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【摘 要】近几年来,滑坡地质灾害在我国多地频繁发生,使人们生命受到威胁、财产遭受损失,给国民经济造成负面影响。所以,滑坡地质灾害治理研究成为了众多地质专家学者研究的重点。本文首先对能量损伤锚固模型进行分析,而后对滑坡地质灾害治理中应用能量损伤锚固模型展开了研究。
【关键词】滑坡地质灾害;能量损伤锚固模型;应用
滑坡地质灾害是一种土体位移而造成的灾害,土体位移的原因有自然因素,也有人为因素。一般滑坡地质灾害爆发与气象水文、地形地貌以及地质灾害有关联。滑坡地质灾害的危害性能够阻碍我国社会经济的发展,所以,要把滑坡地质灾害所带来危害降至最低,就需要在滑坡地质灾害的治理上入手进行研究。
1.滑坡地质灾害
1.1形成因素
滑坡地质灾害俗称“走上”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等,其成因包括自然因素和人为因素。
1.1.1自然因素
自然因素主要体现在地质构造和降雨量上。地质构造本身土体土质不稳是造成滑坡地质灾害的主要原因,而降雨是造成滑坡地质灾害最直接的原因。降雨将雨水渗透进土体,改变了其土质,增加了土层的重量,使土层变得松散容易位移,从而出现滑坡地质灾害。一些土层在降雨停止后经过阳光的曝晒,使得水分蒸发,土质干燥而开裂,甚至脱层,使土层在受到地心引力的影响下发生位移,滑坡地质灾害也随之出现。
1.1.2人为因素
造成滑坡地质灾害的人为因素主要体现在工程施工造成的土层松散以及人为活动造成的土体脱层。具体表现在:①工程施工对土地进行开发挖掘,使土层松散;②工程设计时为考虑不周全,排水系统未健全;③人为开地耕种使得土层松动,易移位。
1.2规律
滑坡地质灾害发生的时间有一定的规律可循,因为它与地震、温度、气候、以及人类活动有关,一般具有同时性,而有些滑坡现象发生的时间也会在诱发因素作用后,比如:融雪、风暴潮以及暴雨等来袭后,通常不会立即发生滑坡现象,但是会使得土质疏松,为之后的滑坡地质灾害留下了隐患。个人的山地开垦也使滑坡地质灾害具有滞后性,因为个人的山地开垦一般是用作耕种,不会进行大量开垦,通常会选择在坡脚处开挖,坡脚开挖后,因为其影响面积小,所以滑坡现象并不会立马显现,只有在自然因素的影响下,其坡体下滑重力累计到一定的程度,就会导致滑坡地质灾害。
2.能量损伤锚固模型在治理滑坡地质灾害中的应用
2.1建模
所谓建模是模型系统化建立的过程,建模是研究系统的重要手段和前提。所以在滑坡地质灾害治理工程中,工程施工之前,要对能量顺上锚固模型进行建模。通过建模这一步骤掌握施工中可能要用到的所有数据,这对于滑坡地质灾害治理工程成功实施有很大的帮助。滑坡地质灾害中,需要对土层土体进行岩体加锚,采用锚杆结构+削坡+排水+挡土墙的治理方案。确定好治理方案后,再进行治理滑坡地质灾害治理队伍的组建。在岩体加锚中,锚杆要与加固岩体合成损伤岩锚柱单元。在进行治理相关的计算时,把损伤岩锚柱单元的刚度与相应的裂隙岩体的刚度相叠加,就可以显示出锚杆对于围岩变形的制约作用,这样才能确定好能量损伤锚固模型的建立。
2.2治理施工部署
在确定好滑坡地质灾害治理施工隊伍后,要对其滑坡治理工程的顺序进行计划。滑坡地质灾害的治理施工内容主要由锚杆结构、挡土墙、削坡和排水四个部分组成。根据滑坡地质灾害的特点与技术规范要求,再结合治理工程师已有的经验,采取先上后下的施工顺序。
(1)要先做好治理施工前的准备,实现水通、电通、路通和场地平整。
(2)对岩体力学参数等数据测量定位,建立好滑坡监测点,做好定期观测的准备。
(3)除了削坡区域,其他的排水工程要与现有的排水系统相配合,给予修复和改造。
(4)要搭好锚杆的手脚架,然后钻孔和固定灌浆。
(5)挡土墙、滑坡区域内的排水要予以修复和改造。
(6)恢复滑坡面,进行填土、种植等恢复措施。
2.3计算模型选择
对于滑坡坡体边缘进行治理时,可以采用弹塑性损伤结构模型,先模拟出力学变形的特征,模拟出治理时可能出现土层位移问题,再对滑坡的坡体进行系统锚杆。能量损伤锚固模型的作用是能够起到模拟坡体支护的作用。
2.4计算结果
2.4.1优化滑坡地质灾害治理设计方案
能量损伤锚固模型能够在确保质量和安全的前提下,进行滑坡地质灾害的治理,使得滑坡地质灾害治理方案更优化。严格按照设计要求,对整个滑坡地质灾害治理予以控制,对小坡面控制点进行坐标和高程把控,对治理时的坡面平整度严格把关,才能实现优化滑坡地质灾害的目的。许多实例证明,平整度对锚杆的施工起关键作用,且能直接影响到整个治理的结果。在进行锚杆支护的同时,要考虑到对生态环境的影响,在保证不破坏生态环境的前提下,进行锚杆外挂,钢筋混凝土进行菱形格梁,在支护环节完成后,进行填土,种植植被,恢复其原始状态。
2.4.2设计方案应用
在设计与计算的时候,基本上已经就杆单元法和能量损伤锚固法的情况进行了比较,经过对比较结果的研究发现,一般来说,在所有的条件完全一致的情况下,要想保证滑坡坡体边缘的稳定,锚杆长度在杆单元法的设计中要比能量损伤锚固法设计长,而锚杆的数量在杆单元法设计中药比能量损伤锚固法多。在不破坏生态环境,保证其施工安全的前提下,能量损伤锚固模型能够优化设计,使工程施工的成本大大降低。值得注意的是,在进行原有的滑坡治理时,如果发现有与原设计不符的现象,必须要对设计进行修改或补充,等设计完善好以后再进行治理施工。
3.结束语
滑坡地质灾害的治理是一项复杂的工程,其多专业性与多工种性使得在治理过程长。所以,在治理之前,要充分做好计划,使设计和施工能够完美衔接。能量损伤锚固模型在滑坡地质灾害治理施工中起到的作用就在于优化设计方案、加固设计方案,在保证滑坡地质灾害治理不破坏生态环境和保证安全、质量的前提下,缩短工期、降低成本,使得滑坡治理取得了明显经济效益。
【参考文献】
[1]王永,王海棠,楼颂平.浙江地区小型土质滑坡地质灾害特征及防治方法研究—以长兴县泗安镇山门口滑坡为典型[J].科技通报,2012,28(7).
[2]郑师谊,张绪教,杨艳等.层次分析法在滇西怒江河谷潞江盆地段崩塌与滑坡地质灾害危险性评价中的应用[J].地质通报,2012,31(2).
[3]周纪军,汪小刚,贾志欣等.锚固结构爆破振动规律与损伤的模型试验[J].岩石力学与工程学报,2013,32(6).
【关键词】滑坡地质灾害;能量损伤锚固模型;应用
滑坡地质灾害是一种土体位移而造成的灾害,土体位移的原因有自然因素,也有人为因素。一般滑坡地质灾害爆发与气象水文、地形地貌以及地质灾害有关联。滑坡地质灾害的危害性能够阻碍我国社会经济的发展,所以,要把滑坡地质灾害所带来危害降至最低,就需要在滑坡地质灾害的治理上入手进行研究。
1.滑坡地质灾害
1.1形成因素
滑坡地质灾害俗称“走上”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等,其成因包括自然因素和人为因素。
1.1.1自然因素
自然因素主要体现在地质构造和降雨量上。地质构造本身土体土质不稳是造成滑坡地质灾害的主要原因,而降雨是造成滑坡地质灾害最直接的原因。降雨将雨水渗透进土体,改变了其土质,增加了土层的重量,使土层变得松散容易位移,从而出现滑坡地质灾害。一些土层在降雨停止后经过阳光的曝晒,使得水分蒸发,土质干燥而开裂,甚至脱层,使土层在受到地心引力的影响下发生位移,滑坡地质灾害也随之出现。
1.1.2人为因素
造成滑坡地质灾害的人为因素主要体现在工程施工造成的土层松散以及人为活动造成的土体脱层。具体表现在:①工程施工对土地进行开发挖掘,使土层松散;②工程设计时为考虑不周全,排水系统未健全;③人为开地耕种使得土层松动,易移位。
1.2规律
滑坡地质灾害发生的时间有一定的规律可循,因为它与地震、温度、气候、以及人类活动有关,一般具有同时性,而有些滑坡现象发生的时间也会在诱发因素作用后,比如:融雪、风暴潮以及暴雨等来袭后,通常不会立即发生滑坡现象,但是会使得土质疏松,为之后的滑坡地质灾害留下了隐患。个人的山地开垦也使滑坡地质灾害具有滞后性,因为个人的山地开垦一般是用作耕种,不会进行大量开垦,通常会选择在坡脚处开挖,坡脚开挖后,因为其影响面积小,所以滑坡现象并不会立马显现,只有在自然因素的影响下,其坡体下滑重力累计到一定的程度,就会导致滑坡地质灾害。
2.能量损伤锚固模型在治理滑坡地质灾害中的应用
2.1建模
所谓建模是模型系统化建立的过程,建模是研究系统的重要手段和前提。所以在滑坡地质灾害治理工程中,工程施工之前,要对能量顺上锚固模型进行建模。通过建模这一步骤掌握施工中可能要用到的所有数据,这对于滑坡地质灾害治理工程成功实施有很大的帮助。滑坡地质灾害中,需要对土层土体进行岩体加锚,采用锚杆结构+削坡+排水+挡土墙的治理方案。确定好治理方案后,再进行治理滑坡地质灾害治理队伍的组建。在岩体加锚中,锚杆要与加固岩体合成损伤岩锚柱单元。在进行治理相关的计算时,把损伤岩锚柱单元的刚度与相应的裂隙岩体的刚度相叠加,就可以显示出锚杆对于围岩变形的制约作用,这样才能确定好能量损伤锚固模型的建立。
2.2治理施工部署
在确定好滑坡地质灾害治理施工隊伍后,要对其滑坡治理工程的顺序进行计划。滑坡地质灾害的治理施工内容主要由锚杆结构、挡土墙、削坡和排水四个部分组成。根据滑坡地质灾害的特点与技术规范要求,再结合治理工程师已有的经验,采取先上后下的施工顺序。
(1)要先做好治理施工前的准备,实现水通、电通、路通和场地平整。
(2)对岩体力学参数等数据测量定位,建立好滑坡监测点,做好定期观测的准备。
(3)除了削坡区域,其他的排水工程要与现有的排水系统相配合,给予修复和改造。
(4)要搭好锚杆的手脚架,然后钻孔和固定灌浆。
(5)挡土墙、滑坡区域内的排水要予以修复和改造。
(6)恢复滑坡面,进行填土、种植等恢复措施。
2.3计算模型选择
对于滑坡坡体边缘进行治理时,可以采用弹塑性损伤结构模型,先模拟出力学变形的特征,模拟出治理时可能出现土层位移问题,再对滑坡的坡体进行系统锚杆。能量损伤锚固模型的作用是能够起到模拟坡体支护的作用。
2.4计算结果
2.4.1优化滑坡地质灾害治理设计方案
能量损伤锚固模型能够在确保质量和安全的前提下,进行滑坡地质灾害的治理,使得滑坡地质灾害治理方案更优化。严格按照设计要求,对整个滑坡地质灾害治理予以控制,对小坡面控制点进行坐标和高程把控,对治理时的坡面平整度严格把关,才能实现优化滑坡地质灾害的目的。许多实例证明,平整度对锚杆的施工起关键作用,且能直接影响到整个治理的结果。在进行锚杆支护的同时,要考虑到对生态环境的影响,在保证不破坏生态环境的前提下,进行锚杆外挂,钢筋混凝土进行菱形格梁,在支护环节完成后,进行填土,种植植被,恢复其原始状态。
2.4.2设计方案应用
在设计与计算的时候,基本上已经就杆单元法和能量损伤锚固法的情况进行了比较,经过对比较结果的研究发现,一般来说,在所有的条件完全一致的情况下,要想保证滑坡坡体边缘的稳定,锚杆长度在杆单元法的设计中要比能量损伤锚固法设计长,而锚杆的数量在杆单元法设计中药比能量损伤锚固法多。在不破坏生态环境,保证其施工安全的前提下,能量损伤锚固模型能够优化设计,使工程施工的成本大大降低。值得注意的是,在进行原有的滑坡治理时,如果发现有与原设计不符的现象,必须要对设计进行修改或补充,等设计完善好以后再进行治理施工。
3.结束语
滑坡地质灾害的治理是一项复杂的工程,其多专业性与多工种性使得在治理过程长。所以,在治理之前,要充分做好计划,使设计和施工能够完美衔接。能量损伤锚固模型在滑坡地质灾害治理施工中起到的作用就在于优化设计方案、加固设计方案,在保证滑坡地质灾害治理不破坏生态环境和保证安全、质量的前提下,缩短工期、降低成本,使得滑坡治理取得了明显经济效益。
【参考文献】
[1]王永,王海棠,楼颂平.浙江地区小型土质滑坡地质灾害特征及防治方法研究—以长兴县泗安镇山门口滑坡为典型[J].科技通报,2012,28(7).
[2]郑师谊,张绪教,杨艳等.层次分析法在滇西怒江河谷潞江盆地段崩塌与滑坡地质灾害危险性评价中的应用[J].地质通报,2012,31(2).
[3]周纪军,汪小刚,贾志欣等.锚固结构爆破振动规律与损伤的模型试验[J].岩石力学与工程学报,2013,32(6).