九寨沟地震区公路沿线地质灾害发育规律及防治对策

九寨沟7.0级地震诱发公路沿线大量地质灾害,通过对公路沿线地震地质灾害的遥感解译和现场调查,表明地质灾害以中小型崩滑灾害为主,高陡斜坡路段岩土体失稳灾害突出,地震诱发岩土体失稳部位坡度一般在36°以上,树木对坡面滚石拦挡作用显著。地震诱发地质灾害主要分布在地震烈度为VIII度和IX度的区域,在川主寺至九寨沟公路的上四寨至九寨天堂段、九寨沟景区公路的五花海至箭竹海段形成2个地质灾害密集发育区。震后边坡上残留崩滑堆积物、拉裂变形岩土体、植被丧失,易于产生坡面滚石、泥石流、溯源侵蚀等次生灾害,对公路造成危害,应采取绕避、被动及主动防护、生态修复等措施。     

岩溶山区崩滑灾害变形破坏地质模式分类

岩溶山区特殊的地质结构导致崩塌、滑坡等地质灾害时常发生,带来了严重的人员伤亡和经济社会损失。研究岩溶山区崩滑灾害特征,建立相应的变形破坏地质模式,对于岩溶山区崩滑灾害风险防控与治理工程具有重要理论意义与指导价值。文章以典型地质灾害形成演化过程为例,在系统地分析研究区典型崩滑灾害地质背景、影响因素、动力学与运动学特征的基础上,提出了岩溶山区崩滑灾害变形破坏地质模式,得出以下主要结论:（1）影响崩滑成灾基本因素（崩滑灾害体势能、岩溶结构面、岩组结构、斜坡地貌和斜坡结构）、影响因素（水文地质条件、工程活动、地震、降雨）和变形运动特征（运动形式和变形机制）三个方面,据此建立了岩溶山区崩滑灾害地质分类指标体系。（2）结合研究区特征对模型体系里面的每个要素进行系统分析,崩滑灾害的发生是各个要素相互组合、相互作用的结果。（3）总结了研究区内5种典型崩滑地质模式:高势能反倾降雨型高速远程滑坡—碎屑流模型、高势能斜倾视向采矿型高速远程崩滑灾害模型、超高势能横向陡倾地震型高速远程滑坡、高势能采矿型高速崩塌—碎屑流模型、低势能差异风化崩塌模型。为后续开展物理模拟、数值模拟、稳定性计算和变形破坏预测等工作奠定基础。下一步将更加深入全面地建立研究区的崩滑灾害模式,并进行崩滑灾害的危险性分级工作。      

秦岭山区南秦河流域崩滑地质灾害发育特征及主控因素

秦岭山区地质构造复杂、岩体结构破碎、斜坡类型特殊,是中国地质灾害高发区之一。为了查明秦岭山区崩滑地质灾害发育的主控因子,以南秦河小流域为例,通过野外实地调查和室内综合研究,查明区内滑坡、崩塌地质灾害的发育特征,分析灾害发育的孕灾环境。最后得出,长期构造变形作用下的地层奠定了灾害发育的物质基础,多种结构面对崩滑灾害的形成起着控制作用,斜坡结构类型控制着崩滑灾害的成灾模式,构造断裂控制着崩滑灾害的空间分布,人类工程活动加剧了崩塌和滑坡的发育程度,而极端降雨是崩滑地质灾害发生的主要诱因。     

SNS柔性防护网在北京崩塌防治工程中的应用

崩塌是北京山区汛期最常见的一种不良地质现象,北京地区尤其西部和北部山区崩塌的形成主要与长期以来人类工程活动密切相关,通过工程实践与经验积累,柔性防护网技术在国内已经使用的越来越多。这种以钢丝绳为主要构成特征的SNS边坡柔性防护系统,已在铁路、公路、水电站、矿山、市政工程的崩塌落石、浅层坍滑、风化剥落和泥石流等坡面地质灾害防护中得到广泛的推广应用,本文以怀柔老公营崩塌治理工程为例,介绍了SNS柔性防护网在北京市边坡防治工程中的应用。     

株洲市边坡稳定性问题述评

根据工程地质条件可将边坡划分为岩质边坡、土质边坡和岩土质边坡三类和若干亚类。各类边坡的变形破坏形式主要有散落、崩塌、滑坡和错落等。土质边坡一般都以滑坡和崩塌形式产生破坏,岩质边坡的破坏形式主要有滑坡、错落和崩塌三种,沿岩体的各种软弱结结构面发生。崩塌多发生在60°以上的陡坡,滑坡多产生在30°～60°的凸形边坡上,结构面倾角小于坡角的顺向坡易产生沿层滑动,断裂构造处、岩溶发育区、河流凹岸等位置的边坡易发生变形破坏,此外,人类工程活动、暴雨等也可导致边坡的变形破坏。为防治边坡失稳,必须合理选择和利用边坡的地质环境,消除引起边坡失稳的因素,改善边坡岩(土)体的应力状况,因地制宜采取适当措施提高不稳定边坡的抗滑力。     

汶川地震区映秀——卧龙公路边坡崩塌类型的赤平投影解法

汶川地震后,公路岩质边坡结构面发育,极易失稳形成崩塌。从发育的多组结构面中选取典型的结构面作为形成崩塌的控崩结构面,并通过对结构面所处边坡的工程地质条件分析得出控崩结构面的选取原则;考虑控崩结构面与边坡临空面的空间位置关系,运用赤平投影解法重点分析一组和两组控崩结构面与边坡临空面的图解关系;将震后公路边坡发生崩塌分为三种类型：滑移式、坠落式和倾倒式,结合边坡岩性、坡形、坡度、坡高等因素,得到了震后公路边坡崩塌三种类型的判据;将其应用到汶川地震后映秀—卧龙公路沿线边坡发育的典型崩塌中,得出的崩塌类型与实际相符。     

永吉高速公路黑潭坪边坡三维稳定性研究

通过对永吉高速公路黑潭坪边坡的野外调查,详细地了解了研究区工程地质条件,探讨了边坡变形破坏机理,结合室内试验和计算反演获取岩土体强度参数,在此基础上建立三维地质模型,运用FLAC3D数值分析软件采用强度折减法对不同工况下的坡体稳定性进行详细分析并提出治理建议。研究表明:(1)边坡变形破坏是内外因素综合作用的结果,岩土体性质不良是边坡变形破坏的内在因素,坡脚便道开挖和地表水下渗是边坡变形破坏的诱导因素;(2)强度折减法应用于边坡三位稳定性分析具有较好的适用性;(3)数值模拟显示采用削坡结合锚固的综合治理措施具有明显的效果。     

川藏公路八宿至林芝段堆积体边坡的治理措施及其效果分析

该路段独特的自然地质条件孕育众多松散堆积体和地质灾害。为保护公路不受灾害危害,目前采用明洞、防冲刷、排水、抗滑和坡面防护工程。在研究这些防治措施和评价其效果的基础上,提出更合理的堆积体边坡防治方案。同时,为拟建川藏铁路的堆积体边坡灾害提出防治建议。     

采动作用下上硬下软型缓倾岩质高边坡变形机理试验研究

我国西南岩溶山区地质环境复杂,地下开采活动频繁,大型崩滑灾害频发。为了了解上硬下软缓倾岩质边坡下覆矿层开采时坡体的沉降与地裂缝发育规律,以贵州普洒崩塌为例,通过相似模型试验,研究采动作用下,坡体的地表沉降、内部位移、层间压力变化规律、以及采动诱发的地裂缝发育情况。研究表明:在地下开采情况下,坡体地表沉降和内部位移随开采宽度增加呈线性增大;当开采宽度约为采高的16倍时,地表沉降突增,并伴随裂缝出现;测点越靠近地裂缝,沉降变化率越大,地裂缝发生位置与地表沉降变化率最大的测点大致出现在同一区域;掘进工作面推进时,采空区上方顶板岩层出现卸荷区域,压应力减小,而采动工作面煤层上方岩体出现层间挤压区域,压应力增加;采空区上方大于20倍采高范围以外,岩体层间压力受地下开采活动的扰动影响微弱。本研究为西南岩溶山区在地下采动作用下,对山体崩滑的早期识别与破坏机制分析具有一定的参考意义。      

深切峡谷区公路桥梁段斜坡崩滑灾害风险评估

深切峡谷区边坡高陡,崩滑灾害风险防控对峡谷山区桥梁安全至关重要。针对峡谷山区桥梁斜坡崩滑灾害风险问题,给出了地质灾害易发程度分析、危险性分析、易损性评估、风险等级评定和防治可行性评价各阶段的判别指标和方法。依据边坡岩土体稳定性定量评价指标进行易发程度判别;针对不同运动特征灾害体,采用灾害体规模、运动速度及冲击能量等进行危险等级评定;通过结构力学分析评价构造物易损性,根据受损程度和灾害损失评定桥梁段斜坡崩滑灾害风险等级;根据防治工程实施难度和可靠性评价防治可行性。该方法应用于雅康高速公路泸定大渡河特大桥,根据评估结果选用了风险最低的桥位,采用抗滑桩、锚索等对重点区域系统加固,并结合碎屑流拦截结构,实现对选用桥位边坡地质灾害的防治。     

西南岩溶山区大型崩滑灾害研究的关键问题

我国西南岩溶山区地质环境脆弱,人类工程活动强烈,群死群伤的灾难性滑坡频发,造成严重的人员与财产损失。文章概述了西南岩溶山区大型崩滑灾害基本特征和防灾减灾的难点,提出了目前研究中亟待解决的关键科学技术问题,包括岩溶地质结构与管道流的相互孕灾机理、地下采动下大型崩滑灾害形成机制、灾害高位远程动力成灾模式、灾害早期识别与空间预测。针对这些问题,文章提出如下研究思路:通过多学科联合,重点研究岩溶山区大型崩滑灾害链的孕育发生规律与成灾模式,揭示岩溶管道-裂隙-孔隙地下水动力作用及孕灾过程和地下采动、库水波动等工程扰动环境下山体劣化损伤效应,构建岩溶崩滑灾害高速远程动力致灾机制与风险预测方法,形成早期识别、监测预警与综合防控技术及示范,为我国岩溶山区城镇化建设、重大工程安全运营提供科技支撑。     

地震边坡失稳机理及稳定性分析

通过对汶川地震边坡调研,发现大量边坡破坏形式为坡顶拉裂、下部坡体剪切破坏。本文利用有限差分程序,从边坡土体的应力状态出发,通过监测边坡土体的状态、位移和剪应变增量变化等,分析了岩土体在静力、横向地震和耦合地震作用下的破坏过程,发现坡顶附近发生张破坏,以下部位发生剪切破坏,而非传统的地质工程观点——地震边坡破坏主要是地震惯性力造成的剪切破坏。并提出一种新方法——关键点相对位移法,来判断边坡的动力稳定性,数值模拟结果与已有研究成果及震后灾害调查结果具有良好的一致性。     

福建省高速公路边坡病害类型分析

为解决边坡防护加固设计依据不足的问题,本文结合福建省高速公路路堑边坡工程实践,归纳了风化剥落、流石流泥、掉块落石、溜坍、坍塌、崩塌、倾倒、错落和滑坡等9大类路堑边坡常见病害类型,并对各病害类型的变形破坏特点进行分析：路堑边坡小规模变形破坏在富水土体中以流、溜、坍运动模式为主,在风化岩石中以剥、落运动模式为主;大规模变形破坏则受控于岩土体中结构面的空间位置及其组合形式,反倾岩层易产生＂倒＂,节理岩体易产生＂崩＂,残存结构面的软弱岩土体易形成＂塌＂,存在陡倾结构面和软弱坡脚的岩土体易形成＂错＂,以及沿特定软弱面做整体水平运动的＂滑＂等多种运动模式。     

顺层岩质边坡地震动力响应研究

地震作用下边坡的动力响应研究是边坡动力稳定分析的基础,利用FLAC3D有限差分软件建立一个顺层岩质边坡动力数值模拟模型,对其在竖向和水平向地震耦合作用下的动力响应全过程进行研究。研究表明,地震竖向和水平向耦合作用模拟比简单的模拟水平向振动更加接近实际情况,对岩土体的破坏更大;顺层岩质边坡在耦合地震作用下存在垂直放大和临空面放大作用;坡面水平向和竖向加速度均随高程增加呈增大趋势,在结构面处增大特别明显;竖向地震波产生的水平与竖向拉裂是触发斜坡体产生初期崩滑破坏的主控因素;边坡动力响应特征值的放大效应表明,其放大系数值从大到小依次是：竖向加速度＞水平加速度＞竖向速度＞水平速度;耦合地震波作用下,随着av /aH的增大,坡面监测各点横向位移基本呈增大趋势,说明竖向地震作用起了重要的破坏作用。     

开挖与降雨作用下边坡失稳机理及模拟分析

边坡开挖和降雨通常是导致边坡失稳的重要原因。本文以湖南湘西山区某国道扩建开挖边坡为研究对象,基于现场边坡监测结果和数值模拟分析,研究了在边坡开挖和降雨条件下坡体变形位移的过程。结果表明:边坡的破坏是一个渐变的过程,不同的影响因素对边坡的影响不同。开挖切方是浅层坡体失稳的诱发因素,开挖切方破坏了坡体的应力平衡,使坡体的应力重新分布,并在坡体中产生浅层的滑动面。雨水的入渗是坡体深层滑动面的诱发因素,雨水沿着裂缝渗入坡体,使浅部滑动面上下土体的变形差进一步加大,进而产生浅层牵引式滑动破坏。同时雨水的入渗使碎石土和强风化页岩交界附近产生高孔隙水压力,在水-岩土共同作用逐渐形成软化的滑带土,从而形成深层滑动面。     

都江堰-汶川公路汶川地震次生地质灾害主要特征和形成机理

汶川特大地震发生后, 都江堰至汶川公路两旁次生地质灾害尤为严重, 先后多次完全中断震中交通生命线, 严重地影响了公路的安全运行和灾后重建。通过对汶川地震前后都江堰-汶川公路边坡现场调查资料对比分析, 研究了该地段边坡的主要次生地质灾害类型及其破坏模式、形成机制和时空分布特点。破坏类型主要为碎屑流式、碎裂滑移式崩塌和碎裂-俯冲式、振荡-高速滑移式泥石流等, 造成沿线边坡发生大面积浅表生改造破坏。此类灾害具有丛集性、相关性、分段性的明显特点。成因复杂的高陡岩土体是次生地质灾害的主要物质基础;强烈的场地地震效应和内外动力耦合作用是该地区地质灾害成生的主要因素。      

云南虎跳峡两家人松散堆积体的基本特征及成因探讨

两家人松散堆积体位于金沙江中虎跳峡左岸,为第四纪岩土体混杂堆积体,规模巨大,结构无序,透水性 强。文章通过野外调查和资料对比分析,揭示了该松散堆积体的发育特征和形成机制,认为两家人堆积体成因具 有复合性,是一种由滑坡、崩塌和崩坡积多期次形成的复合地质体,为典型的内外动力耦合作用的产物。最后对松 散堆积体的稳定性进行了初步评价,表明两家人堆积体整体式破坏可能性不大,局部性质脆弱,在地震、降雨和人 类工程活动作用下可能发生大面积的失稳破坏     

常吉高速公路湘西段路堑边坡结构特征与防护措施

常吉高速公路湘西段地形起伏大, 地质条件复杂, 路堑边坡数量众多, 边坡稳定性问题突出。本文根据岩体产状与边坡坡面的关系研究, 认为常吉高速湘西段路堑边坡主要包括顺向坡、正交坡与反向坡, 其中顺向坡的变形破坏机制与它的物质组成、岩体结构合风化程度等有关。分析、总结了路堑边坡的变形破坏模式, 提出并实施了针对不同边坡结构类型与变形破坏模式的边坡防护措施。     

基于带状震源破裂机制的斜坡动力响应

对紧邻发震断裂带的崩滑体进行动力响应分析时,考虑断裂带宏观破裂机制,即带状震源形成的地震动力作用对斜坡的影响更符合实际。依据汶川地震震源破裂机制与其空间位置差异,将该带状震源从发震断裂起破点至终破点依次分段为逆冲震源、逆冲兼少量走滑震源、逆冲兼走滑震源与走滑兼少量逆冲震源,基于此对汶川地震触发的四川安县大光包崩滑体在龙门山发震断裂带即带状震源作用下的动力响应特征进行了离散元数值模拟,揭示了其动力形成机制、触发主控因素和损伤、崩滑及堆积动态特征。研究表明：（1）依据该崩滑体离散元数值模型临界崩滑状态形成时间与此时发震断裂带破裂前锋所处位置关系,可判断其临界破坏是受到逆冲兼少量走滑震源引起的地震动力作用所致,而临界崩滑之前的坡体损伤主要由纯逆冲震源所致,其后的抛射碰撞破碎与堆积则主要受临界破坏时的地震惯性力和自身重力耦合作用所致,但由逆冲兼走滑与走滑兼少量逆冲震源形成的地震力仅对上述两个破坏过程起到了一定影响;（2）该崩滑体在带状震源作用下的动力响应过程为：在损伤至崩滑临界破坏阶段,坡体整体向其临空面发生了较大程度的水平位移后,潜在滑床又向坡体临空面反方向发生了一定程度的水平位移,致使潜在滑体完全破碎并处于与滑床彻底分离的临界状态;在坡体崩滑抛射阶段,坡体滑床发生了相当规模的反方向水平位移,其后滑床又开始做向坡体临空面方面的水平位移并直至其总体位移为0,而在此过程中竖向位移相对较小。对滑体而言,其在损伤、临界崩滑和抛射阶段则主要做向其临空面的水平位移,直至堆积自稳阶段其位移趋于稳定;（3）该坡体的损伤和临界崩滑破坏主要受纯逆冲震源及其少量走滑震源形产生的水平地震力作用所致,而在坡体抛射碰撞破碎与堆积阶段,滑体的动力响应主要是基于地形因素控制上的地震惯性力与自身重力作用所致,而后两种类型震源机制形成的水平和竖向地震力仅起到一定影响。     

都江堰—汶川公路边坡地震破坏模式研究

汶川特大地震发生后,都江堰至汶川公路两侧地质灾害尤为发育,先后多次完全中断震中生命线的交通,严重影响了公路的安全运行和灾后重建的顺利进行。通过汶川地震前后都江堰-汶川公路边坡现场调查资料对比分析,研究了该地段边坡的主要地质灾害类型及其破坏模式、易发性分区和防治建议。研究表明破坏类型主要为碎屑流式、碎裂滑移崩塌,剪断-溃滑型、拉裂-溃滑型、顺层溃滑型滑坡和沟谷型泥石流。都汶公路两侧的边坡灾害以崩塌为主,滑坡、泥石流次之。地震使区内泥石流暴发的频率和规模增大,特大型泥石流主要发生在映秀-北川断裂带的地震烈度较高区域。防治此类地质灾害,应以治理为主,预防和避让相结合。