摘要:本文以西藏樟木滑坡为研究对象,在分析现有地质资料和滑坡产生原因的基础上,用传递系数法和有限元法对滑坡的稳定性进行分析,提出对滑坡的治理方案,并采用有限元法对该滑坡治理后的效果进行了数值模拟分析。结果表明治理后滑坡体的位移比治理前滑坡体的位移明显减少,表明所采取的治理措施能有效地防治该滑坡进一步演化。
关键词:滑坡论文;防治论文;传递系数法;数值模拟
1樟木滑坡概况
樟木镇大部分建筑物修建于古滑坡体上,由于地质结构稳定性差,地质环境十分脆弱,加之工程建设的扰动,造成滑坡地质灾害发育。近年来随着城镇建设的迅速发展,滑坡地质灾害新的活动明显加剧,造成众多建筑物开裂、地面塌陷。
2樟木滑坡成因分析论文
2.1内因
2.1.1地形条件
樟木镇地势起伏大,山高、坡陡、沟谷深切,地面高程1700~3646m。坡面呈折线形,地形较陡,一般坡度达35°~45°,许多地段出现坡度大于70°的基岩绝壁。主城区位于由第四系坡松散堆积层构成的相对缓坡地带,地面坡度28°~35°。波曲河谷切深2000余米,沟岸形成高达20m~50m的基岩陡壁,沟道宽度50~100m,平均纵坡降109.1‰。
2.1.2岩土体类型
樟木镇位于几个构造体系交汇的复合部位,境内岩体多为构造碎裂结构、层块夹软结构、风化碎裂结构及层状岩溶结构,为各类地质灾害的孕育具备了内部条件。
2.1.3地质构造
樟木滑坡地处喜马拉雅结晶基底复式背斜(轴部位于尼泊尔境内)北翼的小部分为单斜构造,岩层倾向北东,倾角20°~40°。岩石变质程度较深,片理面发育、光滑。樟木滑坡区断裂很不发育,仅“三百米死亡线”处公路外侧发育一小断裂,产状230°∠40°,可见长度约50m,西北端见于中尼公路外侧,东南端插入樟木后山。
2.2外因
降雨是滑体中水的主要来源,是形成和影响滑坡主要因素,自然界大多数滑坡都是在降雨作用期间发生的,降雨无疑是影响滑坡稳定的最重要的因素,导致滑坡发生或复活的降雨,常常是一年之中的某种特征参数最大的降雨,如几日最大降雨、最大一次连续降雨。最长一次连续降雨、最强一次连续雨或最大组合降雨等。并非每年上述降雨都能诱发滑坡发生或复活,只有在一定参数下的降雨,才能诱发滑坡发生复活,这是由滑坡本身固有的物质、结构条件决定的。地下水运动产生的动力水压对滑坡的形成和发展起促进作用。
3樟木滑坡防治技术研究
滑坡治理必须采取多种手段进行综合整治,可采取排水、支档、、卸载、植物防护等多种措施,现对各种治理措施的要点分析如下。
3.1排水工程
1.利用已建排水设施:如新建截、排水沟位置有已建排水设施,则将新建水沟与其连接,并修葺原有排水设施,增强其有效排水能力,以节约投资。
2.新建截水沟:沿滑坡范围周界5.0m外范围。与操场水沟连接,布置截水沟一道,截水沟过水断面尺寸900mm×1000mm,水沟壁及沟底采用M10浆砌块石砌筑,块石砌筑厚度300mm,水沟迎水面设泄水孔,孔口尺寸不小于5Omm×300mm,泄水孔间距3000mm,内倾5%,泄水孔后设置砂卵石滤水层厚200mm,水沟迎水面泄水孔孔口位置以下200mm处设隔水层,隔水层采用粘土夯实,其厚度不得小于200mm。
3.新建排水沟:在滑体内部布置排水沟,部分排水沟与道路边沟连接,排水沟过水断面尺寸5OOmm×700mm,水沟壁及沟底采用M10浆砌块石砌筑,块石砌筑厚度300mm,横向排水沟迎水面设泄水孔,孔口尺寸不小于5OmmX300mm,泄水孔间距3000mm,内倾5%,泄水孔后设置砂卵石滤水层厚200mm,水沟迎水面泄水孔孔口位置以下200mm处设隔水层,隔水层采用粘土夯实,其厚度不得小于200mm。
水沟每隔15m,设伸缩缝一道,缝宽30mm,内用有机弹性材料充填。
水沟在通过操场及建筑附近有人行处约330m长范围,沟顶设盖板,每块盖板宽5OOmm,长1600mm,高150mm;水沟通过裂缝或已变形区域时,沟底设齿前墙,并在沟底及两侧铺设土工布,以防止水沟变形渗水。
水沟沟底为松软土层,需作砂砾石垫层,垫层厚度不小于200mm。沟底坡率不小于2%,当沟底坡率大于5%时,设置跌水处理。
4.滑坡体内已有的裂缝均挖成沟槽,弃土回填夯实,并以M10水泥砂浆80mm厚抹面,防止雨水下渗。
3.2支挡工程方案论文
对于坡体厚度大于8m的滑坡,若采用抗滑挡墙,往往由于挡墙的墙体过大或场地不足,或施工困难等而受阻,此时可采用抗滑桩。抗滑桩又称悬臂桩,它可在场地内分散布置,不受场地限制,具有对滑坡破坏小、施工快速安全等优点。抗滑桩应选择滑坡推力小,且滑坡体厚度较薄的位置布置。通常采用矩形状,桩的载平面宽度宜大于1/6倍滑坡体的厚度,桩在平面上的宽度不宜小于800mm,以便进行人工开挖,桩身配筋宜使用延展性较好的钢筋,混凝土强度等级不宜低于C30。
抗滑桩应伸入到滑床下面稳定的地层中,其伸入深度由计算确定。当稳定地层为土层时按m法计算,当稳定地层为岩层时按k法计算。根据经验,当稳定地层为土层时,抗滑桩伸入到滑床下面的稳定地层的深度,约等于滑坡体的厚度;当滑床下面的稳定地层为软质岩时,抗滑桩伸入到滑床下面的稳定地层的深度,约等于滑坡体厚度的1/2;当滑床下面的稳定地层为硬质岩时,抗滑桩伸入到滑床下面的稳定地层的深度,约等于滑坡体厚度的1/3。
设置抗滑桩后,如抗滑桩顶部存在着较陡的坡体时,可能出现次生滑动面而发生局部稳定破坏,应对滑坡稳定性加以验算。
表1剖面3-3'滑体稳定性计算表
条块号 重量 粘聚力 摩擦角 累积下滑力 累积抗滑力 传递系数 安全系数 剩余下滑力
(KN) (kpa) (°) (KN/m) (KN/m) (KN/m)
E1 10395 18 14.7 6110 3085 0.909 1.2 4246
E2 12062 18 14.7 10070 6261 0.990 1.2 5823
E3 7966 18 14.7 12699 8584 0.968 1.2 6655
E4 12298 18 14.7 15267 12090 0.980 1.2 6229
E5 12493 18 14.7 17127 15637 0.922 1.2 4915
E6 8102 12 26.0 16078 18649 0.949 1.2 644
E7 2436 12 26.0 15114 19023 0.967 1.2 -886
E8 751 12 26.0 14518 18885 0.992 1.2 -1463
4滑坡加桩治理效果的有限元分析论文
图4剖面3-3'加桩后饱和状态下的应力分布
从剖面3-3'的应力分布图可见,设置抗滑桩后,抗滑桩上处于滑体和滑床界面位置处出现应力集中。这是由于滑体对桩产生的大推力所致。抗滑桩采用C30混凝土,其强度为30MPa。剖面3-3'加桩后在滑体饱和状态下,各桩的最大应力均小于30MPa,因而桩的强度足够。
从图中结果可见,在加桩后滑体的位移大幅度降低。剖面3-3'加桩后在饱和状态下的水平位移由原来的25.1cm减小到了7.6cm,可见加桩后的抗滑效果非常明显。
5小结
本文以西藏樟木滑坡为研究对象,在综合分析地质资料的基础上,分析了滑坡的形成机制。采用传递系数法和有限元方法分析了陈家包滑坡的稳定性,并研究了该滑坡的防治方法。针对剖面3-3'防治方案,建立了有限元模型,计算得到了该剖面加桩后在饱和状态下的应力分布和位移分布。经与加桩前的计算结果比较发现,加桩后剖面3-3'的最大水平位移大大降低,抗滑效果明显。
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