高速公路滑坡稳定性分析与治理设计

发表时间:2020/7/1   来源:《工程管理前沿》2020年3月9期   作者:孙玉英
[导读] 随着经济的发展和社会的进步,我国对于高速公路建设也越来越着重关注
        摘 要:随着经济的发展和社会的进步,我国对于高速公路建设也越来越着重关注,进一步加大管理和施工的力度,切实确保高速公路建设实现良性发展,为我国交通事业和国民经济的发展奠定基础。其中,在高速公路建设过程中要着重关注滑坡问题等,对滑坡原因,特征以及防治方法等进行切实有效的分析,并采取切实可行的解决措施,以此确保整体高速公路的安全性和稳定性。针对于这样的情况,本文以实际的案例为基准,着重探讨和分析高速公路滑坡稳定性的影响因素以及治理策略等相关内容,希望本文的简要分析能够为提升高速公路的稳定性和整体性能做出应有的贡献。
        关键词:高速公路;滑坡;稳定性;治理设计
一、工程概况
        本文中所列举的施工项目主要是在甘肃省东南部,该地区属于秦岭的山地,在该地区,群山林立,是比较典型的中高山侵蚀山地,从整体上来看呈现出复合型地貌形态。这个路段的滑坡非常发育,是武都地区泥石流物质的特别重要的来源之一,大多数情况下都是通过滑坡群的形式出现的,然后经过后期的多次改造形成了这种形态不完整或不规则的特征。针对滑坡体的主要特征而言,在平面上滑坡形成一簸箕形,南北走向一共长405m ,滑坡体长405m ,滑体体积约为325920m 3,从性质上来讲,是典型的巨型牵引式黄土体滑坡,滑坡体物质是黄土状土和碎石土。
二、滑坡地质条件
(一)自然地理
        在本文之中所列举的工程所在地靠近大山地区,整个路段,现出南北较高的走势,中间路段的地势比较低洼,从整个地形地貌的差异性可以看出,该高速路段如果进行分类可以呈现出三种比较具有特色的类型,第一种是构造侵蚀低山地貌,第二种是构造侵蚀丘陵地貌,第三种是侵蚀堆积河谷地貌,这种地形地貌的形成原因和河流冲刷有着至关重要的紧密联系。
(二)水文气象
        在该路段所涉及的水文气象来看,该路段的气候趋势是亚热带季风性气候区,所以各个季节所呈现出的特征都有着巨大的差异性,相对来讲,降水量是比较多的,降水的集中季节通常是在夏季。在冬季的时候降水量相对来说比较小。从年平均降水量来看,大约维持在1000mm。同时,该路段的气候也在很大程度上受到各类因素的影响,例如,海拔、坡的走向等等相关因素,所以该地区所呈现出的气候变化性是比较大的。
(三)地层岩性
        该地区的地层呈现出岩性状态,该路段可以分成两种类型,分别是:第一种是半坚硬片岩类,这种类型比较典型的特征体现在中层相对来说比较薄弱,因为海拔进一步升高,导致边坡的自然状态会出现一定的改变,在这种情况下极有可能出现滑坡的问题。第2种类型是第四系松软土体岩类,从具体的组成结构来看,所涉及的组成部分主要是包括碎土石和残留积土等,而且大多数情况下都是在地势比较低的路段分布的,例如,很多沟渠和河谷等等。从当前这种山区的高速公路滑坡的具体原因来看,最主要的因素就是第二种的地层岩性。
三、该高速公路路段滑坡形成机制分析
        针对滑坡的形成原因来看,和地质条件有着至关重要的紧密联系。在本文中所涉及的高速公路路段有着比较大的降水量,而且土体在吸水能力方面特别优越,所以特别容易使其软化,在这样的情况下,极有可能导致滑坡问题产生。针对具体的形成原因,可以从内部因素和外部因素两个方面来进行考量。
(一)内部因素
        从内部的因素来看,造成滑坡问题出现的因素主要包括以下几方面内容:首先是地形地貌的原因。从滑坡的具体形成区域来看,主要是构造侵蚀中低山区,这个区域内部所呈现出的高度差,有着特别显著的差异性,为滑坡创造出十分良好的条件。与此同时,随着这种高度差进一步的发展和演化,因为滑坡而导致的坡底堆积体为后续的滑坡创造出特别有利的条件;其次是地质构造原因。该路段处在比较典型的断裂层分布区域,从地形地貌上来看,相对来说比较复杂,而且岩体分布并没有规律可循,很多岩石都是在一种比较典型的破碎的状态,所以如果土体出现比较典型的软化情况,极有可能导致滑坡问题和灾害出现;三是地层因素。该路段所涉及的岩石成分主要包括三种类型,分别是石英,云母以及绿泥石。而前两种组成成分都是比较典型的泥质的矿物,有着特别强的吸水能力,所以如果降水量比较大,或者长时间降雨的情况下,特别容易使其底层出现严重的软化,岩石有大幅度的松动,在这样的情况下就会导致滑坡问题产生。
(二)外部因素
        从外部的原因来看,造成滑坡问题出现的因素主要包括以下两个方面,第一种是人为因素和人类工程活动等等。在高速公路投入运行之后,为了使其运行能力得到显著提升,通常情况下人们会人为的进行扩建或者再一次开设附属工程,在这种扩建的过程中,极有可能导致高速公路的边坡挖掘的情况变得越来越多,由此在很大程度上破坏了整个山体的平衡性,由此导致划破问题出现。另外一种情况是周围的植被被严重的破坏,砍伐问题比较严重。

在针对该路段进行修建的过程中,在很大程度上破坏了周边环境和植被,使得土体变得十分松散,处在一种紊乱松散的状态,在强降雨的影响之下极有可能导致滑坡。
四、在高速公路路段滑坡体稳定性分析
(一)极限平衡法
        在针对滑坡土体稳定性进行分析的过程中,比较广泛应用的分析方法就包括极限平衡法,这种方法主要是针对安全系数进行求解,然后对边坡的稳定性进行科学合理的评价。从该方法的特征层面来看,在计算的过程中相对来说比较简单,计算的结果更加精准而且更形象可感,在应用该方法的过程中,要着重关注以下几个步骤:首先是设定相对应的滑动面。针对该路段的具体地形地貌和地势以及相关方面的地理条件等展开全面细致的分析,通过这样的方法,针对滑动面进行有效的明确。其次是结合实际情况,有针对性的划分滑坡体并创建与之相对应的力矩和力的平衡方程。在划分滑坡体的过程中,可以有效得出多种类型的垂直条块,进一步创建平衡方程,然后对其进行求解,通过这种方式就能够针对各垂直体块所受到的滑动力以及抗滑力实现矢量叠加,然后进一步明确滑坡体上的滑动力和抗滑力。第三,充分明确滑动力和抗滑力比值就是该滑坡体的安全系数。 在具体的计算和研究过程中,为了更有效的计算,使计算结果更加精准,要把滑坡体看作一个刚体,然后对其进行有效的假设: 一是滑坡体是刚性体,也就是说对其变形因素并没有这种考虑; 二是滑动面上的力符合摩尔-库伦屈服准则; 三是对于滑动面要进行有针对性的简化,以此进一步有效获取平面、圆弧面以及折面。
(二)计算条件以及参数
        为了充分确保工作和计算的全面性,要着重针对该路段的高速公路在不同状况下的稳定性进行分析和探讨。一是自然状态;二是自然状态、暴雨;三是自然状态、7级地震。 然后通过相对应的工程文献应用参数反演法以及工程类比法,这样可以针对具体稳定性数值进行计算,然后进一步明确相应的参数。 为了使计算结果更加精准,通常情况下要采用多个剖面,选取相应的内容对其进行计算,通过这种方法得出具体的稳定性,然后通过极限平衡法的形式进一步明确出具体的稳定性结果。从实际的研究结果来看,在第2种或第3种情况,相对来讲,其滑坡面的稳定性是比较差的,特别容易出现滑坡问题。针对这样的情况,在具体的施工环节,就要着重关注相关内容,并全面细致的考量多种因素,且采取切实可行的防治措施,以此在最大程度上有效控制好滑坡的稳定性,使其性能进一步增强。
五、该高速公路路段滑坡的综合治理设计
        为了在最大程度上有效规避该路段出现滑坡问题,要结合实际情况进行综合性的分析和设计,采取多种综合防治措施,进一步明确相对应的防治方案,充分考虑其高效性和针对性。在针对相关治理方案进行设计和确定的过程中,要充分结合当地的具体区域地形地质和自然条件,水文气象等一系列相关因素,全面细致的进行勘测和调查。与此同时,要充分明确该地区的具体滑坡类型,然后进行科学合理的设计,针对滑坡的具体形成原因和机制,要着重探究,针对主要矛盾和次要矛盾进行有效明确,之后综合的考量对施工条件可能造成影响的各类因素,进而充分明确更切实可行的防治方案。在针对本路段的研究中,能够充分看出,对其进行滑坡治理的最理想的设计策略和措施,就是结合具体情况设置相对应的排水沟、抗滑桩等。 针对具体的滑坡形成机制而言,其中至关重要的因素就包括地表水。针对这样的情况,为了使滑坡问题得到有效的规避和防治,在落实防治措施的过程中,就需要着重做好排水工程的建设工作。在具体的操作过程中,要针对该路段的气候条件,环境特征,降水量等情况进行着重分析,如果降水量比较大,要切实进行防渗透工作,及时有效的排除地表水的相关情况,从根本上有效规避聚积问题而导致土体进一步软化的问题,要采取切实可行的措施,例如,进一步增加抗滑桩,使滑体的滑动力得到有力的指导,在这样的情况下,可以进一步增强边坡的稳定性,有效提升滑带土的抗剪强度。值得关注的是,要充分认识到,针对处于活动状态的滑坡而言,在打桩阻滑的过程中,要从根本上有效规避由于震动出现而导致滑动问题。 
结束语
        总而言之,通过上面的分析和探讨,我们能够充分看出,针对本次研究中的高速公路路段进行滑坡稳定性的分析和探究,是十分重要而且必要的。要以分析的结果为基准,采取切实可行的治理和防范策略,进行科学合理的设计,这样能够有效确保滑坡问题得到充分的解决和缓解,确保高速公路能够更加安全稳定的运行。在研究滑坡体稳定性的过程中,要结合多种因素和各类情况,确保分析的精准性和科学性,合理性,并确保各类防治措施更科学合理,安全可行,以此控制滑坡问题,使滑坡灾害得到充分避免,以此确保人民群众的生命财产安全,促进我国山区高速公路网络建设实现更加良好的发展。
参考文献:
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[4]葛华,刘汉超.万州草街子双堰塘滑坡稳定性影响因素敏感性分析[J].中国地质灾害与防治学报,2013(02).

基金项目:黑龙江省自然基金 ,北黑公路山体滑坡滑动机理研究及危害预测 ,编号: QC2016074
作者简介:孙玉英(1979-),女,黑龙江省哈尔滨人,硕士研究生,讲师 ,从事道路工程研究。

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