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本文从斜坡的岩土分析入手,以厦蓉高速公路赣州至崇义段沿线斜坡为例,探讨水对斜坡稳定性破坏的作用机制,建立降水条件下预测斜坡地灾发生的相关模型,提出针对性的防治措施,发展了斜坡失稳预警与方法研究,对预防斜坡地灾发生具有一定的实际意义。
斜坡失稳地质灾害,是世界上危害最大、影响因素最多、最难预测的自然灾害之一,其严重的危害性已经给人类的生活造成了极大的影响,而斜坡地灾的发生与降雨有着密切的关系。本文简述了降水对斜坡地灾的诱发情况,对降水影响斜坡稳定性的动力机制作出初步解释,并通过分析厦蓉高速公路赣州至崇义段沿线区域的地质构造、地层特性以及水文、气象等因素,深化认识与理解斜坡参数分析研究。在考虑如何更好地对斜坡失稳进行预警、防治方面,以岩土为基点立项,关联岩土试验、高速公路沿线地灾评估工作,对降雨对斜坡稳定性的影响进行了一些分析与探讨,建立斜坡的稳定性判断、预警的相关数学型式,并进行了实例分析。同时针对目前我国地质环境脆弱、地质灾害多发但治理经费严重不足的状况提出几点防治改进思路与措施。
本次研究获得的主要成果如下:
①在对斜坡地灾的概念与形成条件论述的基础上,分析了降水对斜坡失稳的影响机理:降水诱发斜坡失稳,是通过与斜坡岩土体产生物理的、化学的和力学的作用,促进破坏(软弱)面剪应力增大、促使斜坡岩土体抗剪强度降低来实现的。
②运用岩土学理论推导,得到水对土体抗剪强度的影响公式:τf=c+(σn-Uα)tanψ+(Uα-Uw)[p-qlg(Uα-Uw)]tanψ
并在此基础上,分析降雨水入渗对斜坡稳定性的影响,得出一个斜坡稳定性与降雨强度及持时的关系公式:(公式略)
③厦蓉高速公路赣州至崇义段沿线区域构造复杂,岩体受层面、断层等切割较为破碎;地层岩性较易风化,经水浸润后易呈现粘性土特征;属亚热带丘陵山区湿润季风气候区,春、秋降水集中,雨量充沛;地形起伏较大,存在大量填方、切坡工程。综上所述,认为区域内斜坡地灾发生的可能,并依此建立了斜(边)坡稳定性分析方法及原则。
④针对降雨对斜坡失稳的诱发作用,提出了一条“以排水措施为主”的防治思路,并通过实例分析治理措施,建议采用“以防渗排水为主,辅以支档或锚固桩加固,局部清方减载”的综合整治方案。