陕北黄土崩塌灾害风险评价指标体系构建

在滑坡的易发性、危险性和风险评价中,评价指标的选取和定量化是非常关键的。目前国内外采取的主要方法是利用GIS工具提取地形、岩性、距河流或断层带的距离、土地类型、植被、降雨、河流密度等因子进行分析和计算。这些指标在滑坡易发性和危险性区划中得到了广泛应用并取得了丰硕的成果,但也有一些局限性,具体表现在3个方面:一是不能针对不同的滑坡类型提供不同的评价指标体系;二是提取的这些因子中在区域上有些是共性因子,如岩性、降雨等;三是尚未建立一个完整的风险评价指标体系。本次研究专门针对陕西北部地区广泛发育的一种称之为"黄土崩塌"的滑坡类型,运用国际上流行的滑坡风险管理理论,确定其风险评价总体指标体系;基于大量野外调查数据的统计规律,分析了黄土崩塌危险性的主要来源和影响危害性的主要因素,从失稳可能性评价指标、崩塌强度评价指标、承灾体评价指标和易损性评价指标4个方面共确定了16大类36个评价指标。该指标体系的构建可为进一步的陕北黄土地区斜坡单元崩塌灾害风险评价提供基础。     

陕北黄土崩塌灾害风险评价指标体系构建

在滑坡的易发性、危险性和风险评价中,评价指标的选取和定量化是非常关键的。目前国内外采取的主要方法是利用GIS工具提取地形、岩性、距河流或断层带的距离、土地类型、植被、降雨、河流密度等因子进行分析和计算。这些指标在滑坡易发性和危险性区划中得到了广泛应用并取得了丰硕的成果,但也有一些局限性,具体表现在3个方面：一是不能针对不同的滑坡类型提供不同的评价指标体系;二是提取的这些因子中在区域上有些是共性因子,如岩性、降雨等;三是尚未建立一个完整的风险评价指标体系。本次研究专门针对陕西北部地区广泛发育的一种称之为“黄土崩塌”的滑坡类型,运用国际上流行的滑坡风险管理理论,确定其风险评价总体指标体系;基于大量野外调查数据的统计规律,分析了黄土崩塌危险性的主要来源和影响危害性的主要因素,从失稳可能性评价指标、崩塌强度评价指标、承灾体评价指标和易损性评价指标4个方面共确定了16大类36个评价指标。该指标体系的构建可为进一步的陕北黄土地区斜坡单元崩塌灾害风险评价提供基础。     

山区公路崩塌灾害隐患危险性评价方法研究

以G109国道门头沟段崩塌灾害隐患为例,提出运用定性和定量相结合的方法,对山区公路崩塌灾害隐患进行稳定性评价。根据山区公路发生的崩塌灾害,可能造成的损失大小难以定量化估计的情况,将损失大小用危害程度来代替。应用层次分析-模糊数学评价方法,对崩塌灾害可能造成的危害程度进行了定量评价。     

吴起县黄土崩塌组合治理方案设计与工程施工

吴起县居宁花园后侧山体存在高陡黄土边坡,在长期降雨及人类工程活动的影响下,形成了崩塌地质灾害隐患。对此,提出了采用削方减载和土钉支护加强坡体稳定性的组合治理方案,并结合治理区实际情况,对分级削坡和土钉支护的各项参数、工艺要求、施工方法等进行了设计。按照设计方案施工结束后,坡体得到了有效加固,达到了治理的目的。     

S303公路边坡崩塌灾害体发育特征及其危险性评价

S303公路边坡崩塌灾害多发,严重影响当地人民的生命财产安全,因此,查明S303公路边坡崩塌灾害体发育特征及其危险性评价刻不容缓。通过资料收集与实地详查,共发现潜在崩塌灾害体56处。经过统计分析,总结了S303公路边坡崩塌灾害体的发育特征,并以此为基础,横向对比确定了S303公路边坡崩塌灾害体危险性评价指标。利用模糊层次分析法(FAHP)确定了各指标权重,构建了S303公路边坡崩塌灾害体危险性评价体系,并对56处潜在崩塌灾害体进行危险性评价,为公路边坡崩塌灾害调查提供了思路,为S303公路边坡崩塌灾害的预防与治理提供了依据。     

中国崩塌、滑坡、泥石流灾害危险性评价

地质灾害危险性是地质灾害发育密度、活动规模、活动频次的综合性反映。从这一认识出发,本文论述了地质灾害危险性构成及其评价方法,在此基础上,以县(市、区、旗)和省(直辖市、自治区)为单元,进行了崩塌、滑坡、泥石流灾害危险性评价与区划,分析了危险性分布情况与区域变化规律。      

黄土崩塌的形成因素及其影响范围的确定方法

黄土崩塌是黄土地区常见的一种地质灾害,威胁着人类生产生活的安全。通过现场调查,认为黄土崩塌形成的内因主要为黄土土性特征、节理裂隙切割程度,外因主要为降雨作用、人类工程活动及生物活动。根据黄土崩塌常见的运动形式,提出崩塌体自由飞落及滚动情况下影响范围的理论公式。实例计算表明:若坡底地面水平,无论什么运动方式,崩塌影响范围为斜坡高度的0.4～0.6倍。随着坡度的变陡,崩滑距与斜坡坡高的比值也变大。当崩塌体自由飞落时,崩塌体的影响范围和碰撞点前的坡度有关。当崩塌体在坡面滑动时,崩塌体的影响范围和斜坡的坡度有关。研究结果可作为黄土地区黄土崩塌致灾范围预测方法,为黄土崩塌的防治提供理论依据。     

三峡库区重庆一巫山段崩塌滑坡的危险性评价

对三峡库区近千个崩滑体的数据运用SPSS统计软件及EXCEL统计表格进行处理、分析,得出一些有益的结论;在稳态(稳定程度)基础上,计算得出崩塌、滑坡的危险性指标,并运用每10 km以内崩塌、滑坡的平均危害面积,对库区(重庆主城区一巫山段)的崩塌、滑坡进行危险性评价;同时,也计算出重庆市各区县长江干流的崩塌、滑坡的危险性指标。     

层次分析法在震后崩塌危险性评价上的应用

在综合分析影响震后崩塌各种因素的基础上,首先,选取了较为系统的评价指标,利用层次分析法（AHP法）对各评价指标的权重进行了计算,其次,建立了震后崩塌危险性等级评价模型,评价了S303线映秀—卧龙段K07＋100～K07＋400处震后边坡的危险性。结果表明：该方法的评判结果与选取崩塌实际情况一致。     

陕北地区黄土节理对公路边坡稳定性的影响

黄土节理主要分为原生节理、构造节理、风化节理和卸荷节理。陕北地区主要发育原生节理和构造节理,原生节理多分布在马兰黄土中,较密集,延伸长;构造节理多分布在离石黄土中,方向性强,区域性强。节理对边坡稳定性的影响因产状不同而不同。与边坡走向一致的顺坡斜节理对边坡稳定性影响较大,垂直节理影响较小;走向与边坡走向垂直和斜交的节理对边坡稳定性影响较小。多组节理在平面内可组成层面棋盘格式和X格式;在空间内可组成板状结构体、楔椎状结构体和柱状结构体。不同形状的结构体对边坡产生不同影响。最后,针对对边坡稳定性影响最大的斜节理,讨论了沿构造(斜)节理面产生边坡土体滑落的可能性的核算方法。     

考虑卸荷作用的黄土湿陷性评价方法研究

卸荷作用会导致湿陷性黄土部分湿陷量未发生,但目前黄土湿陷性评价方法中未考虑卸荷因素的影响。推导并建立了卸荷条件下黄土湿陷系数的表达式,并通过卸荷湿陷试验确定了表达式中的参数取值。首先定义湿陷完成比、卸荷应力比分别用来表征卸荷作用发生前黄土湿陷变形的完成程度及卸荷作用发生时卸荷量的大小。运用湿陷完成比及卸荷应力比推导出卸荷湿陷系数的计算公式。该公式揭示出卸荷湿陷系数是对湿陷系数一定程度的折减,而该折减与湿陷完成比及卸荷应力比有关。随后进行黄土在不同湿陷完成比和卸荷应力比下的卸荷湿陷试验,得到上述条件下黄土卸荷湿陷量的取值。对试验结果进行分析得到卸荷湿陷系数的具体表达式。该公式可用于计算在不同初始压力下,任意湿陷完成比及卸荷应力比下的卸荷湿陷系数。通过对比卸荷湿陷系数的试验值与计算值验证了所推公式的合理性及准确性。得到了考虑卸荷作用的黄土湿陷性影响系数的确定方法,进一步总结了卸荷作用对黄土湿陷性的影响规律。     

黄土地区公路边坡降雨失稳预报研究

为了研究黄土地区公路边坡降雨失稳灾害的预测预警方法,通过现场调查和理论分析,研究了黄土地区公路边坡降雨灾害危险性初步判别的标准;在分析公路边坡稳定性主要影响因素(边坡结构、边坡形态和植被特征)的基础上,提出了黄土地区公路边坡标准坡型的模型;以标准边坡坡型为基准,根据边坡失稳资料和降雨数据,建立了公路边坡抗灾能力评分表和评分标准。由此提出了适合于陕北黄土地区(包括砂黄土地区和典型黄土地区)公路边坡降雨灾害预测预警的抗灾雨量法,可以针对某个具体的黄土地区公路边坡的降雨灾害进行工点失稳预报。工程应用表明抗灾雨量法可操作性较好。     

关于黄土湿陷性评价和剩余湿陷量的新认识

在总结诸多大型浸水现场试验成果的基础上,提出了一些关于湿陷性评价方法和剩余湿陷量合理控制等问题的新认识,目的是为了修正自重湿陷性黄土场地的自重湿陷量计算值与其实测值之间的差异,并减小地基处理深度。在获取自重湿陷量的计算值时,引进了一个深度修正系数?,使自重湿陷量和湿陷量的计算值接近实测值,这在一定程度上降低了较深部位黄土的剩余湿陷量。在获取湿陷量计算值时,提出了扩大湿陷系数阈值(0.015)的方案,并与深度修正系数?联合使用,达到了扩大湿陷量的计算值和降低较深土层的剩余湿陷量的目的。提出了大厚度自重湿陷性黄土场地的湿陷临界深度的概念,通过若干资料将其初步确定为20²5 m之间,结合深度修正系数和扩大湿陷系数阈值方法,使用湿陷临界深度概念,可以更为有效地降低较深土层的剩余湿陷量。新的研究思路可为自重湿陷性黄土场地的类似工程和黄土规范的修订提供一定的参考。     

桩间黄土卸荷湿陷过程中卸荷量计算方法初探

为确定桩间黄土卸荷湿陷过程中卸荷量的合理取值,开展桩−土界面大型剪切试验,研究桩间黄土卸荷湿陷状态下桩−土界面剪切强度、剪切位移及桩−土界面法向力之间的相关关系。结果表明：在桩间土中性点深度范围内,不同竖向应力和含水率状态下的桩−土界面剪切强度可代表桩侧负摩阻力。利用卸荷量与桩侧负摩阻力互为作用力与反作用力的力学原理,并在分析卸荷量随湿陷深度和湿陷进程变化规律的基础上,提出黄土卸荷湿陷过程中卸荷量计算方法,通过对比卸荷量计算值与不同黄土地区桩侧负摩阻力现场实测值,以验证其合理性。该方法不仅为科学评价黄土卸荷湿陷特性提供卸荷作用量化手段,还为相关黄土工程的优化设计提供理论参考依据。     

大厚度自重湿陷性黄土地基处理深度和剩余湿陷量问题的合理控制

为研究大厚度自重湿陷性黄土地区地基处理深度与剩余湿陷量的合理控制关键技术难题,对采用不同处理深度的挤密地基进行了大面积深层浸水载荷试验。试验结果表明：对采用挤密地基处理在6～12 m深度以下进行深层浸水后均发生不同程度的地基湿陷下沉,而地基处理在15 m深度时（剩余湿陷量远大于200 mm）地基整体实际下沉量相对较小,说明现行的《湿陷性黄土地区建筑规范》对乙、丙类建筑地基关于最小处理深度的规定过于严格,不符合现有的经济技术水平,建议在采取一定措施的情况下将12~15 m作为乙、丙类建筑在大厚度自重湿陷性黄土地区地基处理的合理深度。并针对现行规范中对乙、丙类建筑剩余湿陷量控制的不合理之处,提出了“剩余湿陷量折减系数” 这个概念,并提出了该折减系数的建议值,可为同类工程建设和规范修订提供一定的参考。     

甘肃黄土高边坡可靠度研究

以甘肃省266个黄土自然极限状态坡为研究对象,将其按地形地貌、地层岩性等特征划分为4个亚区,对每个亚区的极限状态坡高与坡宽进行双对数线性模型回归和不同置信度下的统计分析,给出4个亚区不同置信度下坡高与坡宽的相关关系。以1 024组黄土物理力学指标统计结果作为计算参数,用Bishop法的稳定系数计算公式建立极限状态方程,利用 Monte Carlo法对各亚区不同置信度下的边坡进行可靠度模拟,系统分析了坡高、坡度、参数变异性对失效概率的影响,以及失效概率与稳定系数的关系。结果表明,临洮-永靖亚区边坡坡度低于31.5?,失效概率可控制在10%以下;陇东亚区、兰州-定西-会宁亚区和天水-秦安-通渭亚区在强度参数变异系数取当地平均水平,稳定系数为1.3情况下失效概率在10%以内,稳定系数为1.2情况下,失效概率多在20%以内。     

严寒地区路堑边坡破坏机理及稳定计算分析

内蒙古省际通道新林北至扎兰屯段一级公路修建过程中,一些局部路堑边坡出现了较严重的边坡滑塌现象。目前公路行业的路基设计施工规范中尚没有涉及高寒地区路堑边坡的设计施工方法,也缺乏此类地区路堑边坡的稳定性设计评价标准。为此在进行了大量调研工作的基础上,对路堑边坡的破坏机理进行了分析,提出了确保公路路堑边坡稳定的有效措施及相应的计算方法,成果可为其他类似工程借鉴参考。     

大厚度自重湿陷性黄土湿陷变形特性水分入渗规律及地基处理方法研究

为研究大厚度自重湿陷性黄土的湿陷变形特性、水分入渗规律以及地基处理合理方法等问题,选择典型大厚度自重湿陷性黄土场地,进行了布置沉降观测点和埋设水分计的浸水试验以及挤密桩、DDC（孔内深层强夯）桩地基处理试验。试验结果表明,在水分入渗过程中,深度22.5～25.0 m以上土体易发生湿陷,该深度以下土体则含水率增加缓慢,达不到湿陷起始含水率,不易发生湿陷,因此该深度考虑可作为现场湿陷性评价的临界深度,也可作为大厚度湿陷性黄土地区进行地基处理时可参考的地基处理下限深度。DDC桩间距为1.0～1.4 m时,无论从挤密系数还是湿陷系数都能满足规范要求;挤密桩15 m试验区域沉降量较小,但其剩余湿陷量任未满足要求,这也佐证了关于22.5～25.0 m深度难于发生湿陷的结论。试验成果可作为今后大厚度自重湿陷性黄土地区工程建设以及黄土规范进一步修订的参考。