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边坡稳定性影响因素、稳定性评价以及植物护坡技术浅析

时间:1970-01-01  作者:秩名

论文导读:我国山地、高原、丘陵的面积总和占国土面积的70%,而此类地形最易形成边坡,加之我国经济的发展过程中公路、铁路、以及一些建构筑物的修建,边坡问题在我国越来越突出。
关键词:边坡,破坏形式影响因素,稳定性评价植物护坡
 

引言:

我国山地、高原、丘陵的面积总和占国土面积的70%,而此类地形最易形成边坡,加之我国经济的发展过程中公路、铁路、以及一些建构筑物的修建,边坡问题在我国越来越突出。边坡病害事故如滑坡、崩塌[1]等的频发给我国的经济发展以及广大人民的生命与财产安全带来了巨大的损害。论文检测。故对边坡问题的研究有着重要的意义。

一、边坡的分类

在边坡的分类中,根据分类标准以及研究重点的不同对边坡可有不同的分类。在我国主要的边坡分类有多种形式,以下仅列举文章用到的两种分类:

按是否人为因素形成可将边坡分为:自然(天然)边坡以及人为边坡。自然边坡是由一定的环境因素与地质因素形成的外在表现具有一定角度的斜坡。而人为边坡往往是由于人类的工程活动造成的。

按形成边坡的物质类型可将边坡分为:岩质边坡与土质边坡。岩质边坡又可分为:沉积岩性边坡、变质岩性边坡与岩浆岩性边坡。

二、边坡的主要破坏类型与破坏机理

1、平面破坏:边坡沿某软弱结构面滑动或倾倒。根据岩体的破环形式与机理之间的关系可知:滑动主要是由于滑动体的下滑力超过了软弱结构面的抗剪强度发生剪切破坏所致,倾倒则是垂直与滑面的下滑力分量超过了软弱面的抗拉强度发生拉张破坏所致。

2、楔体破坏:楔体破坏是滑体是由两个具有一定角度结构面切割而成,此时话题似楔状,破坏时滑体沿结构面的交线滑动。当结构面的交线的倾向指向破面临空方向时易发生破坏。此时的破坏机理为下滑力大于滑面的摩擦力所致。

3、曲面破坏:此时的滑面为曲面状,此类破坏形式主要见于碎裂状或散体状的岩体边坡以及均质土坡,坡残积土坡,砂土状强风化,不良地质堆积体等类型土质边坡。此时的破坏机理多是剪切破坏所致。论文检测。

三、边坡的稳定性的影响因素

1、水对边坡稳定的影响

我国著名的岩土工程大家黄文熙先生曾经说过:失事的基坑事故几乎都与土中的水有关。基坑的破坏有多为边坡的失稳,可见水对边坡的影响至关重要。对于土质边坡,如果边坡中水的平衡状态受到破坏,则根据太沙基的有效应力原理,土中的有效应力将会发生变化,从而导致边坡的稳定受到扰动,甚至破坏。对于岩质边坡,水的影响主要为软化岩体结构面、提供上浮力减小抗滑力等严重影响。同时,水在边坡稳定性的作用还体现在动水压力、渗透破坏、软化岩石等。

2、人类工程对于边坡稳定的影响

随着我国经济的大力发展,对于土地的利用程度逐渐加剧。一些大型的水库如小浪底水库、三峡大坝等的建设形成的数量居多的人工边坡以及受到扰动的自然边坡成为了我国边坡事故频发的原因;同时由于人口问题等,人类的工程见构筑物如高层建筑物、地下隧道工程、输水管线、输油气管线等工程的建设,形成的人工边坡或对自然边坡的扰动造成边坡的失稳,引起滑坡等灾害给人民的生命与财产安全造成了巨大的伤害。

3、爆破力对边坡稳定性的影响

由于煤炭等能源物质、建筑石材的开采以及隧道工程的施工多使用爆破法,强大的爆破能量使得边坡岩体产生急剧变形,形成一些应力扰动边坡,极易发生破坏事故。

4、地震等地质作用影响

地震以及地质构造作用是形成边坡破坏事故的一个重要的方面。地震往往会对人们的生命与财产安全造成严重的损害,然而真正给人们造成巨大伤害的往往不是地震本身,而是地震后的次生灾害,此类灾害一以滑坡为最巨。例如汶川地震由于地震引起的巨大滑坡,造成石块砸伤村名,堵塞交通,造成堰塞湖等灾难,造成了严重的伤亡事故。

四、边坡的稳定性评价的方法

目前土力学以及岩体力学中关于边坡稳定性的评价方法主要是安全系数法。论文检测。安全系数法是指最不利荷载组合下滑动面上的抗滑力分量与下滑力分量的比值大于一个比1大的数,这个比1大的数称为安全系数,在边坡稳定性计算中,安全系数的大小一般由工程的性质、重要程度、经济效益等因素综合确定。边坡的计算荷载一般指:边坡岩土体自重,边坡上的各种建构筑物产生的附加荷载,地下水产生的诸如静水压力、渗透压力等荷载,以及地震荷载等[3]。

虽然边坡稳定性评价的标准一般都为安全系数法,但对于边坡稳定性的计算理论与方法却有很多。这些不同的方法的区别在于对于边坡的破坏形式、破坏机理的假设以及对于下滑力与抗滑力的计算方法的不同。

目前对于边坡稳定性分析与计算的理论方法总体来说有四类:以极限平衡理论为基础的条分法、以弹塑性理论为基础的数值计算方法[3]、以以往工程施工经验为依据的工程地质类比法[4]以及其他的一些计算机的模拟方法。这些方法的主要区别在于所建的计算模型的不同,且建模所针对的对象有所区别。

五、植被护坡技术的原理与特点

不合理的发展或由于自然因素造成的众多的危险边坡,只有通过合理的加固措施对边坡进行加固才能保证长久的安全。现在的工程上的边坡治理技术主要有:挡墙、抗滑桩、锚杆(索)、土钉、挂网注浆等方法。此类工程方法的具有显著的优点,例如加固强度大,对深部的滑动面可以有效加固,加固的安全程度可进行计算分析等。也存在明显的缺点,例如时间长久后,施工难度大,耗费材料、施工安全度小以及维持的安全期有限等。

植被护坡技术是一种既保护环境又实现加固边坡的边坡治理技术。植被护坡技术是利用植被自身的特点来治理处于危险状态的边坡或将来有可能处于危险状态的边坡。其原理与优势主要表现在:第一,植物根系的强大的韧性与对岩土的锚固能力可以对软弱结构面进行加固错误!未定义书签。;第二,植被的强大的吸水能力与对于水的缓冲能力可以有效减少雨水对岩土体边坡的渗透破坏;第三,植被的蒸腾作用可以适当的减少地下水对边坡稳定性的影响,防止边坡在水的长期作用下发生破坏;第四,植被护坡可以有效的保护坏境、净化空气、防止水土流失,提高生态平衡;第五,植被护坡是利在当代、功在千秋的事情,植物根系的作用可以改善边坡状态,建立新的平衡,达到一劳永逸的治理边坡的作用。

然而,植被护坡仍有其不足之处,例如发挥作用所需时间漫长,植被在岩质边坡与某些土质边坡不易存活,植被的强度达不到治理边坡的要求,植被占据地面空间等。

因此,在边坡治理过程中,因该根据实际情况采取合理的边坡治理方法与技术。可采取工程方法治理边坡与植被治理边坡相结合的方法。

六、对我国边坡问题的几点看法

1、危险边坡的治理具有重大意义,可以有效的保证人民生命与财产的安全。植被护坡技术具有治理工程病害与保护生态的双重效益。

2、在发展中,我们要对各种工程进行环境影响评估,尽量减少对怀镜的扰动与破坏,以减少工程事故与后期维护与治理费用。

3、应对我国现有大型边坡尤其是人群居住密集区的边坡进行勘测与评估,以预防边坡灾害的发生。

4、对现有边坡进行加固时应结合一些先进的理论与技术,并针对工程地质情况,作出合理的工程方案,已达到经济合理。


参考文献:
[1] 张玉芳,王春生,张从明等边坡病害及治理工程效果评价。北京:科学出版社。2009。
[3] 赵明阶。边坡工程处治技术。北京: 人民交通出版社。2003。
[4] 张永兴。边坡工程学。北京:中国建筑工业出版社。2008。
 

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