路堑边坡全寿命周期风险评估及管理的技术框架

路堑边坡在设计、施工和运营过程中边坡灾害、承灾对象及其成灾模式有较大的不同,将面对不同的风险事件及可能性,需要开展差异化的风险评估和全寿命周期的风险调控。提出一个基于霍尔三维结构的路堑边坡系统分析模型和路堑边坡全寿命周期风险评估及管理的技术框架,在边坡规划设计、施工建造和运营服务这3个典型的工程寿命周期内,阐明风险分析中范围界定、数据采集和信息编目的工作要点,危险性分析中破坏概率的不同定义与分析方法,危害后果分析中承灾体识别、灾害到达承灾体的概率、承灾体的时空概率和易损性等关键指标的定义与确定思路,以及各阶段风险定性与定量估算的适用方法;分别论述在上述3阶段开展边坡风险评价与效益分析、风险调控方案比选及控制规划、风险调控对策实施及监测、校核与修正的技术流程与实施要点;并讨论了风险容许标准的确定原则和提高风险评估精度及可靠性的思路。研究成果初步规范了路堑边坡全寿命周期风险评估及管理的工作流程和技术方案,希望能抛砖引玉,并在实践中逐步发展和完善。     

陕西省宝鸡市渭滨区夏呀河滑坡风险评估

为了探索多级潜在滑动面滑坡的定量化风险评估技术方法,以陕西省宝鸡市渭滨区夏呀河4级潜在滑动面滑坡为例,利用国际上通用的单体滑坡风险计算公式,在夏呀河滑坡野外大比例尺(1∶10000)调查、工程勘探和室内测试分析的基础上,简述了夏呀河滑坡的基本特征和危险性,重点研究了不同潜在滑动面的危害性、影响范围、承灾体的时空概率、易损性和风险估算,详细论述了各个参数的影响因素,探讨了单体滑坡风险评估的一般模式和滑坡频率、时间概率、空间概率、承灾体易损性参数的确定方法,并初步估算了夏呀河各级滑坡在不同工况条件下潜在的经济损失和人员伤亡的总风险值,量化地表达了该滑坡所具有的潜在威胁。研究表明,夏呀河滑坡属于高风险滑坡,和国际上暂定的社会容许标准相比,其总风险值处于不可接受范围内,应该采取风险减缓措施进行风险管理。     

陕西省宝鸡市渭滨区夏呀河滑坡风险评估

为了探索多级潜在滑动面滑坡的定量化风险评估技术方法,以陕西省宝鸡市渭滨区夏呀河4级潜在滑动面滑坡为例,利用国际上通用的单体滑坡风险计算公式,在夏呀河滑坡野外大比例尺(1∶10000)调查、工程勘探和室内测试分析的基础上,简述了夏呀河滑坡的基本特征和危险性,重点研究了不同潜在滑动面的危害性、影响范围、承灾体的时空概率、易损性和风险估算,详细论述了各个参数的影响因素,探讨了单体滑坡风险评估的一般模式和滑坡频率、时间概率、空间概率、承灾体易损性参数的确定方法,并初步估算了夏呀河各级滑坡在不同工况条件下潜在的经济损失和人员伤亡的总风险值,量化地表达了该滑坡所具有的潜在威胁。研究表明,夏呀河滑坡属于高风险滑坡,和国际上暂定的社会容许标准相比,其总风险值处于不可接受范围内,应该采取风险减缓措施进行风险管理。     

重庆市万州区戴家岩危岩灾害风险分析

万州区是三峡库区内危岩发育较为典型的地区。文章以戴家岩危岩为例,提出了适用于危岩的风险评价模型,并结合防治规划,提出了危岩灾害风险管理对策建议。首先根据危岩可能的破坏模式,将危岩分为滑塌式危岩、坠落式危岩和倾倒式危岩三类,然后选取天然、暴雨及暴雨加地震三种工况分别计算危岩在各工况下的稳定性,从而找出最危险工况并得到该工况条件下危岩的破坏概率,再结合危岩强度对危岩进行危险性评价。研究区的承灾体分类主要包括人口和财产两方面,根据承灾体与危岩体的相对空间距离和各危岩强度来确定各承灾体的易损性。最后,将危岩的破坏概率与承灾体的危害度相乘得到危岩破坏的风险结果。     

湖北省宣恩县罗家沟滑坡风险评价实例研究

近年来大比例尺单体滑坡灾害风险研究是滑坡研究领域的重点及难点,本文以湖北省宣恩县罗家沟滑坡为例,研究了不同降雨工况下（10年、20年、50年）的滑坡破坏概率,在承灾体详细现场调查的基础上,采用定性方法确定滑坡影响范围内不同区域承灾体易损性,定量计算了不同降雨工况下滑坡人员、经济总风险,并利用年超越概率方法计算了滑坡人员与经济的年风险值;最后结合遥感影像数据,以ARCGIS系统为平台制作三维数字模型直观展示了滑坡不同降雨工况下房屋、人员风险的变化情况。结果显示,滑坡风险值在10年和20年一遇暴雨工况下相近,50年一遇暴雨工况下,滑坡破坏概率增大,滑坡总风险值随之增大。     

单体危岩崩塌灾害风险评价方法——以四川省丹巴县危岩崩塌体为例

综合分析国内外危岩崩塌风险评价方法的基础上,以丹巴县双拥路危岩崩塌体为例,提出了适用于单体危岩崩塌的风险评价方法。根据蒙特卡洛法的基本原理及方法编制了危岩崩塌体的稳定性可靠度分析程序,计算了不同工况下危岩失稳的概率。同时,考虑地面建筑物对落石的阻挡影响,利用专业软件模拟落石的运动轨迹,并根据研究区的地形地貌特点进一步确定了落石的影响范围。在野外调查和收集当地社会经济资料的基础上,开展了承灾体的易损性研究,对资产的易损性进行了评价。根据危岩失稳的概率及承灾体的易损性分析,进一步得到不同工况下落石影响区内承灾体的经济损失水平,对危岩崩塌灾害的风险进行了定量评价。风险评价的结果可为危岩崩塌灾害影响区的城镇建设和规划提供科学依据,从而有效地规避风险和减灾防灾。     

单体危岩崩塌灾害风险评价方法——以四川省丹巴县危岩崩塌体为例

综合分析国内外危岩崩塌风险评价方法的基础上,以丹巴县双拥路危岩崩塌体为例,提出了适用于单体危岩崩塌的风险评价方法。根据蒙特卡洛法的基本原理及方法编制了危岩崩塌体的稳定性可靠度分析程序,计算了不同工况下危岩失稳的概率。同时,考虑地面建筑物对落石的阻挡影响,利用专业软件模拟落石的运动轨迹,并根据研究区的地形地貌特点进一步确定了落石的影响范围。在野外调查和收集当地社会经济资料的基础上,开展了承灾体的易损性研究,对资产的易损性进行了评价。根据危岩失稳的概率及承灾体的易损性分析,进一步得到不同工况下落石影响区内承灾体的经济损失水平,对危岩崩塌灾害的风险进行了定量评价。风险评价的结果可为危岩崩塌灾害影响区的城镇建设和规划提供科学依据,从而有效地规避风险和减灾防灾。     

滑坡风险评估的难点和进展

近年来,国内外滑坡研究日益重视滑坡风险评估和管理技术方法的研究,但滑坡风险评估依然是存在很多问题和难点,尤其是在中等—大比例尺区域滑坡风险定量评估方面,主要表现在滑坡编录数据库建设、滑坡影响因素的识别和建模、滑坡时间、空间预测的不确定性,滑坡诱发因素动态变化的定量刻画,承灾体识别和易损性定量评价等方面。在阐述滑坡风险评估流程的基础上,围绕滑坡风险评估与制图中滑坡编录和基础数据获取与更新,危险性分析中的滑坡空间、时间概率和滑坡特征预测、损失评估中的易损性分析与定量和承灾体定量化制图等技术方法中的难点和存在的问题,概述针对这些问题所取得的研究进展,并指出了滑坡风险研究的技术发展趋势。     

陕西胥家村黄土滑坡风险定量分析

单体滑坡风险定量分析是风险评估的重要途径。为了探索单体滑坡风险定量评估方法,以陕西西安胥家村滑坡为例,在野外调查、室内分析测试和滑坡稳定性计算的基础上,利用可靠度方法,计算一般和强降雨2种工况条件下胥家村滑坡发生的概率;利用定量评价方法,分析各类承灾体在滑坡作用下的易损性;然后利用国际通用的单体滑坡风险计算公式,计算胥家村滑坡财产损失和人员伤亡的总风险值,定量评估滑坡的潜在威胁。研究表明,一般工况下,财产总风险为15.4万元,人员总风险为1.3人;强降雨工况下,胥家村滑坡的失稳概率成倍增加,相应的财产和人员风险也成倍增加,财产的总风险达到95.8万元,人员总风险为8.3人。     

单体滑坡灾害财产风险定量评估模型

目前承灾体易损性评估尚处于经验评估阶段,制约了单体滑坡灾害财产风险评估的定量化程度。为此,针对典型承灾体（建筑结构物）,提出一种单体滑坡灾害财产风险评估模型。认为财产风险是坡体失稳概率、承灾体在滑坡作用下的失效概率以及承灾体价值的乘积。避开了易损性评估,从一个新的角度来评估滑坡灾害财产风险。通过研究,验证了该模型正确反映了滑坡成灾过程中各种因素对财产风险的影响,从而为单体滑坡灾害财产风险的定量化评估提供了新的途径。另外以该模型应用研究为基础,提出承灾体安全范围的概念,对于每一个承灾体而言,将单体滑坡灾害影响范围划分为：危险区域、相对危险区域和安全区域,为建设工程选址或场地风险评估提供了实用指标,具有一定的工程实用价值。     

基于数值模拟的泥石流灾害定量风险评价

风险评价是灾害防治最有效的软措施之一,也是实现灾害风险管控的重要基础。针对承灾体类型和泥石流成灾方式的特殊性,以重要承灾体——建筑物和道路为研究对象,构建了一套适用于我国西南山地城镇的泥石流定量风险评价的理论体系和技术流程,主要分为3个步骤:1利用FLO-2D数值模型,以强度指数IDF表达泥石流危险性;2利用汶川七盘沟7·11泥石流灾损数据,构建基于超越损失概率的物质易损性曲线;3在建立承灾体数据库的基础上,通过设置不同的未来泥石流情境,实现承灾体预期损失的定量表达。以汶川羊岭沟为例的模型验证和案例运用表明,构建的泥石流定量风险评价体系,能够很好地反映承灾体与泥石流的响应机制,可为泥石流威胁区的防灾减灾工作提供科学依据。     

陕西陇县李家下滑坡风险评价

在野外勘查及室内实验的基础上,应用滑坡风险评价方法,对李家下滑坡进行了较为完整的风险评价,包括滑坡失稳概率计算、承灾体承灾概率计算、承灾体易损性计算和承灾体价值核算,最后得出滑坡总风险值,并将风险值用价值的形式量化表示。     

关键块体系统锚固法在加固边坡危岩中的应用

基于Goodman-Shi的块体理论和A.R.Yarahmadi Bafghi的关键块体群理论,提出确定危岩边坡关键块体和关键块体系统的几何分析法和矢量分析法,建立边坡危岩的地质模型和力学模型,分析危岩体破坏机理,针对不同变形破坏机理的关键块体系统提出合理、安全和经济的危岩边坡加固新方法--关键块体系统锚固法（KSA法）。通过建立集丹公路K49+790 m-K55+550 m段危岩边坡的地质模型和力学模型,结合其坡体及岩体结构特征,分析边坡危岩体变形破坏机理和锚固机理,提出顶部危岩清除、碎裂结构坡面喷射混凝土、块裂结构坡面挂网和块状岩体锚固的清-喷-网-锚联合锚固的系统锚固方案,加固该段危岩体。运用该法锚固方案较传统方法节省锚杆35%、SNS网32%及腰梁19%。     

地震滑坡风险分析研究

为定量评价地震滑坡风险管理,对地震滑坡风险分析各因子取值方法进行了量化分析。针对承灾体在坡下及距离灾害体有一定距离的两种情况分别讨论。重点对一次地震过程中滑坡潜在滑移距离及扩展范围进行了计算,从而对风险分析中滑坡到达承灾体概率这一因子进行了量化。研究成果可为地震滑坡风险管理的量化分析提供理论依据,为滑坡风险管理由定性评价向定量评价发展提供参考。     

基于可靠度理论的阻滑键加固渣土边坡多目标优化设计方法

随着城市建设的发展,渣土边坡的数量和规模急剧增加,渣土边坡的防控研究受到了广泛关注。针对渣土边坡人工分层堆填建筑余渣土体参数的不确定性,采用预埋阻滑键加固渣土边坡的方式,提出了基于可靠度理论的阻滑键多目标优化设计方法。考虑不同阻滑键潜在组合对渣土边坡预估破坏损失的影响,将渣土边坡的预估破坏损失、稳定安全性和加固设计成本作为设计目标,通过多目标优化理论确定帕累托前沿并计算其关节点,获得预埋阻滑键加固边坡的最佳设计方案。以深圳市某渣土边坡为例,计算结果表明,将破坏概率作为衡量阻滑键加固渣土边坡效果指标时,应在渣土边坡前缘预埋两组尺寸长3 m、间距5 m的阻滑键加固边坡。采用上述阻滑键设计组合加固该渣土边坡时,可实现该边坡预估破坏损失、设计成本和稳定性达到最佳平衡。     

滑坡灾害风险评价的关键理论与技术方法

滑坡灾害风险评估主要包括滑坡敏感性分析、危险性评价和风险评估3个不同层次的内容。但是,滑坡地质灾害本身的复杂性和滑坡强度的确定、滑坡发生的时空概率估算、承灾体的易损性时空概率分析等难点问题的存在,无疑阻碍了滑坡风险定量评估的推广和应用。在系统分析国内外滑坡灾害风险评估研究成果的基础上,对滑坡灾害风险评价的技术体系进行了总结,提出了不同层次滑坡灾害的研究内容和相应的评价方法;分析了实现滑坡风险有效评价涉及到的难点问题,并结合降雨和地震诱发的滑坡灾害危险性评价国内外的实践,提出了中国未来滑坡灾害风险评价研究的主要内容和技术方法。     

福堂水电站震后厂房边坡锚索加固及应力监测与分析

“5·12”汶川大地震后,震区边坡稳定性受到严重破坏,出现多种破坏形式,如崩塌、滑坡、变形等等。不稳定边坡存在巨大的安全隐患,所以对边坡进行加固势在必行。预应力锚索是高边坡危害防治的主要手段,将大吨位的预应力锚索锚固于边坡体内稳固的岩层中,通过施加预应力,可抵抗边坡体深层破坏和变形。锚索预应力变化监测对于岩土锚固工程具有重要意义,它通过监控施工过程中及工后的预应力状态,检验加固工程是否达到预期效果,根据长期的监测结果对坡体稳定状态做出评价,并决定是否需要采取适当的补救措施。结合福堂水电站震后厂房边坡锚索加固及其应力监测,探讨了压力分散型锚索应力损失及变化规律,对岩土锚固工程设计、施工提供技术支持。     

福建山区某典型路堑高边坡滑动变形机理分析

福建境内某高速K85边坡为典型福建山区路堑高边坡,在治理过程中边坡出现开裂与局部溜塌,形成滑坡病害,影响线路的顺利通车,故对该边坡的变形机理研究对类似边坡的治理具有重要意义。本文通过对该边坡地质环境及开挖过程变形的分析来阐述其变形破坏机理,表明其变形破坏模式为上覆风化岩土体沿其下伏基岩顶面产生的滑动变形和破坏。采用有限元数值模拟对设计方案和实际施工工况进行稳态分析,并结合现场监测成果印证该类边坡的变形机理。同时,分析了该类边坡治理过程的风险防控节点。最后,针对滑坡失稳情况进行边坡防治加固方案优化,以数值模拟和新设监测孔监测成果验证优化方案合理可行。     

基于承灾体易损性的县域单元地质灾害风险评估

县域单元的地质灾害风险评估是宏观层面资源环境承载能力监测预警的重要组成部分,可以作为行政单元生态文明建设考核的依据,对国土空间规划编制也具有重要的参考价值。针对承灾体易损性定量评价这一难点,尝试改进笔者以前的评估方法,以地质灾害易发区内的人口和资产作为承灾体统计,并根据省级单元地质灾害调查数据进行校正;以原国土资源部权威灾情数据与承灾体的比值作为易损性,依据全国样本值进行了承灾体易损性分级标准划定,结合地质灾害危险性区划完成全国2869个县域单元的地质灾害风险评估。结果表明,全国共有162个地质灾害高风险单元,701个中风险单元和2006个低风险单元。地质灾害高风险区集中分布于横断山区、乌蒙山区、秦岭—大巴山区、长白山区等地。     

锚杆多种失效模式与双滑块边坡锚固系统可靠性分析

考虑锚杆拉杆拉断、拉杆从注浆体中拔出、锚固段注浆体从岩体中拔出、外锚头破坏以及垫墩底岩体的压坏等失效模式,利用系统可靠性原理和极限平衡分析方法,建立了双滑块边坡多锚杆锚固系统可靠性分析模型。基于蒙特卡罗随机抽样原理提出了该类边坡锚固系统破坏概率的直接求解方法。最后结合算例,分别基于中值安全系数和破坏概率指标分析了各计算参数对计算结果的影响,并讨论了锚杆锚固角和被动滑块可能滑裂面倾角对锚固系统稳定性的影响。