临夏县王窦家咀至尕磨沟公路改建H1滑坡稳定性分析

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山东工业技术
2017年11月16日 02:59

理正软件,滑坡稳定性验算

摘 要:本文通过现有技术手段,经过计算分析了H1滑坡稳定性,为滑坡工程治理提出了指导性建议,也为道路的修建、安全运营提供指导性的建议。

关键词:滑坡;稳定性分析;工程治理

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.087

1 H1滑坡体工程地质条件

(1)滑坡体地貌特征。滑坡区位于斜坡地带,尕磨沟东侧,滑坡后部为黄土塬,前部为尕磨沟(沟宽10-30m不等),尕磨沟西侧为陡崖,基岩裸露,东侧为荒坡。尕磨沟主要表现为沟切深大、沟宽较窄、沟壁较陡的特点。尕磨沟东侧地形相对较平缓,平均坡度20°~35°左右,局部受滑坡影响,呈陡崖状。(2)气候气象条件。根据2004年气象资料统计,多年平均气温为7.3℃,多年最高气温为32.4℃,多年最低气温为-24.7℃。多年平均降水量为501.7mm,年最大降水量为736.9mm,且多集中于7~9月,占全年降水量的59%。降水量年际变化较显著,枯水年降水量仅为300~350mm,降水分布受地形地貌控制,年降水量由西南向东北递减。多年平均蒸发量为1298.90mm,标准冻深86cm。(3)地质构造。临夏州位于南北地震带与河西走廊祁连山地震带结合部位,是甘肃省的地震多发生地区之一。近年来,先后发生在边邻地区5级左右地震及康乐、和政的4级左右的震群,都充分说明临夏及附近地区地震活动频度在逐渐增高。(4)地层岩性。主要为滑坡堆积体和新近系临夏组泥岩。(5)水文地质条件。根据地下水的赋存条件分析,滑坡区内主要为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。(6)地震。滑坡区地震动峰值加速度为0.10g,相当于地震基本列度为7度区,地震动反应谱特征周期为0.45s。

2 H1滑坡体结构特征

(1)滑体结构特征。滑坡体的物质主要为黄土、黄土夹卵石、卵石等组成,厚度变化较大,钻孔揭示厚度12~18m左右,前缘厚度较小,中部厚度较大,后缘厚度较小。(2)滑面结构特征。H1滑动面主要是沿泥岩层中滑动,滑面总体呈折线型,根据钻孔揭示及现场鉴定,滑动面可见磨光面及线形擦痕。(3)滑床结构特征。H1滑坡体的滑床为新近系临夏组泥岩组成,与滑坡堆积体接触面岩体风化强烈,风化裂隙发育,呈全风化状,下部为强~中风化泥岩层,呈褐红色,泥岩层遇水易软化,失水易崩解等特点。

3 H1滑坡体变形特征

H1滑坡体变形特征主要表现在:滑坡体物质结构混乱;滑坡体后缘多处有拉张裂缝;滑坡体前缘剪出口和滑坡体上多处可见渗水等。

4 H1滑坡体稳定性分析

(1)计算模型确定。根据坡体形态结构特征、钻探揭露地层特征综合进行分析可知,该滑坡的潜在滑动面主要为卵石层和泥岩层接触面或泥岩层中滑动,滑面近似呈折线型。而根据滑坡的地形、结构特征、变形特征及可能的剪出口分析可知,滑坡体前缘以天然陡坡为滑面剪出口,建立了一整体破坏模式。

(2)计算方法、荷载组合及计算工况确定。计算方法:采用基于极限平衡理论的折线型滑动面的传递系数法计算变形体稳定性。

荷载组合:基本荷载:作用在坡体上的基本荷载有:坡体自重,降雨入渗形成的地下水静压力,考虑人类活动外加荷载;滑体自重:天然状态下按天然重度计算,暴雨状态下按饱和重度考虑;地震工况下考虑地震加速度为0.05g,水平地震系数取0.05。

计算工况:计算工况分为四种:工况Ⅰ(天然状态):自重;工况Ⅱ(暴雨状态):自重+暴雨;工况Ⅲ(地震状态):自重+地震;工况Ⅳ(道路修建形成后稳定性):路基成型后。

(3)计算数据分析及取值。重度取值时考虑了现场调查、室内试验结果综合确定。因此,天然重度取18.50kN/m3,饱和重度取20.50kN/m3;抗剪强度参数受滑面粗糙程度、滑床形态变化、含水量及滑面物质组成等因素差异影响,按如下原则取值:以宏观地质判别为前提;以滑带的物质组成为基础,测试(室内试验)值为依据;以工程类比(经验)为参考;以反算作为校核(检验)。

(4)滑坡稳定性计算。依据以上计算方法、计算模型、荷载组合、工况组合等,经计算得出:H1滑坡体在天然状态下稳定系数为0.98,处于不稳定状态;在自重+暴雨状态下稳定系数为0.95,处于不稳定状态;在自重+地震状态下稳定系数为0.91,处于不稳定状态;在路基成型后状态下稳定系数为0.97,处于不稳定状态。

根据路基开挖情況及路面设计标高,开挖后推测沿滑动面可能会形成新的滑动面,新的滑动面可能会岩开挖路堑坡脚剪出。根据开挖状况,路堑形成后,坡体基本被切割成多个块体,根据计算推测,这些块体的稳定系数一般在0.70~0.97左右,这些块体总体处于不稳定状态,在外力及其他作用下,易于下滑损毁道路。

5 H1滑坡工程措施建议

拟建道路近一半的路线位于滑坡体上,滑坡体总体稳定性差,考虑到工程投入费用和治理难度以及后期维护等情况,建议道路绕避该滑坡体。如若道路必须从该滑坡体通过,建议对该滑坡体进行系统、综合的治理措施,包括:滑坡体分级设置抗滑桩加滑坡体外缘设置截排水沟加滑坡体上设置仰斜排水孔加地表水疏排等措施;道路修筑时还应该对开挖形成的边坡进行系统治理,必须边开挖边治理,可以采用框格锚杆对坡面进行加固。整个工程施工过程中和工程完成后,还应进行长期的监测工作。

6 结语

本篇论文通过计算分析确定,目前H1滑坡体在四种工况组合下均处于不稳定状态,结合在后期道路施工时,H1滑坡可能出现整体失稳,从而威胁施工人员、设备等。针对H1滑坡的现状,本文也提出了相应的治理措施。总体而言,本篇论文分析了H1滑坡的稳定性,为后期的治理提出了明确的治理措施,达到了预期目的。

参考文献:

[1]滑坡防治工程勘察规范[M].DZ/T 0219-2006.北京:中国标准出版社,2006.

[2]滑坡防治工程设计与施工技术规范[M].DZ/T0219-2006.北京:中国标准出版社,2006.

[3]建筑边坡工程技术规范[M].GB 50330-2002.北京:中国建筑工业出版社,2002.

[4]工程地质手册[M].第四版.北京:中国建筑工业出版社,2007.

作者简介:魏彦红(1987-),男,甘肃清水人,专科,研究方向:土木工程。

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