计研究院,根据对查纳滑坡的调查试验研究,以评估龙羊峡水库库岸特性,对洒勒山滑坡这一天然试验成果高度重视,组织了各有关专业人员进行了现场考察。对滑坡形成机理,作了周到全面深入仔细的分析,是具高水平的杰作成果,但未考虑现在才提出的匿动力作用和波子力的巨大影响。下面运用功能反演法,来分析匿动力演绎及所派生的振动波子力的巨大影响。
4.3.3.1 滑动时的能量、以中段剖面作为研究的单宽
(1)滑动的动能:按动能公式
Fd=(1/2)mv2求算
式中:m为体重;依据剖面资料计算、滑体中主动岩体2×,被动岩体1.8×107m3。总体为3.8×107m3则体重为3.8×107γ0。
γ0为滑体原岩的容重滑体由新近系红层与第四系黄土组成,红层容重为2.5t/m3,黄土为1.5t/m3。由剖面判断两者近乎相等。故可以取平均值,γ0cr=2t/m3则总体重为7.6×107t。
v滑速,由滑体上标志物测出其最大位移950m,滑动历时为55s,简单求算为17.3m/s。但由图4.8可判定此滑坡为弹抛推移式,属接力式特性,在标志物移动前后,都有滑动位移所经历的时间,三者的时间相加,共是55s。则其平均滑速应为1600/55=29.1m/s,若考虑滑移300m,错落200m的弧长,则应比水平距离增长50多米,滑距长达1650多米,则v≈30m/s。
则Fd=(1/2)×3.8×2×107×980.6×900=3.35×1013J,其中部位置单宽的Fd=3.35×1013/700=4.8×1010J。
滑速若以势能变动能来研究,依据剖面估测:原山体坡度约为38°,高程约200多米,下为缓坡平台,在边坡失稳过程中,上部势能具转换动能的特性,下部具阻滑特性。滑动时上部岩体作用在滑床上,产生垂直与水平滑床的分力,其水平分力为Fhcos38°=Fh×0.79。滑动时,主动岩体的单宽方量约为200×100=2×104m3,其形成的水平推力为Fh=2×104×2×980.6×0.79×200=0.62×1010J。
两结果相比,Fd>Fh7.7倍。Fh是纯水平推力。还需克服运动中摩阻力的影响。故其值应是偏大。但考虑地下静水压20×9.81=196.2J能量的影响,可形成水压与浮力,减少阻滑作用,甚至可剧烈降低f值至0.15左右。即使如此Fh仍小,说明仍存在其他的匿动力。
(2)匿能———岩土体中的温差应力:形成温度差应力的客观条件。本区属干旱大陆性气候,年平均气温8℃,本区地下常温带。在洒勒山处应在250m深左右。但1982年冬,雪量较丰,冬雪有杀虫灭菌作用,又有对土地的保温作用,使过冬作物免受冻害,时至初春,本处处于融雪期,形成地下水丰盛补给,此时温度仍低,九二水库仍然冰封。故下渗地下水仍在零度附近,水顺张缝下灌,造成下部岩体形成较大温差。产生温差时,岩体中的热应力系数作如下确定。
红色岩层,取其冷缩系数为0.9×10-5/℃。其弹性模量0.5×104MPa,则其热应力系数为0.045MPa。
地下水渗至现滑床深度时,可使岩体间的温度差达8℃。则温差拉应力可达:
σt=0.045×8=0.36MPa。
4.3.3.2 匿能发展与演绎
(1)温差应力形成的破坏。0.36MPa温差拉应力,可拉裂黄土层,但对完整的红土岩系,尚未达其拉断破坏强度。但其垂直节理,因无抗张强度则被扩张。地下水亦随之劈入,形成渐进破坏。
(2)滑移面的渐进破坏与贯通:在垂直节理扩张过程中,形成垂直缝宽度扩大,这种扩张具张扭特性,引起红层层面受到张扭力产生脆性张裂破坏使地下水顺层入侵,并形成上翘性的承压水,加大了层面裂隙的扩展。层面裂隙一般最弱的结构面为砂岩与泥岩的结合面,泥岩因水的侵入而迅速劣化、软化、泥浆化。
(3)迅速劣化与滑动:随着裂隙扩展的渐进破坏,丰富的地下来水而愈来愈强烈、和多中心的劣变,最终导致群发性的大规模破裂产生强大的波子力,形成1.70×109J的球形冲力。在单宽面上,形成对边坡主动滑体的顶冲力为:
Fdl=1.7×109×250×0.78=3.32×1011J
边坡上主动体对滑面的垂直能量:
Fv=3.8×104×2×980.6×0.78=0.61×108J
Fdl>Fv岩土体被托起,故滑体下有未扰动的原来地表土层,滑时滑体显飘浮前进特性。球形冲击波对滑体的水平推移力,以地震烈度Ⅳ度考虑
Fdh=1.7×109×0.62×250=2.64×1011J
比反演成果大5.5倍。以地震烈度Ⅲ度考虑
Fdh=1.73×108×0.62×250=2.69×1010J
比反演成果小1.7倍,比较接近。震级若为 级,则可获较优解。
7、混合式滑坡的裂缝体系发展变化规律
大量的滑坡实例表明,比较理想和典型的牵引式和推移式滑坡在自然界中确实大量存在,但发生更多的往往是兼具推移式和牵引式滑动的混合式滑坡模式。所谓混合主要表现为两类:一类是在时间上的混合,如白什乡滑坡在开始的阶段都主要表现出从前向后变形的牵引式滑坡的特点,但到滑坡演化的中后期,尤其是滑坡进入加速变形阶段后,则主要表现出从后向前的推移式滑动特点。另一类是在空间上的混合,同一个滑坡在不同地段、不同区域也可能表现出不同的滑动模式,牵引式和推移式在一个滑坡的不同区段同时出现。例如,丹巴滑坡在发生过程中,主滑体主要是以推移式变形为特点,因主滑体总变形量较大(后缘拉裂缝张开达1.5m),在滑坡的后期主滑体后部岩土体因主滑体向前滑移而失去支撑,又产生牵引式滑动。甚至还存在第三类变形破坏模式,就是通过坡体的变形破坏迹象,不能很明确地判定其究竟属于推移式滑坡还是牵引式滑坡,具有两种滑坡模式兼有的特点。因此,对于混合式滑坡应分时段、分部位分别分析判断裂缝体系的分期配套特征,不能机械地生搬硬套。