探究不穩(wěn)定邊坡地質(zhì)災(zāi)害危險性評估技術(shù)

田中峰

[摘要]在全國地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)內(nèi)進行各類建設(shè)工程或在全國地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)內(nèi)進行城市總體規(guī)劃、村莊和集鎮(zhèn)規(guī)劃時要進行地質(zhì)災(zāi)害危險性評估，主要內(nèi)容是：闡明工程建設(shè)區(qū)和規(guī)劃區(qū)的地質(zhì)環(huán)境條件基本特征，分析論證工程建設(shè)區(qū)和規(guī)劃區(qū)各種地質(zhì)災(zāi)害的危險性，進行現(xiàn)狀評估、預(yù)測評估和綜合評估；提出防治地質(zhì)災(zāi)害措施與建議，并作出建設(shè)場地適宜性評價結(jié)論。按建設(shè)項目的重要性和地質(zhì)環(huán)境條件的復(fù)雜程度評估級別分為三級，一級評估應(yīng)有充足的基礎(chǔ)資料，在定性分析的基礎(chǔ)上，采用定量、半定量的評價方法進行評估論證。本文以某規(guī)劃建設(shè)場地地質(zhì)災(zāi)害危險性評估為例，探討了一級評估中不穩(wěn)定邊坡地質(zhì)災(zāi)害危險性評估的定量評價方法，對類似不穩(wěn)定邊坡的地質(zhì)災(zāi)害危險評估工作具有一定參考價值。

[關(guān)鍵詞]不穩(wěn)定邊坡 地質(zhì)災(zāi)害危險性評估 定性分析 定量評價

[中圖分類號] U213.1+3 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-8-355-1

1工程概況

本文在進行不穩(wěn)定邊坡地質(zhì)災(zāi)害危險性評估技術(shù)的探究時，以某規(guī)劃建設(shè)場地工程作為基礎(chǔ)。本文選擇研究的經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)規(guī)劃場地位于北京市通州區(qū)，占地面積大約為310萬平方米，按照功能需求的不同可以分為三個組團和一個綠地。其中一個組團主要用于工業(yè)用途，占地約61萬平方米，另外兩個組團用地主要為住宅用地，一個占地約90萬平方米，另一個占地約為64萬平方米。本文所研究的經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)規(guī)劃場地地形和地質(zhì)構(gòu)造較為簡單，地貌類型復(fù)雜度低，巖性巖相變化較大。此外，規(guī)劃場地附近的水文和工程地質(zhì)條件不高，容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。因此，此經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)規(guī)劃場地的地質(zhì)環(huán)境條件為中等情況。與此同時，由于規(guī)劃建設(shè)場地為重要建設(shè)項目，依據(jù)國土資源部頒發(fā)的《地質(zhì)災(zāi)害危險性評估技術(shù)要求（試行）》中的有關(guān)規(guī)定，將位于中等地質(zhì)環(huán)境條件到規(guī)劃建設(shè)場地項目到地質(zhì)災(zāi)害危險評估等級設(shè)為一級。

2地質(zhì)環(huán)境條件

本文所研究的經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)規(guī)劃場地位于永定河附近，周圍有大量河水沖擊留下的沖積扇，且地形存在由西北向東南方向的0.5%平面坡將傾斜。建設(shè)前施工場地大多為農(nóng)田，現(xiàn)在場地的東北和西北部存在多個水深4.5米的魚塘，且建設(shè)場地西部和中部分布有多個取土坑，最大的取土坑占地面積可達27000平方米。對建設(shè)場地的評估為厚度為300米的第四系全新統(tǒng)地層，地層的主要土質(zhì)為沙粒和粘性土，主要分布在場地地面以下20米深度范圍之內(nèi)。同時場地地層下的主要水文為承壓水和潛水且水文類型較為復(fù)雜。

3邊坡穩(wěn)定性計算分析與評價

3.1邊坡安全等級確定

依據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330 - 2002）中邊坡工程安全等級劃分原則，將建設(shè)場地周圍的不穩(wěn)定邊坡定義為土質(zhì)邊坡，邊坡高度保持在十米以下，土質(zhì)邊坡受到破壞后對建設(shè)場地的影響不大。因此確定不穩(wěn)定邊坡安全等級均為三級，見表1。

3.2邊坡穩(wěn)定性評價方法

邊坡穩(wěn)定性評價方法中，極限平衡法是發(fā)展較早且應(yīng)用較為廣泛的分析方法，摩爾庫倫準則是極限平衡法應(yīng)用的理論基礎(chǔ)。極限平衡法的計算公式如下所示：

其中，破壞面上的剪應(yīng)力是由τf來表示的，而破壞面上的總應(yīng)力是由σ代表，于此同時代表了破壞面上的有效法應(yīng)力，φ′則反映了土的有效內(nèi)摩擦角。

3.3不穩(wěn)定邊坡現(xiàn)狀評估

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，評估區(qū)范圍內(nèi)共存在7處因人工開挖取土形成的邊坡，其中5處分布在建設(shè)場地內(nèi)。該邊坡為人工制磚取土形成，現(xiàn)已成為魚塘，魚塘水深約3 ～ llm。根據(jù)實地調(diào)查和對本次地層勘探成果的分析，魚塘蓄水主要來自淺層承壓水及大氣降水。取土坑占地面積約60 畝，四周出現(xiàn)陡立的不穩(wěn)定邊坡。本次采用簡化Bishop 法對現(xiàn)狀邊坡的穩(wěn)定性進行了計算，邊坡穩(wěn)定性評價參照《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330 - 2002）的規(guī)定并結(jié)合地方規(guī)范進行，評價結(jié)果見表2。

3.4不穩(wěn)定邊坡預(yù)測評估

在對不穩(wěn)定邊坡危險性進行預(yù)測評價的過程中，對規(guī)劃區(qū)的建筑條件進行了充分的分析。同時對地震、強降雨以及坡頂增加荷載的不利情況進行了充分考慮，結(jié)合Bishop方法對規(guī)劃區(qū)不穩(wěn)定邊坡的穩(wěn)定性進行了計算。可以得到規(guī)劃區(qū)邊坡在遭遇強降雨的過程中，邊坡土壤的飽和度會隨著雨水的滲入而逐漸增加，從而使得土質(zhì)的內(nèi)摩擦角降低，進而導致土壤的抗滑性降低。土壤更容易出現(xiàn)下滑的趨勢，從而使邊坡穩(wěn)定性系數(shù)降低。并且當規(guī)劃區(qū)遭遇到地震的情況時，地震級數(shù)的增加，會使得，邊坡穩(wěn)定性系數(shù)急劇降低。

3.5不穩(wěn)定邊坡綜合評估

（1）評估原則的確定。不穩(wěn)定邊坡綜合評估的原則主要是根據(jù)評估區(qū)地質(zhì)環(huán)境的條件，以及建設(shè)施工區(qū)域內(nèi)所潛在的地質(zhì)災(zāi)害分布和危險程度進行確定的。將地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評估的結(jié)果作為評估區(qū)危險性量化指標，并通過定性和非定性的分析方法，對評估區(qū)內(nèi)規(guī)劃區(qū)和建社區(qū)的災(zāi)害危險等級進行劃分。

（2）量化指標的確定。根據(jù)不穩(wěn)定邊坡的高度和穩(wěn)定性評價結(jié)果，確定不穩(wěn)定邊坡危險性量化指標見表3。

4結(jié)論與建議

（1）在工程建設(shè)施工過程中，要重視對不穩(wěn)定邊坡的穩(wěn)定性測量分析工作，要充分考慮現(xiàn)場實際情況等多方面因素，保證邊坡地質(zhì)災(zāi)害防治工作的穩(wěn)定高效實現(xiàn)。

（2）在對不穩(wěn)定邊坡穩(wěn)定性進行定量分析的過程中，要先進行地質(zhì)模型的建模，之后通過物理和數(shù)學建模進行定量分析。在進行建模的過程中，要對施工現(xiàn)場實際的變形破壞機制進行直觀反映，提高定量分析的適用性和簡便性，能夠?qū)χ饕獑栴}進行定量分析。

（3）對不穩(wěn)定邊坡穩(wěn)定性進行定量分析時，需要充分考慮長時期現(xiàn)場監(jiān)測資料，通過監(jiān)測資料與定量分析進行對比，判斷定量分析結(jié)果的準確性和有效性。如果建設(shè)施工現(xiàn)場沒有存有監(jiān)測資料，這需要根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)地貌、氣象水文現(xiàn)場宏觀變形現(xiàn)象進行綜合分析，確保不穩(wěn)定邊坡穩(wěn)定性定量分析的準確性和有效性。

參考文獻

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