（岩土工程专业论文）国道318线列衣滑坡稳定性分析与评价.pdf

摘要 国道3 18 线列衣滑坡稳定性分析与评价 作者简介：李创，女，1 9 7 8 年0 1 月生，师从成都理工大学黄润秋教授，2 0 0 8 年0 6 月毕业于成都理工大学岩土工程专业，获得硕士学位。 摘要 滑坡的产生往往造成不可估量的损失；然而防治工程设计过于保守，也将会 造成经济上的巨大损失。因此，根据不同类型滑坡的滑体特征和滑动特征，正确 评价滑坡的稳定性，并采取经济合理的治理措施，在工程建设过程中处于极为重 要的地位。 国道3 1 8 线海子山至竹巴笼改建公路工程是国家实施西部大开发战略由交 通部批准并全额投资的国家重点建设项目，是四川省十二个通关项目之，更是 国防公路网中的重要组成线路。海竹段公路工程位于甘孜藏族自治州境内，路线 全长1 2 6 k m ，全线基本沿旧路改造。由于本项目地震、地质及构造背景极为复杂， 自然地理条件恶劣，开展滑坡稳定性分析与评价具有十分重要的意义。 本论文在现场调研和资料收集的基础上，首先分析了怼4 3 列衣滑坡区的地 质背景，通过对滑坡体的地形地貌特征、物质组成特征、变形破坏特征的研究， 分析了滑坡的成因机制，然后应用f l a c 3 d 对其进行应力场、形变场模拟，评价 了滑坡的稳定性现状及发展趋势。在此基础上，对综合治理方案进行了分析和评 价。此外，本文还结合滑坡基本地质特征和稳定性状况对监测系统优化设计方案 进行了分析评价，对监测资料进行了整理分析，总结得出监测成果评价治理后的 滑坡稳定性，并结合前述滑坡基本地质概况和稳定性分析，据此对滑坡体的稳定 性进行了工后复核。取得成果的主要包括： ( 1 ) 通过对列衣滑坡的地形地貌、坡体结构、地层岩性、地表水和地下水 的因素等方面的分析，滑坡的发生主要是由于斜坡地处特殊的地形地貌及其坡体 结构的特点，斜坡体自然稳定度差，在坡脚施工开挖及降雨作用下，坡体失稳而 产生的。 ( 2 ) 通过列衣滑坡的变形破坏特征和成因机制分析，滑坡的形成大致经历 了三个变形阶段：自重压密蠕变阶段一滑面逐渐形成阶段一近期变形破坏阶段， 且每一阶段都有其变形破坏特征和发展特点。 ( 3 ) 针对列衣滑坡产生的变形加剧现象，整体滑动变形，在滑坡中后缘产 生的不规则裂缝，以及滑坡前后缘监测出的位移滑动距离，文章通过数值模拟获 得了两方面的认识：第一方面是通过对现有时间序列的变形的拟合，了解边坡变 a b s t r a c t 形的性质和特点，变形方式和范围，验证了开挖边坡的变形失稳模式；第二方面 是在对现有时间序列的变形进行较好拟合的基础上，对现状条件下的变形发展趋 势进行预测和分析。 通过对滑坡的i i i i 剖面和v - v 剖面进行的数值分析，对其稳定性、发展趋 势作出评价为滑坡处于不稳定状态；若不加支护，上部堆积体将产生滑动。 ( 4 ) 通过滑坡治理后的稳定性分析得出： 抗滑桩加框架锚索的支挡工程措施起到了控制滑坡变形的作用，有效遏 制滑坡进一步发展。 在滑坡周界设置环状截水延伸至滑坡体两侧的天然冲沟，有效地遏制了 地表水下渗汇集于斜坡体，软化坡体，进而不利于坡体的稳定。 ( 5 ) 通过对列衣滑坡监测成果资料整理分析得出：抗滑桩加框架锚索支挡 加固工程等施工完成近一年后，滑坡已经基本趋于稳定，治理措施已见成效。 关键词：国道3 1 8 线列衣滑坡稳定性分析与评价 i i 摘要 t h er e s e a r c ho fs t a b i l i t ya n a l y s i sa n dt h ee v a l u a t i o no nt h e l i e y il a n d s l i d eo fg 318l i n e h l 们d u 幽o no f 也ea u ：山o r ： l i c h u a l l g ，f e 】n a l e ，、v a sb o m i i lj a n u a 吼l9 7 8w h o s e t u t o r 、) 郴p r o f e s s o rh u a n 酊m q i u s h e 乎a d u a ：c e d 舶mc h e n g d uu i l i v e r s 时o ft e c h n o l o g y i 1 1g e 哟埘谢e n g i l l e e 她m 勾o ra i l d w a s 舯n t e d 妇m a s t e r d e g r e e i n j u n e ，2 0 0 8 a b s t r a c t i 册d s 矾e 酬1 y r e s u l 馏i 1 1t h e1 0 s s 也a tc a r l l te s 血n a 土e 王【o w e 、啊c 0 酬咄e e r i i 培d e s i 班 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他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得盛都堡王太堂或其他教 育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：么欤1 o 年月 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解盛都堡互太堂有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和 借阅。本人授权盛都理王太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：历7 学位论文作者导师签名； 多 月 j 日 第1 章引言 第1 章引言 1 1 研究意义及选题依据 在公路工程建设过程中，经常涉及到公路边坡稳定性分析与评价的实例，公 路工程的滑坡有两类：一类是工程滑坡，包括人工弃土滑坡、切坡顺层滑坡和切 坡岩体滑坡，诱发原因主要是开挖坡脚、坡顶加载、施工用水等因素；另一类是 自然滑坡或古滑坡，包括堆积体古滑坡、岩体顺层古滑坡和土体顺层古滑坡，诱 发原因主要是暴雨、洪水或地震等自然因素，或人为因素。 滑坡的产生往往造成不可估量的损失；然而防治工程设计过于保守，也将会 造成经济上的巨大损失。因此，根据不同类型滑坡的滑体特征和滑动特征，正确 评价滑坡的稳定性，并采取经济合理的治理措施，在工程建设过程中处于极为重 要的地位。 国道3 1 8 线海子山至竹巴笼改建公路工程是国家实施西部大开发战略由交 通部批准并全额投资的国家重点建设项目，是四川省十二个通关项目之一。工程 位于甘孜藏族自治州境内，路线全长1 2 6 k m ，全线基本沿旧路改造( 如图l 一1 ) 。 该路段地处于青藏高原东南翼，横断山脉北段，地震、地质及构造背景极为复杂， 自然地理条件恶劣l l j 。 图1 - 1海竹改建公路地理位置图 成都理工大学硕士学位论文 本文所研究的k 2 4 3 + 3 5 0 k 2 4 3 + 5 0 0 列衣滑坡1 1 位于四川省甘孜州藏族自治 州巴塘县列衣乡，滑坡的地理位置如图卜2 所示。 图1 2 列衣滑坡地理位置图 滑坡平面形态上呈马鞍形( 如图卜3 ) ，滑动方向在2 2 6 。左右。滑坡右半弧 后缘高程3 5 0 6 5 1 m ，滑坡左半弧后缘高程3 5 0 1 4 5 m ，前缘最低点剪出口高程约 3 4 0 0 m ，滑坡平均宽1 2 0 m ，坡面长约1 9 0 m ，面积2 2 8 1 0 4 m 2 ，经测绘、钻探揭 露滑坡体平均厚度1 9 m ，体积4 3 3 2 1 0 4 m 3 ，属大型碎石土中层滑坡。 滑坡体位于拟建的公路旁，滑坡体在施工期是否稳定，对于工程建设的安全 及建成后的正常运营至关重要。该路段根据测绘调查及访问，列衣滑坡2 0 0 2 年 已经出现变形，受降雨影响，2 0 0 4 年9 月滑坡变形加剧，产生整体蠕滑变形。 滑坡周界出露明显，滑坡中后缘及斜坡面已出现轻微不规则的裂缝，以后平行于 后缘裂缝在滑坡体上部发育多道连续的裂缝，裂缝宽度3 0 8 0 c m 不等，在滑坡 中部发育有多道裂缝，各处裂缝宽度1 5 6 0 姗不等。受降雨、地表水下渗及公路 挖方影响，滑体前缘及中后部见多处长大裂缝，裂缝大多贯通，长度可达8 0 m ， 开裂宽2 0 8 0 c m ，下错2 8 m 。下雨时雨水入渗，渗水作用直接降低滑带土体的抗 剪强度。进入雨季后，特别是2 0 0 4 年6 月中、下旬连续降雨造成地表水集中大 量沿裂缝渗入，致使滑带土体强度急剧降低，导致滑坡加速下滑。根据列衣滑坡 变形监测资料显示，滑坡在2 0 0 4 年8 月至1 1 月期间，前缘向德曲河方向滑动已 第1 章引言 达3 2 c m 。滑坡发生后四川省公路勘察规划设计研究院在滑坡前缘设置了临时反 压工程，反压实施以后滑坡在旱季未见进一步发展迹象。 图1 3 列衣滑坡地形地貌图 以往的边坡岩体结构研究主要集中在岩体结构面的描述及其对边坡稳定性 的定性评价上，而对各不同规模的结构面组合、相互作用及其对边坡变形过程、 机制和稳定性的定量研究较少。于是，本文通过对列衣滑坡的调查，研究了滑坡 体边坡各级结构面的组合特征与空间分布规律，特别是i i i i 、v v 结构面的组 合特征和分布规律，采用f l a c 3 0 模拟不同规模结构面的空间组合和相互作用，以 及它们对滑坡浅层变形与深部变形过程的影响，对滑坡体边坡的稳定性作出定量 评价，并对治理措施进行评价，同时利用监测成果进行工后治理效果评价，以验 证列衣滑坡的治理措施的合理有效性。 1 2 滑坡研究现状 滑坡作为一种重要地质灾害，分布面广、发生频繁、产生条件复杂，作用因 素众多，发生和运动机理的多样性、多变性和复杂性使得预测困难、治理费用昂 贵，因而一直是国内外着力研究的问题之一。 近年来，随着科学技术的进步，人类在减灾、防灾和抗灾方面积累了丰富的 经验，促使滑坡研究取得了长足的进展并且在工程建设中起到了重要的作用。目 前，滑坡研究的内容主要包括如下几个方面：( 1 ) 滑坡分布规律研究：( 2 ) 滑坡 变形破坏机制研究；( 3 ) 滑坡诱发因素研究；( 4 ) 滑坡稳定性评价研究；( 5 ) 滑 成都理工大学硕士学位论文 坡治理防治措施研究；( 6 ) 滑坡稳定性监测技术研究；( 7 ) 滑坡失稳破坏预测预 报研究。 1 2 1 滑坡稳定性评价研究 人们对斜坡变形的研究最早是从地貌演变开始着手的，把斜坡变形作为一种 山区山坡地貌演变的过程来对待。随着人类工程活动的扩大及理论研究的深入， 边坡稳定分析的方法越来越多，在工程中广泛应用的是传统的极限平衡法，而近 年来基于不同力学模型的各种数值分析方法则越来愈受到工程界的重视。目前， 研究边坡稳定的方法主要包括：地质历史分析法、工程地质类比法、极限平衡法、 极限分析法、数值分析法、物理模拟法等。 ( 1 ) 地质历史分析法 5 0 年代，我国地质工作者在前苏联工程地质理论的基础上，引进和发展了 工程地质学，并继承了“地质历史分析法”，将其应用于滑坡的分析和研究之中， 对斜坡稳定性研究起到了推动作用。但该方法有一定的不足之处，国内学者对其 进行了继承和发扬。 王兰生、张倬元等( 1 9 8 5 ) 【1 2 j 引进了岩石力学的有关概念及理论，从实践中 归纳出了有代表性的变形破坏机制模式，并将边坡地质体的形成演化机制与其破 坏的全过程联系起来，逐渐形成了以“地质原型研究一成因机制分析一稳定性分 析计算一工程地质评价”为主体的系统工程地质分析方法。徐邦栋【6 】从长期实践 中总结出了由定性向定量过渡进行滑坡稳定性判断的八个方面，即：地貌形态的 演变、地质条件的对比、滑动因素的变动、监测滑动迹象及其发展、山体平衡核 算、斜坡稳定性计算、坡脚岩土强度与承受应力的对比和工程地质比拟计算，其 中，前四个是从自然条件、作用因素及其变化上对比滑动与稳定之间的关系以判 断滑坡的稳定程度，后四个则用各种理学方法检算出滑坡稳定度在数量上的界限。 ( 2 ) 工程地质类比法 工程地质类比法是把勘查研究对象与已有的且具有相似特征的天然斜坡、滑坡 体或人工边坡的研究或设计经验进行类比分析，得出定性结论的方法。该法是目前 应用比较广泛的一种边坡稳定性分析方法，在工程设计中总是将它与理论计算、监 控结合使用，是对工程地质力学结合集成理论( e g m s ) 的综合体现与验证。 应用该法进行类比的原则【1 3 】是相似性，主要包括组成斜坡的地层岩性、岩土 体结构及滑坡类型的相似性，以及主要影响因素如降雨量、降雨强度或地震影响 等的相似性。类比的内容包括：地形地貌、岩土体结构类型、变形破坏机制、主 要影响因素、区域工程地质环境等。通过这些分析，来类比分析和判断研究对象 的稳定性状况、发展趋势、加固处理设计等。 4 第1 章引言 随着类比依据的不断丰富与积累，分析方法的不断发专与完善那，借助计算 机技术，通过建立数据库，制定一套评价预测系统( 如诊断系统、管理控制系统 或专家系统等) 是目前一个重要的发展方向。美国斯坦福大学( 1 9 6 8 ) 研制了第 一个专家系统d e n d r a l 系统并投入运行。陈华生、罗国煜等( 1 9 9 1 ) 【1 4 】设计 与实现了地质优势面理论专家系统。吴景坤、方祁等( 1 9 9 3 ) 【1 5 】研制了滑坡识别 及分类专家系统。洪嘉祥、曾光初( 1 9 9 3 ) 【1 6 】建立了滑坡灾害防治方案的初级专 家系统。罗国煜、阎长虹等( 1 9 9 3 ) u 。7 】建立了岩坡优势面分析及其专家系统。郝 生跃张清等( 1 9 9 5 ) 18 】研制了岩质边坡稳定性分析的专家系统。夏元友朱瑞赓 ( 1 9 9 7 ) 1 9 】研制了边披稳定性分析专家系统。璩继立、牟春梅( 1 9 9 7 ) 【2 0 】研制 了边坡稳定性优势面理论分析评价专家系统。徐东强李富平等( 1 9 9 9 ) 【2 1 】研制 了边坡稳定分析智能系统。金波( 2 0 0 1 ) 【2 2 】研制了滑坡防治专家系统。李东山、 黄润秋、许强( 2 0 0 3 ) 【2 3 j 研制了滑坡综合预报专家系统。 ( 3 ) 极限平衡法 极限平衡法是最经典、采用最多、最成熟有效的一种方法，基于刚体力学的原 理，结合岩、土体力学的理论和方法，分析计算特定条件下各类斜坡或滑坡的稳 定性，并用稳定性系数予以表达。该法始于库仑( c o u l o m b ，1 7 7 6 ) 和朗肯( r a i l l ( i n e ， 1 8 5 7 ) 分析土压力时采用的方法，其基本特点是只考虑静力平衡条件和土的摩尔 一库仑破坏准则。极限平衡法引入了一些简化假定，但是对计算结构的精度损害 并不大，却使分析计算工作大为简化，因而在工程中获得广泛应用【1 3 ，2 4 1 。 从库仑和朗肯两种不同思路出发，极限平衡法逐渐形成两个独立的分支：条 分法和解析法；两者的主要区别是后者假定土体的每一个单元都达到了极限平衡 状态，而前者只假定土体沿滑裂面达到了极限平衡。条分法以极限平衡理论为基 础，由p e 讹r s 0 n ( 1 9 1 6 ) 提出，后经f e l l e n i u s 和1 a y l o r 等人不断改进。f e l l e n i u s ( 1 9 2 7 ) 提出边坡稳定分析的圆弧滑动分析方法，即瑞典圆弧法。b i s h o p ( 1 9 5 5 ) 对传统的f e l l e l l i u s 法作了重要改进，提出了一种简化方法【2 4 】。 随着计算机的出现，一部分研究者【3 ，2 4 乃，2 q 致力于建立同时满足力和力矩平 衡，对滑裂面形状不作假定的严格分析方法。m o r g e n s t e m & p r i c e ( 1 9 6 5 ) 提出 了适用于任意形状滑裂面的严格方法。s p e n c e r ( 1 9 6 7 ) 提出了条间力倾角为常 数的方法，后( 1 9 7 3 ) 发展为对任何滑面形状是否存在张拉裂缝都适用的方法。 j 趾b u ( 1 9 7 3 ) 在其简化法的基础上，提出了“通用条分法”。霍埃克( 1 9 7 4 ) 提 出了主要用于岩质边坡中由不连续面切割的各种形状楔形体的极限平衡分析楔 体法。b a l 【e r 和g 舶e r ( 1 9 7 8 ) 提出了临界滑面法。s 撇a ( 1 9 7 9 ) 提出了滑体 极限平衡分析法。王复来( 1 9 7 9 ) 对j a l l b u 法做了很有价值的改进。 极限平衡法的各种方法都有一定的适用范围和假设条件，其精度很大程度取决 于使用者的经验，如对地质体的认识和滑面强度参数的估算。因此，使用该法的结 果与实际存在一定差异，但该方法直观实用可操作性强，目前规范仍使用该法。 成都理工大学硕士学位论文 ( 4 ) 极限分析法 极限分析法法采用了屈服准则的概念，考虑了与应力一应变关系相适应的流动 法则。用于斜坡稳定性分析时，不必象条分法那样作出假设，因而具有物理概念 清晰、应用简单等优点【2 。 d r u c k e r 和p r a g e r ( 1 9 5 2 ) 对边坡稳定的极限分析进行研究，提出了一个适 合上限定理的屈服机构。w f c h e n ( 1 9 7 5 ) 发表了关于土的极限分析专著极 限分析和土的塑性力学。潘家铮( 1 9 7 7 ) 提出了极小值原理和极大值原理，陈 祖煜( 1 9 9 8 ) 【2 4 】对此曾做过理论证明。孙君实( 1 9 8 1 ) 【2 6 】建立和发展了一种新 型的稳定分析理论模糊极值理论。吴雄志、史三元等( 1 9 9 4 ) 【2 9 】给出了加筋 土坡稳定数的上限解，并用类似于泰勒稳定数表的形式将若干特定参数下的计算 结果绘制成表。d o n a l d 和陈祖煜( 1 9 9 7 ) 【2 4 】曾致力于开发一个基于对土条进行 斜分条的极限分析法。吴梦军( 2 0 0 2 ) 【3 0 】利用极限分析上限法推导出了公路边坡 临界高度的解析表达式。 ( 5 ) 数值分析法 随着计算机的发展，解决斜坡工程的数值分析方法有了飞速发展，数值分析法 的突出优点是能够较好地考虑边坡复杂的边界条件和地质环境，直观地模拟边坡 变形破坏过程。目前，在斜坡工程问题分析中，最常用的数值分析法【3 l j 包括：有 限差分法( f d m ) 、有限单元法( f e m ) 、边界单元法( b e m ) 、半解析元法( m 姬m ) 、 离散单元法( d e m ) 、有限分析法( f 枷) 、快速拉格朗日差分分析( f l a c ) 等。 有限差分法( f d m ) 在实用上比较繁琐，逐渐被其他方法所代替。有限单 元法( f e m ) 能够比较容易地处理各种复杂的集合形状和统一处理各种类型的边 界条件，该法在边坡岩土体的稳定性分析中得到最早( 1 9 6 7 ) 应用，目前已经开 发了多个二维及三维有限元分析程序。边界单元法( b e m ) 首先由c r o n c hsl ( 1 9 7 6 ) 提出，主要适用于线性和均质域问题，特别适合于无限域，很适用于岩 土体工程地质问题分析。半解析元法( h a e m ) 由y k c h e n g ( 1 9 6 8 ) 提出，适 用于解决高维、无限域及动力场问题。离散单元法( d e m ) 由c u n d a l l ( 1 9 7 1 ) 提出，可以用来模拟边坡岩体的非均质、不连续和大变形等特点，对块状结构、 层状破裂或一般碎裂结构岩体比较适合。有限分析法( f a m ) 由陈景仁( 1 9 7 7 ) 提出，但该法不适用于具有复杂控制方程的问题。 f l a c 是快速拉格郎日差分分析( f l a c ) 是力学计算的数值方法之一，采 用拉格朗日算法，可以准确地模拟材料的屈服、塑性流动、软化直至大变形，尤 其在材料的弹塑性分析、大变形分析以及模拟施工过程等领域有其独到的优点。 随着数值分析方法的不断发展，出现了不同数值方法的相互耦合【4 j ，如有限 元、边界元、无限元、离散元与块体元等的相互耦合，数值解和解析解的结合， 以及非确定性的数值方法，如随机有限元、模糊有限元、概率数值分析等方法。 这些方法的耦合能够充分发挥各自的特长，解决复杂的工程问题。 6 第1 章引言 ( 6 ) 物理模拟法 物理模拟方法是一种发展较早、应用广泛、形象直观的边坡稳定性分析方法， 主要包括光弹模型、底摩擦试验、地质力学模型试验、离心模型试验等。该法通 常能够形象地模拟边坡岩土体中的应力大小及其分布、边坡岩土体的变形破坏机 制及其发展过程、加固措施的加固效果等【3 2 】。 a s h b y j ( 1 9 7 1 ) 最早将倾斜台面模型技术用于研究斜坡倾倒破坏机理及过 程，随后又制成基底试验模型。s t i m p s o n ( 1 9 7 9 ) 和p 打c h a r d ( 1 9 9 0 ) 等进行过 类似试验，并与数值模拟结果对比，显示了斜坡变形破坏的全过程。b r a v 和 g o o d m e n ( 1 9 8 1 ) 建立了基底摩擦试验理论。模拟试验领域，i s m e s 则处于领 先地位，19 7 8 年为巴西伊太普( i t a i p u ) 大坝制作的地质力学模型为同类模型 中规模最大者，1 9 8 2 年为墨西哥伊特占图( i t z a n t u n ) 双曲拱坝制作的模型 至今为同类模型中最复杂者【3 3 。 近年来，我国工程地质模拟试验研究取得了长足进展，其特点是重视原型建 模分析和全过程演化模拟，在研究地质灾害和伏在岩土体稳定问题的模拟研究 中，逐步形成具有我国特色的研究系统。王兰生等( 1 9 8 8 、2 0 0 0 、2 0 0 4 ) 【3 3 ，3 4 ，3 5 】 对工程地质物理模拟做过深入研究，提出了地质力学模拟试验原理与方法，曾进 行过铜街子电站坝基地质结构的地质力学模拟、韩城电厂边坡物理模拟、西安地 裂缝地质力学模拟、锦屏一级电站岸坡深裂缝形成机制物理模拟等模型试验。 纵上所述边( 滑) 坡稳定性分析方法，其原理各有不同，做出的分析结果表 示方式不一，各有其优缺点。而建立于复杂地质体中的边坡工程，有极其复杂多 变的特性，同时又有较强的隐蔽性。因而，在实际工程中，应根据边坡工程的具 体特点及使用目的，最好能同时利用多种分析方法进行综合分析验证，力求得出 一个更加客观、可靠、合理的评价结果【j 2 | 。 1 2 2 滑坡防治措施研究 边( 滑) 坡的治理工程般可以分为两类【4 】：一类是排除滑坡产生的诱因，或 者恢复滑坡平衡状态的工程方法，即所谓控制滑坡产生的防治工程；另一类是通过 设置阻止滑坡作用的构筑物，阻止滑坡移动，即所谓直接治理滑坡运动的工程。 边( 滑) 坡治理工程技术在国内外发展很快，大体可以分为三个阶段【4 】： ( 1 ) 2 0 世纪5 0 年代以前，治理工程以排除地下水和地表水为主，抗滑支 挡工程主要作挡土墙。 ( 2 ) 6 0 7 0 年代，在以排水工程和挡土墙为主的同时，大力开发应用抗滑 桩以解决挡土墙施工中的困难；7 0 年代中后期，在深入研究抗滑桩受力状态和 设计理论的同时，又研究开发了排架桩、刚架桩、椅式桩挡墙等新的结构形式， 改变了抗滑桩的受力状态。 成都理工大学硕士学位论文 ( 3 ) 8 0 年代以来，在采用小直径抗滑桩的同时，为治理大型滑坡开始采用 大直径的挖孔抗滑桩，并在滑坡治理中大量应用预应力锚索技术。 近年来，随着机械、材料等领域的发展与科技进步，对滑坡体的加固措施向 复合型、轻型化、小型化和机械化施工方向发展，土锚钉、加筋土、格构锚固等 防治措施也相继应用于滑坡治理中，并取得了较好的效果【3 6 】。 综上所述，滑坡防治应当贯彻早期发现、预防为主，查明情况、对症下药， 综合整治、有主又从，治早治小、贵在及时，力求根治、以防后患，因地制宜、 就地取材，安全经济、正确施工的原则【3 7 j ，才能达到事半功倍的效果。目前，滑 坡防治的工程措施如表1 1 所示。 裹1 1 滑坡防治工程措施表p ，2 5 3 b ，3 方防治 方法工程措施 案目的 绕避改移线路和建筑物，用隧道或明洞避开，架桥跨越滑坡等 绕避、 清除对小型滑坡体可全部或部分挖除，对大型滑坡体可局部爆破 1 处理 防御修建明硐、御塌棚，开挖壕沟等 改变滑向修建导滑工程，改变滑坡滑动方向 排地表水 修建地表截水沟、排水沟、急流槽，疏通自然沟等 消减诱活 排地下水 截水渗沟、盲沟、盲硐、支撑渗沟、集水井、扇状辐射 2 排水钻孔、虹吸排水等 因素 防冲挡水墙、防波堤、砌石护坡、抛石护坡、导流堤、 防水冲刷 丁坝、导水边墙等 减重消减推动滑坡产生区的物质( 或以轻材料置换) 改变坡体 3 反压增加维持滑坡稳定区的物质 几何形态 减缓坡度减缀斜坡( 滑坡体) 的总坡度 重力式挡墙、抗滑石垛、抗滑石竹( 铁) 笼、抗滑墩、 阻碍滑坡抗滑支挡 预应力锚固抗滑挡墙、抗滑桩、预应力锚固抗滑桩、刚 4 架抗滑桩、抗滑明洞、拦砂坝工程等 发育 内部加固 注浆加固、锚杆加固、土锚钉、加筋土、预应力锚索等 固结灌浆 灌注石灰浆，石灰砂浆，水泥浆等加固坡体 改善滑带 焙烧处理 在滑坡前部利用导洞焙烧滑带土 5 土力学指 电渗排水 利用电极作用排除滑带土的水 标 化学处理 利用化学反应增加滑带土的强度 植物防护 在坡面种植书目、植被、草皮等植物 6 防护 工程防护砌体封闭、素混凝土护面、刚性拦石格栅、挂网锚喷等 8 第1 章引言 1 2 3 滑坡稳定性监测技术研究 边( 滑) 坡工程是一个复杂的动态系统，其稳定性受控于边坡岩土体所处的 地质、环境于工程条件。为了反映边( 滑) 坡岩土体真实力学效应、检验设计施 工的可靠性和防治后边( 滑) 坡的稳定状态，降低滑坡灾害的危害程度，提高岩 土工程技术水平积累丰富经验，滑坡监测已成为工程勘测、设计、施工和运行过 程中不可缺少的重要手段【2 5 ，4 们。 早在2 0 世纪五六十年代，国外即开展了边坡的监测技术研究【6 ，4 1 ，4 2 1 。19 5 6 年前苏联学者叶米里扬诺娃发表了滑坡观测技术指南一书，对滑坡位移观测 的原理、方法和应用进行了系统总结。k w j o l l l l ( 1 9 7 7 ) 讨论了与岩质边坡设计 有关的监测。g m u l l e r ( 1 9 7 7 ) 、d 瞄r s c h k e ( 1 9 7 7 ) 、c o x ( 1 9 8 3 ) 、k o v a r i ( 1 9 8 3 ) 、 p i l o t ( 1 9 8 4 ) 、u g l a u s e ( 1 9 9 3 ) 、n s h i m i z u ( 1 9 9 4 ) 、s a k u r a i ( 1 9 9 4 ) 等讨论了 边坡岩土体稳定监测的方法。哥伦比亚水电局( b c h y d r o ) ( 1 9 8 3 ) 研制了大 坝和滑坡监测的自动数据采集系统。日本土谷尚等( 1 9 8 7 ) 研制了滑坡自动监测 系统。 国内边坡监测 4 3 ，4 4 ，4 5 ，4 6 ，4 7 ，4 8 1 起步相对较晚，伴随者大规模的水电工程建设， 取得了较大进展。2 0 世纪5 0 年代，我国南湾、官厅、大伙房等大型水库设置了 土石坝变形和渗流监测设施。6 0 年代以后，安全监测项目逐步增加，在横山、 铁山、升钟等水利工程中采用了水压力计、沉降仪、应变计等监测设施。8 0 年 代以来，在大量程、高精度安全监测仪器方面有了较大进展，研制了n 2 0 0 0 型 遥控遥测水平垂直位移计和高精度双向固定测斜仪，并相继引进开发了电水平仪 式固定倾斜仪和电感式水平位移计等。9 0 年代以后，在安全监测自动化方面有 了较高提高。在这些工程中，比较典型的边( 滑) 坡工程监测项目如：长江三峡 新滩滑坡( 1 9 7 9 ) 、韩城电厂滑坡体( 1 9 8 2 ) 、李家峡水库库首滑坡体( 1 9 8 3 ) 、 二滩水库金龙山蠕滑体( 1 9 8 5 ) 、天生桥二级水电站厂房区下山包滑坡( 1 9 8 6 ) 、 清江隔河沿导流洞出口边坡( 1 9 8 7 ) 、龙羊峡虎山坡滑坡( 1 9 8 9 ) 、湖北五强溪水 电站船闸边坡( 1 9 9 0 ) 、小浪底进水口边坡( 1 9 9 3 ) 、三峡工程永久船闸高边坡 ( 1 9 9 6 ) 、二郎山棒子林滑坡( 1 9 9 8 ) 等。 边( 滑) 坡监测根据其监测目的不同可分为三类：评价和稳定性监测、施工 安全监测、防治效果监测。 滑坡稳定性监测技术可概括为监测设计、监测仪器选型、仪器安装埋设与观 测、监测成果分析与反馈等四项内容。 滑坡监测内容包括：地表位移监测、地下变形监测、影响因素监测( 地下水 动态、地表水、地声、地温、地应力、岩石压力、人类活动) 、宏观地质监测等【2 5 ，4 9 1 ， 如表1 2 所示。 成都理工大学硕士学位论文 麦1 2 边( 滑) 坡工程监测项目表f 2 5 】 监测 测试内容测点布置方法与工具 项目 经纬仪、全站仪、 变形 地表大地变形、地表裂缝位边坡表面、裂缝、g p s 、伸缩仪、 错、边坡深部位移、支护结构滑带、支护结构项位错计、钻孔倾 监测 变形部 斜仪、多点位移 计、应变仪等 应力边坡应力、锚杆( 索) 拉力、 边坡内部、外锚压力传感器、锚 头、锚杆主筋、结索测力计、压力 监测支护结构应力 构应力最大处 盒、钢筋计等 孔隙水压力、扬压力、动水压 孔隙水压力仪、 地下水力、地下水水质、地下水、渗 出水点、钻孔、滑 监测水与降雨关系以及降雨、洪水体与滑面 抽水试验、水化 学分析等 与时间关系 1 3 研究内容及技术路线 1 3 1 研究内容 本论文的主要研究内容如下： ( 1 ) 滑坡区自然地理及地质环境条件研究 通过对海竹段公路沿线工程地质条件分析，充分掌握滑坡区水文气象、地形 地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件等，为分析滑坡稳定性提供基础。 ( 2 ) 滑坡基本特征及成因机制分析 从海竹段公路沿线工程地质环境入手，分析列衣滑坡发生发展与其地形地 貌、地层岩性、岩土体物理力学特性等的关系，总结出滑坡的变形破坏特征，从 而对滑坡的成因机制进行分析。 ( 3 ) 滑坡稳定性计算、模拟与评价 滑坡的稳定性计算采用基于刚体极限平衡法对滑坡体沿各滑动面及潜在滑 动面在不同工况条件下的稳定性系数进行计算；然后应用f l a c 3 d 对其进行应力 场、形变场模拟，进而对滑坡的稳定性做出分析和评价。 ( 4 ) 滑坡治理措施评价及治理后稳定性分析与评价 滑坡治理措施为路线外移，路线临河设置浸水挡