（岩土工程专业论文）富阳来龙山滑坡治理分析研究.pdf

浙扛大学硕士学位论文富阳来龙山滑坡治理分析研究 富阳来龙山滑坡治理分析研究 摘要 滑坡是位于地震、火山之后的第三大自然灾害，它对人类工程建设和生命财 产带来重大的威胁；我国也是滑坡广泛分布的国家，滑坡几乎遍及各个省区，随 着经济建设的高速发展，工程活动日益频繁，遇到的滑坡问题也越来越突出，为 了防灾减灾，滑坡治理这项课题日益成为国内外学术界和工程界的研究热点。 本文以浙江富阳来龙山滑坡治理作为研究的课题背景，在长达3 年多滑坡监 控的基础上，对来龙山滑坡治理进行综合分析研究。 首先，介绍了富阳来龙山滑坡治理工程的概况，包括滑坡区域的地质状况、 气候与水文条件、d 区、b 区在治理过程所采取的不同的措施；分析了d 区、b 区滑坡灾害体的基本特征，在对治理监测成果进行了分析的基础上对治理后两个 区域的滑坡稳定情况作了初步的判定和评价，初步显示滑坡治理的成效。 其次，介绍了考虑桩一土相互作用的稳定性分析的研究发展和现状，在归纳 总结了滑坡治理稳定性分析的整体计算过程的基础上，对来龙山治理前后滑坡体 在不同工况下进行了稳定性计算分析。计算结果进一步说明滑坡治理卓有成效。 再次，针对滑坡治理工程中主体抗滑桩工程，分析抗滑桩内力设计计算的理 论，分别根据贝努利粱理论、铁木辛柯梁理论解析推导了抗滑桩内力的幂级数解， 通过经典问题考题验证了解析推导的正确性。解析推导过程考虑了土层分层、不 同边界条件的情况，分析研究了两种理论计算结果的差别，并且通过来龙山滑坡 抗滑桩内力的计算与现场监控成果对比分析，判定滑坡治理后桩体的受力稳定情 况。 最后，在灰色系统全数据g m ( 1 ，1 ) 模型基础上，经过新陈代谢过程、分阶残 差修正、权重修正，依次建立了多个不同修正方式的模型，建模过程考虑实测信 息的非等间隔性。结合富阳来龙山滑坡治理监控信息，在滑坡综合治理之后，对 b 、d 区域经历典型滑移阶段滑带土位移作预测分析，经过各模型精度检验比较， 表明所提出的二阶残差权重修正g m ( 1 ，1 ) 模型大幅提高了预测精度和适应性，且 预测结果表明治理之后滑带士的稳定状况，也从另一个侧面显示治理的效果。 关键词：滑坡治理；抗滑桩：削坡；排水；治理监测；贝努利梁：铁木辛柯梁； 修正g m ( 1 ，1 ) 模型；权重； 浙江大学硕士学位论文富阳来龙山滑坡治理分析研究 s t u d y o nf u y a n g l a i l o n g m o u n t a i nl a n d s f i d et r e a t m e n t a b s t r a c t a f t e re a r t h q u a k ea n dv o l c a n o ，l a n d s l i d ei st h et h i r dn a t u r a ld i s a s t e rt h a tg r e a t l y t h r e a tt h ec o n s t r u c t i o nw o r ka sw e l la sh u m a nl i f ea n dp r o p r i e t y b e c a u s eo ft h e h i g h s p e e dd e v e l o p m e n to ft h ee c o n o m ya n dt h ei n c r e a s i n gf i e q u e n c yo ft h e c o n s t r u c t i o nw o r k 血ep r o b l e mo fl a n d s l i d eb e c o m e sm o r ea n dm o r eo b v i o u si n c h i n aw h e r et h el a n d s i d ei s w i d e l yd i s t r i b u t e da l m o s ta l lo v e rt h ed r o v i n c e s a sa r e s u l t i no r d e rt op r e v e n ta n dr e d u c et h i sd i s a s t e r , t h es u b j e c to fl a n d s l i d et r e a t m e n t b e c o m e sar e s e a r c h i n gh o t s p o ti nt h ea c a d e m i aa n dt h e e n g i n e e r i n gf i e l d sb o t ha t h o m ea n da b r o a d b a s e do nt h eo v e r - t h r e e y e a rl a n d s l i d em o n i t o r i n g t h i st h e s i ss e tt h el a n d s l i d e t r e a t m e n ti nm o n tl a i l o n go ff u y a n ga st h er e s e a r c h b a c k g r o l l r 国，a n dg i v e s a t h o r o u g ha n ds y n t h e t i c a ls t u d y a n d a n a l y s i so n i t f i r s t l y , i ti n t r o d u c e st h eg e n e r a ls i t u a t i o no f t h el a n d s l i d et r e a t m e n ti nm o n t l a i l o n g ，i n c l u d i n gt h eg e o l o g i cc o n d i t i o n s ，c l i m a t i c & b y d r o l o g i c a lc o n d i t i o n s ，a n d t h ed i f f e r e n tm e a s u r e st a k e ni nt h el a n d s l i d et r e a t m e n ti r ld i s t r i c tda n dd i s t r i c tb r e s p e c t i v e l y i td i s c u s s e s t h eb a s i cf e a t u r e so fi a n d s l i d ed i s a s t e r si nt h e s et w od i s t r i c t s g i v e sap r i m a r yj u d g m e n ta n da n a l y s i so n t h e1 a n d s l i d es t a b i l i z a t i o n sb e f o r ea n da f t e r t r e a t m e n tb a s i n go nt h em o n i t o r i n gr e s u l t s ，a n d e l e m e n t a r i l ys h o w st h ee f f e c t o f l a n d s l i d et r e a t m e n t s e c o n d l y , t h i st h e s i si n t r o d u c e st h es t u d y i n gd e v e l o p m e n ta n dc u r r e n ts i t u a t i o n o fs t a b i l i z a t i o na n a l y s i so nt h ep i l e - s o t li n t e r a c t i o n ；i tc a l c u l a t e sa n da n a l y z e st h e s t a b i l i z a t i o n so fm o n t l a i l o n gb e f o r ea n da f t e rt r e a t m e n tu n d e rd i f f e r e n tc o n d i t i o n s ， o nt h eb a s eo ft h ep r o c e s so ft h ew h o l ec a l c u l a t i o no nt h es t a b i l i z a t i o na n a l y s i s t h e c a l c u l a t i o nr e s n i t sf u r t h e rp r o v e st h a tt h et r e a t m e n ti sf r u i t f u l t h i r d l y , r e g a r d i n gt h em a i na n t i - s l i d ep i l ep r o j e c ti nt h el a n d s i d et r e a t m e n t , t h e t h e s i sd i s c u s s e st h e t h e o r y o fd e s i g n i n ga n d c a l c n i a t i n g t h ei n t e r n a lf o r c eo f a n t i s l i d e p i l e ，a n d d e r i v e st h e p o w e rp r o g r e s s i o n s o l u t i o n so nt h eb a s eo f e u l e r - b e m o u l l ib e a m t h e o t y a n dt i n a o s h e n k ob e a n l t h e o r y , a n d v e r i f i e st h e c o l t e c t n e s so ft h e a n a l y t i c a l d e d u c t i o nt h r o u g hc l a s s i cc a s e s i nt h e p r o c e s so f a n a l y t i c a ld e d u c t i o n 。t h et h e s i s c o n s i d e r st h ed e l a m i n a t i o no fs o t la n dd i f f e r e n t b o u n d a r yc o n d i t i o n s ，a n d s t u d i e st h ed i f f e r e n tc a l c n i a f i o nr e s u l t s b y t h et w o c a l c u l a d n gt h e o r i e s c o m p a r e dt h ec a l c n i a t i o no f t h ei n t e m a lf o r c eo fa n t i s l i d ep i l e w i t ht h eo n t h e s p o tm o n i t o r i n gr e s u l t s ，i t j u d g e st h es t a b i l i z a t i o no f t h e p i l e ， f i n a l l y , b a s e d o nt h ea l ld a t e dg m ( 1 ，1 ) m o d e lo f g r e ys y s t e m ，d i f f e r e n tm o d i f i e d m o d e l sa r es e tu pi nt h e i rg i y e no r d e rt h r o u g ho u tt h ec o u r s eo f m e t a b o l i s m ，r e s i d u a l e r r o rm o d i f i e do fd i f f e r e n tr a n k ，a n dw e i g h t e dm o d i f i e d i ns e t t i n gu pt h em o d e l ， u n e q u a li n t e r v a l si nt h ed a t ao f t h ea c t u a lm e f l s l i f ea r ec o n s i d e r e d a n de q u a li n t e r v a l s 浙江大学硕士学位论文 富阳来龙山滑坡治理分析研究 o fg r e ys y s t e mf o r e c a s t i n gm o d e li s e x t e n d e dt o u n e q u a lo n e s c o m b i n i n g t h e m o n i t o r i n g i n f o r m a t i o no ft h el a n d s l i d et r e a t m e n ti nm o n tl a i l o n g t h i st h e s i s f o r e c a s t sa n da n a l y z e st h ed i s p l a c e m e n ti ns l i d i n gz o n e sw h i c he x p e r i e n c et y p i c a l l y s l i d i n gs t a g e s i nd i s t r i c tba n dda f t e rt h e1 a n d s l i d eh a sb e e nt a c k l e di na c o m p r e h e n s i v ew a y t h er e s u l to f t o o d e lp r e s i s i o n t e s ts h o w st h a tt h er e s i d u a le r r o ro f t w or a l ka n dw e i g h t e dm o d i f i e dg m ( 1 ，1 ) m o d e lc a ng r e a t l yi m p r o v et h ef o r e c a s t i n g p r e c i s i o na n da d j u s t a b i l i t y t h ef o r e c a s tr e s u l ti n d i c a t e s t h es t a b i l i z a t i o no f t h es l i d i n g z o n ea n ds h o w si no n ea s p e c tt h et r e a t m e n te f f e c t k e y w o r d s ：l a n d s l i d et r e a t m e n t ，a n t i s l i d ep i l e ，c u t t i n gs l o p e ，d r m n a g e ，m o n i t o r i n g ， e u l e r - b e r n o u l l ib e a m ，t i m o s h e n l 【ob e a m ，m o d i f i e dg m ( 1 ，1 ) m o d e l ，w e i g h t 浙江大学硕士学位论文富阳来龙山滑坡治理分析研究 谢锋 1 il 课题背景 第一章绪论 全球而言，滑坡是位于地震、火山之后的第三大自然灾害，它对人类工程建 设得危害是世界性的，给全球造成的经济损失估计每年可达数十亿美元，整治费 用惊人，且对人类的生命财产带来重大的威胁。 而我国也是滑坡广泛分布的国家，滑坡几乎遍及各个省区，给水利、铁路、 公路、矿山建设带来的损失也在逐年增加，随着我国经济建设的高速发展，人类 工程活动日益频繁，规模日益增大，遇到的滑坡稳定问题也越来越突出。滑坡失 稳轻则增加投资，延长工期；重则摧毁建筑物，造成重大的人员伤亡。如我国湖 北运安盐池河磷矿1 9 8 0 年发生山崩，1 0 0 万立方米的岩体崩落，摧毁了矿务局 和坑道的全部建筑物，造成2 8 0 人死亡；2 0 0 1 年5 月重庆市武隆县县江北西段 发生山体滑坡，造成高楼跨塌，死亡7 9 人，阻断了3 1 9 国道新干道，很多正在 通行的汽车也被掩埋在滑体中。据不完全统计【l 。1 】，1 9 9 8 年以来，福建省先后发 生滑坡、崩塌、泥石流等2 1 3 0 0 多起，造成死亡3 0 0 余人，伤5 0 0 余人，经济损 失高达1 0 多亿元；四川省近1 0 年，每年地质灾害死亡人数在3 0 0 人左右，经济 损失达数亿元；三峡库区的最新统计表明，1 9 8 2 年以来库区两岸发生滑坡、崩 塌、泥石流7 0 多处，规模较大的4 0 多处，死亡4 0 0 多人，直接经济损失数千万； 云南省1 9 9 0 1 9 9 9 年公路边坡发生大、中型滑坡1 4 0 多处，经济损失达到1 6 8 亿余元，对公路运营构成严重威胁。 面对滑坡这一严峻的自然灾害，人类与之斗争的努力始终没有中断过，这表 现在认识滑坡机理、完善滑坡稳定分析理论和方法、开发滑坡治理技术和滑坡预 报等方面的研究理论。对滑坡灾害的认识的不断深化是建立在地理、地质和岩石 力学、土力学等一系列科学分支的形成、发展和完善的基础上，而滑坡预报和治 理又是围绕确保人身安全和经济建设顺利开展这一中心进行的i l 。j 。只有在诸多 领域内共同开展深入研究，人类才有可能在防治滑坡方面取得重大的进展，因此 滑坡的成因机理、滑坡工程的整治、预报一直是近期国内外学术界和工程界所关 注的焦点问题【1 弘。防止或减轻滑坡灾害，一般从两个方面和四个途径开展工 作，两方面是指：避开灾害和减低灾害。四个途径是指：( 1 ) 限制开发或尽量避 绕：( 2 ) 限制和约束人为活动，防止滑坡灾害的产生；( 3 ) 采取工程措施，防止 滑坡灾害的产生或治理己发生的滑坡灾害；( 4 ) 进行滑坡灾害预测预报1 7 j 。 本文以浙江富阳来龙山滑坡治理作为研究的课题背景，来龙山位于富阳镇 浙江大学硕士学位论文富阳来龙山滑坡治理分析研究 北，7 0 年代来龙山西麓山脚开挖北渠以后，山体时有滑坡现象。此后，虎山路 拓宽及二中操场的开挖使滑坡现象日益明显，因富阳二中体艺馆部位切坡建设， 在2 0 0 1 年梅雨季节时发现：山体发生滑坡，造成体艺馆东侧梁柱严重偏位，混 凝土地面隆起、开裂严重；体艺馆东坡上的竹林部位出现多级滑坡裂缝，裂缝最 大可视深度约3 m ，宽度约o 5 m ，开裂严重；附近的二中篮球场东南地坪也局部 隆起。之后，笔者所在课题研究组于2 0 0 1 年1 1 月至2 0 0 3 年1 0 月对来龙山西麓 滑坡区域进行了前期监测。2 0 0 3 年1 2 月开始，富阳大桥路路面拓宽的同时，开 始对西麓d 区、b 区滑坡进行全面的治理，笔者所在课题研究组继续对滑坡治理 工程进行了全面的监控。在长达3 年多滑坡监控的基础上，本文对来龙山滑坡治 理进行综合分析研究。 1 2 国内外滑坡治理的研究现状”。啪 1 2 1 国外研究概况 欧美国家从1 9 世纪中叶开始了对滑坡灾害防治的研究，但是早期由于人们 对滑坡的性质和变化规律认识不深，对大、中型滑坡一般采取绕避，而对小型滑 坡采取削坡减载、反压，以及抗滑挡土墙进行治理，排水工程更是优先考虑的措 施。直到二次世界大战后随着各国经济的发展和国土开发利用，遇到的滑坡越来 越多，用人为支挡工程治理滑坡才真正开始，5 0 年来有了较大的发展和提高， 一些大型的滑坡采用支挡工程来治理。支挡工程的发展大概可分为三个阶段： ( 1 ) 2 0 世纪5 0 年代以前 治理滑坡以地表和地下排水工程为主；抗滑支挡工程以挡土墙为主。 ( 2 ) 2 0 世纪6 0 7 0 年代 在应用排水工程和抗滑挡土墙为主的同时，大力开发应用抗滑桩工程以解决 挡土墙施工中的困难。其中欧美国家和前苏联多用钻孔钢筋混凝土灌注桩；日本 多采用钻孔钢管桩，钢管内注入混凝土或水泥砂浆，为了增加桩的抗剪能力，有 时在钢管中放入h 型钢。为了提高桩的整体阻滑效果，国外常将两排或者三排桩 桩顶用承台联接，形成门式框架受力；也出现少数打入桩的工况。7 0 年代后期， 在日本开始应用大直径的挖孔抗滑桩。 ( 3 ) 2 0 世纪8 0 年代以后 在小直径抗滑桩应用的同时，为治理大型滑坡，大赢径挖孔抗滑桩已经大量 使用。与此同时，抗滑支挡结构的另一个特点是锚索工程在滑坡治理中大量使用， 或锚索单独使用，或与抗滑桩联合使用。由于锚索工程不开挖滑体，施工量小， 所以目前被广泛使用。在涉及大型的滑坡体的工况下，通常抗滑桩、锚索、挡土 2 浙江大学硕士学位论文富阳来龙山滑坡治理分析研究 谢锋 墙联合使用，达到共同阻滑的治理效果。 1 2 2 国内研究概况 我国对滑坡灾害的系统研究和治理起步较晚，却从2 0 世纪5 0 年代以来已经 防治了各种类型的滑坡，结合国情，总结出了绕避、排水、支挡、减重、反压等 治理滑坡的原则和方法。虽然我国对抗滑支挡结构的研究和开发应用起步较国外 晚，但由于国家建设中滑坡治理的需要，其发展过程基本上与国外同步，也分三 个阶段： ( 1 ) 2 0 世纪5 0 6 0 年代 主要借鉴前苏联的经验，在滑坡治理中首先考虑地表和地下排水工程，如地 面截、排水沟，地下截水盲沟、盲洞，支撑渗沟等，辅以减重、反压和支挡工程， 支挡工程主要是各种形式的挡土墙。 ( 2 ) 2 0 世纪6 0 7 0 年代 6 0 年代中期，开始研究设计使用大截面开挖钢筋混凝土抗滑桩，由于其抗 滑能力大，对滑坡体稳定性的破坏小，旋工方便，在滑坡治理中被广泛应用，在 治理大、中型滑坡中更是取代了抗滑挡土墙；7 0 年代中后期，在深入研究抗滑 桩受力状态和设计理论的基础上，又研究开发了排架桩、钢架桩、椅式桩墙等新 的结构形式，节省圬工和钢材，改善受力状态，但是因为施工要求很高，应用不 广。 ( 3 ) 2 0 世纪8 0 年代以后 随着锚索技术的发展，在滑坡治理过程中开始大量的采用锚索工程。预应力 锚索变一般支挡结构物的被动受力为主动受力，对滑体扰动小，又能机械化施工， 因此应用前景广阔。目前国内锚索应用主要有两种情况：锚索与抗滑桩联合使用， 即锚索抗滑桩；使用锚索单独稳定滑坡。2 0 世纪9 0 年代以来，压力注浆加固手 段及框架锚固结构越来越多的用于滑坡处治，尤其是在高边坡的处治防护工程 中，它是一种深层加固处治技术，能解决滑坡深层加固及稳定性问题，达到根治 滑坡的目的。 1 2 3 滑坡的预防措施和攘治原则n 。1 3 ”“1 ( 1 ) 预防措施 滑坡治理的费用在工程建设中是及其昂贵的，据e n b r o m h e a d 统计，用于 滑坡治理的费用约占地质和自然灾害的2 5 5 0 左右。如果滑坡一旦发生， 无论采取何种整治措施，同预防相比，其费用都会成倍增加。因此，在滑坡治理 之前需要先做好预防的措施。 浙江大学硕士学位论文富阳来龙山滑坡治理分析研究 在斜坡地带进行公路设计、施工前，必须首先做好工程堪察工作，查明 有无滑坡存在，若存在滑坡，需要明确滑坡发育阶段。 在斜坡地带进行挖方填方时，必须事先查明坡体岩土条件，地表水排泄、 地下水位情况，做好边坡和排水工程设计，避免造成工程滑坡。 施工前应做好施工组织设计，合理安排施工顺序。 对有危险的边坡进行全面监控，加强边坡体的维护和养护。 对已经查明为大型滑坡、滑坡群、近期正在活动的滑坡，一般采取避让， 建设需要，必须通过时，应制定详细的防治对策，经对比后，择优慎重选取防治 措施。 ( 2 ) 整治原则 在选择防治措施之前，要详细调查地形、地质和水文条件；认真研究和确定 滑坡的类型及其发展阶段；分析形成滑坡的主、次要因素及彼此联系。 对于性质复杂的大型滑坡，可以避绕时，尽量采取避绕。当避绕困难， 经济上不合理时，应视滑坡规模、公路与滑坡相互影响程度、防治费用等条件， 设计多种方案进行比选。 对于可能发生急剧变形的滑坡，应采取迅速有效的工程措施：对于滑动 缓慢的大型滑坡，宜全面规划，分期治理，仔细观察工程效果，以便采取相应措 施；对于施工及运营中产生的大型滑坡，应慎重作出绕避方案、治理方案或局部 改移与防治措施相结合的方案，然后进行全面综合比较决定取舍；对于古滑坡， 应采取预防措施，避免其复活或产生新的滑坡。 对于性质简单的中、小型滑坡，一般可进行整治，路线无须避绕。整治 力求简单、工程量小，施工方便、经济合理。 滑坡整治之前，一般应先作临时排水系统，以减缓滑坡的发展，然后针 对滑坡主因，采取相应措施。 滑坡整治工程宣在旱季施工，并注意施工方法和顺序，避免因施工原因 造成滑坡的发展。 1 2 4 滑坡治理的主要措施n 1 “。筠1 整治已发生的滑坡或防治潜在滑坡的发生，关键在于减小滑坡推力和增加滑 坡抗滑力，从而提高滑坡的稳定性。任何滑坡治理的措施必须完成上述两项或两 项中的任何一项任务，目前滑坡治理的主要措施可以分为下面的四大类： ( 1 ) 几何的方法 主要是消减推动滑坡产生区的物质和增加阻止滑坡产生区的物质，即通常所 谓的砍头压脚，或减缓边坡的总坡度，即通称的削方减载。英国人h u t c h i n s o n 浙江大学硕士学位论文富阳来龙山滑坡治理分析研究谢锋 提出的“中性线”方法为减重反压计算提供了理论依据。对推动式滑坡，在上部 主滑地段减重，常起到根治滑坡的效果。对于其他性质的滑坡，在主滑地段减重 也能起到减小下滑力的作用。减重一般适用于滑床为上陡下缓、滑坡壁及两侧有 稳定岩土体的滑坡。下部反压，即在滑坡抗滑段和滑坡体外边缘堆填土石加重， 填方时，必须做好地下排水工程，不能因填土堵塞原有地下水出口，造成后患。 减载和反压的治理效果，关键取决于所选择的位置是否得当。 ( 2 ) 水文地质的方法 滑坡一般发生在雨季，主要是雨水可以湿化坡体，降低土体强度，润化滑面， 促使和加剧滑体滑动，故有“十滑九水”之说，所以治坡先治水。水文地质的方 法主要包括地表排水和地下排水。 治理地表水主要是在滑坡体周围作截水沟，使地表水不能进入滑坡体范围 内；在滑坡范围内修筑各种排水沟，使地表水排出滑坡体范围以外，同时应做好 沟渠的防渗措施。整平地表，填塞裂缝和夯实松动地面，做好隔渗层，减少地表 水下渗并使其尽快汇入排水沟，排除滑体外。地表排水以其技术上简单易行且加 固效果好、工程造价低，应用极广，几乎所有滑坡整治工程都包括地表排水工程。 治理滑坡体中的地下水，针对出露的泉水和湿地等，作排水沟或渗沟，将水 引出滑坡体外；滑坡体前缘，常因坡体内地下水位活动而松软、潮湿，引起坡体 坍塌，可作边坡渗沟疏干；注意护坡和植被，加大蒸发量，保证坡面干燥。若滑 动带上的水是由下向上承压补给时，多采用盲洞或平孔将地下水排走或者降低地 下水位到滑动面以下。为了排除深层地下水，土层和岩层工况下均可采用长水平 钻孔。在滑坡区域内外，地下水最集中的地段附近，可设置集水井，用于集中汇 集基岩面上及其附近的地下水。 ( 3 ) 支挡结构物的方法 通常对于大、中型滑坡体，在单单依靠改变滑坡几何形态和排水措施不能保 证坡体稳定的情况时，常采用支挡结构物如挡墙、抗滑桩、沉井、拦石格栅或斜 坡内部加强措旌如锚固、土锚钉、加筋土等来防止或控制滑坡岩土体的运动。支 挡工程通常作为滑坡治理工程的主体部分进行设计。 抗滑挡土墙，对于大型滑坡，常作为排水、减重等综合措施的一部分；对于 中、小型滑坡，常与支撑渗沟联合使用。优点是山体破坏少，稳定滑坡收效快， 一般多采用重力式抗滑挡土墙。 另外一类支挡结构物，并不阻止灾害的发生，而只是作被动的防护，阻止其 可能造成的危害。例如设置于斜边坡上一定部位处的刚性拦石格栅或柔性钢绳 网，可以拦截或阻滞顺坡滚落的块石，从而使保护对象免遭破坏。 ( 4 ) 坡体内部加固的方法 浙江大学硕士学位论文富阳来龙山滑坡治理分析研究谢锋 坡体内加固的方法，主要是改良滑带土，增加滑坡自身的抗滑力，比如灌浆、 旋喷混凝土【1 也2 1 、石灰桩【l _ 2 3 1 ，焙烧等，尽管作用的微观机理不尽相同，但目的 都是加强滑带土的强度。 灌浆按浆液材料，可以分为水泥注浆、化学注浆、混合注浆。滑坡注浆加固 一般适用于以岩石为主的滑坡、崩塌堆积体、岩溶角砾岩堆积体，以及松动岩体 滑坡。而石灰桩对滑坡的加固作用主要是生石灰消化反应吸收桩体周围粘土中的 水分，减低了孔隙水压力，增加有效应力，增加抗剪强度，钙离子和氢氧根离子 向周围迁移，与周围的粘土发生反应，从而增加强度。 整治滑坡用单一的工程措施往往不是最佳的方案，通常是采用多种工程措施 组合起来进行综合整治。上述四大类的措旌中各类方法，详见表1 - 1 ： 表1 - 1 滑坡治穗播i t 列囊 几何的方法 ( m o d i f i c a f t o no f s l o p eg e o m e t r y ) 削减推动滑坡产生区的物质( 或者以轻材料置换) 增加维持滑坡稳定区的物质( 反压) 减缓滑坡总坡度 地表排水：将水引出滑坡区之外( 集水明沟或管道) 充填有自由排水土工材料( 粗粒填料或土工聚合物) 的浅或深排水暗沟 粗颗粒材料构筑成的支撑护坡墙( 水文效果) 垂直( 小口径) 钻孔抽取地下水或自由摊水 水文地质的方法垂直( 大口径) 钻孔重力排水 ( d r a i n a g e )近水平或近垂直的排水钻孔 真空排水 虹吸排水 电渗析排水 种植植被( 蒸腾捧水效果) 支挡结构物 的方法 ( r e t a i n i n g s t r u c t a r e s ) 重力式挡上墙 木笼块石墙 鼠笼墙( 钢丝笼内充以卵石) 被动桩、墩、沉井 原地浇筑混凝土连续墙 有聚合物或金属条或板片等加筋材料的挡土墙( a n 筋土挡墙) 粗颗题粒材料构筑成的支撑护坡墙( 力学效果) 岩石坡面防护网 6 浙江大学硕士学位论文富阳来龙山滑坡治理分析研究 续表 崩塌落石阻滞或拦截系统( 拦截落石的沟槽、堤、栅栏或钢绳网) 预防侵蚀的石块或混凝土块体 岩石锚固 微桩( m i c r o p i l e s ) 土锚钉 锚索( 有或无预应力) 坡体内部加固的方法 灌浆 ( i n l e ”a l5 l 叩。 块石桩或石灰桩水泥桩 r e i n f o r c e m e n t ) 熟处理 冻结 电渗锚固 种植植被( 很强的力学效果) 虽然到目前为止，国内外在治理滑坡方面已取得了许多成功的经验，在滑坡 机理分析和治理设计方面不断取得进展，但远未成熟，存在很多技术问题。 1 3 本文的主要研究工作 本文的工作主要围绕富阳来龙山滑坡治理展开，通过对富阳来龙山滑坡治理 工程的介绍，在对治理过程监测成果进行了分析的基础上，对治理前后滑坡体在 不同工况下进行了稳定性计算对比分析，从滑坡治理监控实测结果和稳定性理论 计算结果同时说明治理后滑坡体整体的稳定情况。针对滑坡治理工程中主体抗滑 桩工程的研究，分析抗滑桩内力设计计算的理论，分别根据贝努利梁理论、铁木 辛柯梁理论解析推导了抗滑桩内力的幂级数解，通过经典问题考题验证了解析推 导的正确性。分析研究了两者理论计算结果的差别，并且通过来龙山滑坡抗滑桩 内力的计算与现场监控成果对比分析，判定滑坡治理后桩体的受力稳定情况。最 后在灰色系统全数据g m ( 1 ，1 ) 模型基础上，分别经过新陈代谢过程、分阶残差修 正、权重修正，建立滑带土位移信息修正灰色系统预测模型，对经过治理后的来 龙山滑坡体进行了修正灰色系统模型预测。 第二章主要介绍了富阳来龙由滑坡治理工程的概况，包括滑坡区域的地质状 况、气候与水文条件、d 区、b 区在治理过程所采取的不同的措施；分析了d 区、 b 区滑坡灾害体的基本特征，在对治理监测成果进行了分析的基础上，对治理后 浙江大学硕士学位论文富阳来龙山滑坡泊理分析研究谢锋 两个区域的滑坡稳定情况作了初步的判定和评价，为下一步治理稳定计算分析提 供条件。 第三章主要介绍了考虑桩一土相互作用的稳定性分析的研究发展和现状，归 纳总结了滑坡治理稳定性分析的整体计算过程，对治理前后滑坡体在不同工况下 进行了稳定性计算分析，且为下一步抗滑桩的设计验算提供依据。 第四章主要介绍了抗滑桩设计要素的确定、抗滑桩设计计算的方法，然后通 过贝努利梁理论和铁木辛柯梁理论推导了抗滑桩位移、内力计算的幂级数解，考 虑了土层分层、不同边界条件的情况，最后对来龙山滑坡治理工程中的d 3 5 号 抗滑桩作了实例计算。 第五章主要介绍了传统的灰色系统全数据g m ( 1 ，1 ) 模型，并在其基础上经过 多个不同方式的修正，建立了滑带土位移信息二阶残差权重修正模型，对经过治 理之后的来龙山滑坡体滑带土滑移进行了预测分析。 本章参考文截 【1 - 1 】赵明阶，何春光，王多垠边坡工程处治技术f m 】人民交通出版社，2 0 0 3 年l o 月 1 2 】陈祖煜土质边坡稳定分析原理、方法、程序 m 】中国水利水电出版 社，2 0 0 2 【1 3 】廖建宏，马国伟，楚剑，边坡稳定分析国际动态【j 】国际学术动态。 2 0 0 3 ( 3 ) ：4 0 4 1 1 - 4 张倬元滑坡防治工程的现状与发展展望 j 】地质灾害与环境保护 2 0 0 0 ，v 0 1 11 ，n o 2 ：8 9 9 7 1 - 5 】张建永滑坡研究现状综述( j 】中国岩溶。1 9 9 9 ，1 8 ( 3 ) ：2 8 0 - 2 8 6 1 - 6 】t i e n h w ue ta 1 p r e d i c t i o na n d m a p p i n g o fl a n d s l i d eh a z a r d c a n a d i a n g e o t e c h n i c a lj o u n a l 2 0 0 0 ，3 7 ( 4 ) ：7 8 1 7 9 5 浙江大学硕士学位论文富阳来龙山滑坡治理分析研究 谢锋 1 7 】陈海鹏长江三峡库区大河坝滑坡治理工程研究【r 】重庆大学硕士学位论 文2 0 0 2 【l _ 8 魏永幸，杨建国边坡地质灾害防治技术综述【j j 路基工程2 0 0 0 ( 6 ) ：4 7 【1 9 】殷跃平中国滑坡防治工程论与实践【j 】岩土钻凿工程2 0 0 1 ( 1 ) ：2 0 ，2 4 1 一1 0 】刘广志滑坡与滑坡治理 j 】探矿技术1 9 9 3 ( 2 ) ：1 1 6 1 - 1 1 1 林鲁生，刘祖德滑坡治理的发展概况以及加固方案的选择 j 】广东水利 水电2 0 0 1 ( 2 ) ：3 5 【1 1 2 】徐邦栋滑坡分析与防治 r 】，中国铁道出版社，北京，2 0 0 1 ：6 8 8 0 f l 一1 3 】李风琳。土建工程中的滑坡分析及防治措施卿石河子大学学报( 自然科 学版) 1 9 9 8 ，v 0 1 2 ，n o 2 ：1 6 7 1 7 1 【1 - 1 4 】杨志法，陈剑关于滑坡预测预报方法的思考f j 】工程地质学报 2 0 0 4 ，1 2 ( 2 ) ：1 1 8 - 1 2 3 【1 - 1 5 】催政权，李宁边坡工程一理论与实践最新发展中国水利水电出版 社，1 9 9 9 【1 16 】p o t t s ，d m ，k o v a c e v i c ，n ，v a u g h a n ，p l r d e l a y e dc o l l a p s eo fc u ts l o p e si n s t i f f c l a y g e o t e c h n i q u e ，1 9 9 7 ，v 0 1 4 7 ，n o 5 ：9 5 3 9 8 2 【l t 7 1 陈静曦，章光，袁从华等顺层滑移路堑边坡的分析和治理【j 】岩石力学 与工程学报2 0 0 2 。2 1 ( 1 ) ：4 8 5 1 【1 - 1 8 】杨永兵，施威，杨卫东等边坡治理中的植物固坡法闭水文地质工程地 质2 0 0 2 。2 9 ( 1 ) ：6 4 6 7 1 - 1 9 】谢全敏，夏元友，朱瑞赓边坡治理方案评判体系的层次结构模型及其应 用【j 】岩石力学与工程学报2 0 0 1 ，2 0 ( a 0 1 ) ：1 0 6 5 1 0 6 9 【1 2 0 】王恭先滑坡防治工程措施的国内外现状【j 】中国地质灾害与防治学报 1 9 9 8 ，v 0 1 9 ，n o 1 ：l 一9 【1 2 l 】l k o i n x b u r g e f f e c t i v e n e s so fa n t i l a n d s l i d er e t a i n i n gs t r c t u r e s j 1 a n d s l i d e ， p r o c e e d i n g s o f t h es e v e n t hi n t e r n a t i o n a ls y m p o s i u mo n l a n d s l i d e s ，1 9 9 6 【1 2 2 】朱正榜，鲜文凯旋喷注浆法在达成铁路金堂滑坡治理中的应用【j 】中国 9 浙江大学硕士学位论文 富阳来龙山滑坡治理分析研究谢锋 地质灾害与防治学报1 9 9 6 ，v 0 1 7 , n o 1 ：6 4 6 8 【1 - 2 3 1 c ，d ，e r o g e r s ，s g l e n d i n n i n g t h e r o l eo fl i m e m i 鲫i o n i nl i m e p i l e s t a b i l i z a t i o no f s l o p e s j t h eq u a r t e r l y j o u r n a lo f e n g i n e e r i n gg e o l o g y , v 0 1 2 9 , n o 4 ：2 7 3 - 2 8 4 【1 - 2 4 】p o p e s c u me l a n d s l i d ec a u s e st ol a n d s l i d e c a u s e st ol a n d s l i d e r e m e d i a t i o n m l a n d s l i d e s e n n e s e t ( e d ) r o t t e r d a mb a l k e m a ，19 9 6 ，7 5 9 6 【l 一2 5 】 s c h i s t e rrl r e c e n ta d v a n c e si n s l o p es t a b i l i z a t i o n m l a n d s l i d e b e l l ( e d ) r o t t e r d a mb a l k e m a , 1 9 9 6 ，1 7 1 5 1 7 4 5 1 - 2 6 】陈学军，唐辉明桂柳告诉公路石城坪滑坡工程地质特征及治理评价【j 】 地球科学：中国地质大学学报，2 0 0 1 ，v 0 1 2 6 , n o 4 ：3 8 1 3 8 4 l o 浙江大学硕士学位论文富阳来龙山滑坡治理分析研究 第二章富阳来龙山滑坡治理的概况 2 1 来龙山滑坡治理工程概况阻”蚓 来龙山位于富阳镇东北侧，其西麓是富阳二中和亚热带林业研究所林场，南 麓是亚林所办公区。地形地貌为低山丘陵，山脊走向约n 4 0 。e ，坡向n 5 0 。w ，山 脊高程约为1 0 0 1 5 0 米。山坡上陡下缓，多呈台阶状，高程4 0 米左右为平台， 坡脚为虎山路和大桥路，虎山路西侧紧邻北渠。场地植被发育，高程约8 0 米以 上为灌木，以下主要为亚林所植物种植区。 富阳市大桥路位于来龙山西麓d 区滑坡南部，北渠从公路下流过。由于大桥 路乃外地车辆过富阳的必经之路，目前该公路已经车满为患。为此富阳市政府决 定拓宽该公路，拓宽后大桥路路面宽3 2 m 。考虑到大桥路至亚林所地段属滑坡地 段，在大桥路拓宽工程的同时，进行了d 区的滑坡治理，治理平面示意图如图 2 一】。 图2 - 1 d 区大桥路拓宽工程滑坡治理平面示意图 浙江大学硕士学位论文富阳来龙山滑坡治理分析研究 而来龙山西麓b 区滑坡，由其内部监测点资料分析可知目前滑坡体己经形成 统一的滑面，在较大量的降雨发生时，滑坡体位移便急剧增大，直接威胁山角下 富阳二中体艺馆的安全。一旦发生滑坡，滑坡物质若冲入北渠，还可能阻塞河道， 造成更大的次生要害，为了彻底消除滑坡的潜在威胁，目前正在对b 区进行滑坡 治理，治理平面示意图如图2 2 。 图2 2来龙山西董b 区滑坡治理平面示意图 2 1 1 滑坡区域的地质状况 ( 1 ) 地层岩性 场区第四系覆盖层广布，仅山脊附近及富阳二中体艺馆开挖边坡处有基岩出 露，据地面地质测绘及勘察资料，区内主要分布有第四系覆盖层( q ) 、志留系中 统康山组砂岩( s 。k n ) 及后期侵入的花岗岩( y 丌。2 刁。由新至老简述如下： 1 第四系覆盖层( q ) 坡积层( q “) ：棕红色、棕黄、灰黄色，水位以上干燥，硬塑，水位以下湿， 1 2 浙江大学硕士学位论文富阳来龙山滑坡治理分析研究 饱和，可塑，局部软塑，稍密中密。主要由粉质粘土和粘质粉土夹碎( 块) 石组 成，碎( 块) 石分为强弱风化砂岩，多呈棱角状和次棱角状，块径一般3 8 c m ，