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滑坡产生的原因

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滑坡产生的原因

张进赛马得龙

(青海省大通县公路工程队青海西宁810100)

【摘要】从对滑坡这一现象形成的原因和产生的内力的分析,使我们能够对滑坡进行有效地预防和控制,减少其对各种行业的危害。

【关键词】滑坡原因

滑坡现象是公路上常见的破坏现象之一,常常会给公路的施工带来众多的不利和损失,更严重的常常会掩埋村庄,摧毁厂矿,破坏铁路和公路交通,堵塞江河,损坏农田、森林等。因此我们应该对滑坡这一现象有一些更加全面的认识和了解,对它形成的原因和产生的内力因素加以分析和了解,使我们能够对滑坡进行有效地预防和控制,减少其对各种行业的危害。

一、边坡稳定性原理

根据对边坡发生滑塌现象的观察,边坡破坏时形成一滑动面。滑动面的形状与土质有关。对粘性土体有时象圆柱形,有时象碗形。对于松散的沙性土及砂土,滑动面类似于平面。如果下滑面具有两个破坏面,稳定性分析时必须确定两个破坏面上的法向力的大小和作用点,但只能建立三个平衡方程,因而这是一个多次超静定问题。

为能求解这些超静定问题,通常需要作出一些假设,使之变为静定问题。

1、在用力学边坡稳定性分析法进行边坡稳定性分析时,通常都按平面问题处理。

2、松散的砂性土和砾(石)土具有较大的内摩擦角和小的粘聚力,边坡滑坍时,裂面近似平面,在边坡稳定性分析时可采用直线破裂面法。

3、粘性土具有较大的粘聚力,而内摩擦角较小,破坏时滑动面有时象圆柱形,有时象碗形,通常近似于圆曲面,故可采用弧破裂面法。

在进行边坡稳定性分析时,大多采用近似的方法,并假设:

1、不考虑滑动主体土身内应力的分布。

2、认为平衡状态只在滑动面上达到,滑动土体成整体下滑。

3、极限滑动面的位置要通过试算来确定。

二、边坡稳定性分析的计算参数

(一)土的计算参数

路基处在复杂的自然环境中,其稳定性随环境条件(特别是土的含水量)和时间的增长而变化。路堑是在天然土层中开挖而成,土石的性质、类别和分布是自然存在的。而路又是人工填筑而成,填料性质可由人为方法控制。因此,在边坡稳定性分析时,对于土的物理力学数据的选用,以及可能出现的最不利情况,应力求能与路基将来情况相一致。

边坡稳定性分析抽需土的实验资料:

1、对于路堑或天然边坡取原状土的容重、内摩角和粘聚力。

2、对路堤边坡,应取与现场压实度一致的压实土的试验资料。

在边坡稳定性分析时,如边坡由多层土构成,所采用土的边坡稳定分析参数应根据边坡稳定性分析方法确定,对于直线法和圆弧法可通过合理的分段,直接取用不同土层的参数值。(二)边坡稳定性分析边坡的取值

边坡稳定性分析时,对于折线形或阶梯边坡,一般可取平均值。

(三)汽车荷载当量

路基除承受自重作用外,同时还承受行车荷载的作用。在边坡稳定分析时,需要将车辆按最不利情况排练,并将车辆的设计荷载换算成当量土柱高。

三、边坡稳定性分析

1、力学分析

(1)数解法:假定几个不同的滑动面,按力学平衡原理对每个滑动面进行边坡稳定性分析,从中找到极限滑动面,按此极限滑动面的稳定程度来判断边坡的稳定性。

(2)图解或表解法:在计算机和图解分析的基础上,制定出图或表,用查图或查表来进行边坡稳定性分析。

2、工程地质法

根据不同土类以及所处的状态,经过长期的生产实践和大量的资料调查,拟订边坡稳定值的参考数据,在设计时,将影响边坡稳定的因素作比拟,采用类似条件下的边坡稳定值。四、陡坡路堤稳定性

当路堤修筑在陡坡上时,且地面横坡度过大或在不稳定的山坡上时,路基不仅要分析路堤边坡稳定性,还要分析路堤沿陡坡或不稳定山坡下滑的稳定性。

由于基底接触面较陡或强度较弱,致使路堤整体沿基地接触面产生滑动;

由于基底修筑在较厚的软土层上,致使路堤连同其下的软土层沿某一面滑动;

由于基底下岩层强度不均匀,致使路堤沿某一最弱的层面滑动。

陡坡路堤产生下滑的主要原因是地面陡坡较陡、基底土层软弱或强度不均匀,因此,边坡稳定分析中因采用滑动面附近较为软弱的土的有关测试数据。同时,如果滑动面附近有水的作用(包括地面水和地下水)。致使路堤下滑力增大,接触面或软弱面抗剪强度显著降低,因此,边坡稳定性分析中应采用因浸水面降低的强度数据。

五、浸水路堤稳定性

受到季节或长期浸水的沿河路堤、河滩路堤均受到水的浸蚀。河滩路堤除承受普通路堤所承受的外力及自重力外,还要承受浮力及渗透动水压力的作用。当河水往上升时,水中边坡的一侧或两侧透入路堤中;当水位降落时,水又从堤身内向外渗出。由于在土体内渗水速度比河中水位升降速度慢,因此,当堤外水位升高时,堤内水位呈凹形。

当路堤一侧或两侧发生变化时,水的渗透速度与土的性质和时间有关。因此,当水位开始上升时,土体内的渗透浸润曲线比边坡外面水位低,经过一段时间后,才达到与外面水位齐平。如填土有毛细管的作用,则土体内的浸润曲线可继续上升至一定高度。在砂性土中,这一高度为0.15米左右;在粘性土中,能达到1.5米或更高,水位上升时,土体除承受竖向的向上浮力外,还承受浸透动水压力的作用。

当水位骤然下降时,土体内的水流出边坡需要较长的时间,由于水位的差异,水压力方向指向土体外,这就剧烈破坏路堤边坡的稳定性,并可能产生边坡凸起和滑动现象。此外,渗透水流还能带走路堤细小的土粒而引起陆地的变形。

综上所述,滑坡现象对工程的影响很大。本文仅列举了一些常见的滑坡原因及内力分析。一般情况下,滑坡产生往往既有外荷载的作用,又有人为因素,这需要对滑坡进行详细分析和科学的施工,才能采取有效的补救措施,确保施工安全。

作者简介:张进赛,男,汉族,职称:工程师。1958年10月生,1980年7月毕业于青海省交通学校,一直在大通县公路工程队工作。马得龙,男,回族。1971年2月20日生。青海省大通县人,职称:工程师,本科。1992年至今在青海省大通县交通局公路工程队工作。

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