堆载体诱发滑坡与油气管道相互作用的风险防控方法研究

随着人类工程活动日益强烈,堆载体诱发的滑坡逐渐增多。为降低堆载体诱发滑坡对油气管道建设及安全运营的危害,亟待研究其发育机制及风险防控方法。通过资料搜集、现场调查、室内试验、物理模拟及理论分析,归纳总结了油气管道区堆载体特点及其诱发滑坡的发育阶段,提出了堆载体诱发滑坡与油气管道的相互作用机制及其风险防控方法。结果表明:堆载体诱发滑坡的发育阶段与油气管道变形具有对应关系,即在沉降压密阶段油气管道为弹性变形,从蠕变挤压阶段开始管道进入塑性变形;堆载体诱发滑坡的防控应采用尽早、尽小的原则。

斜坡前缘地下水诱发岩质滑坡的预测预警研究

岩质滑坡的预测预警是一直困扰国内外学者的难题之一。为了探索这一难题的解决办法,提出了一种斜坡前缘地下水诱发岩质滑坡的预测预警方法。首先简要阐述了易滑超倾坡和椅状顺向坡两种岩质滑坡的易滑结构,以及斜坡前缘地下水的诱发作用对岩质滑坡发生时间的决定性意义。在此基础上提出了资料分析及现场调查、分析计算、室内试验及现场试验与监测、根据监测结果分级预警的四步工作程序与实施要点,确定了采用计算的滑坡启动界值与试验界值的差值的2倍、3倍和4倍分别作为红色、橙色和黄色预警值。最后选取川黔铁路青杠坡2#隧道所在斜坡区作为实例验证上述方法的合理性。

滑坡稳定影响因子敏感性分析及治理方案探讨

对一给定的滑坡(即滑坡坡率、坡高等已确定),稳定系数的影响因素有滑带土粘聚力、内摩擦角、滑体容重和孔隙水压力等。由于各因素对稳定系数的影响程度不同(即敏感性大小不同),因此,需要以定量的标准来找出其中影响较大的因子,作为滑坡治理重点研究的对象,有效提高滑坡整治效果。本文以延安市宝塔区王良寺滑坡为例,采用正交分析法对滑坡稳定性的影响因子进行了分析,并计算出各种组合的滑坡稳定系数,然后采用极差分析对因子进行敏感性评价;以分析结果为基础,提出滑坡的治理方案,以期达到经济合理的治理效果。

易滑超倾坡水力启动滑移破坏的现场模拟试验

易滑超倾坡的稳定性主要取决于地下水对斜坡岩体的水压力。通过易滑超倾坡水力启动滑移破坏的现场模拟试验,验证了在分析地下水作用下的岩质斜坡稳定性时必须考虑潜滑面通水率问题,并验证了易滑超倾坡稳定性的基本力学模型的正确性;同时也证明了滑坡发生时大多是前缘先破坏,在前缘部位出现喷水、冒水等现象。试验结果表明,潜滑体前缘段所受的地下水压力上升到滑坡的启动界值时滑坡即可发生,并提出了可以导致滑坡启动的地下水压力界值作为此类岩质滑坡监测预警的可靠方法。

陡倾滑面滑坡半坡桩锚固深度模型试验研究

当滑床基岩较完整时,现行规范建议抗滑桩锚固深度取总桩长的1/3。对于陡倾滑面滑坡,利用此方法确定的抗滑桩锚固深度偏小。为保证工程安全和节约工程投资,需合理确定抗滑桩锚固深度。文章以内(江)六(盘水)线K285滑坡为研究对象,基于相似原理,设计实施了一组普通抗滑桩、三组不同锚固深度半坡桩的桩土相互作用物理模型试验,对比分析桩身压力、桩身弯矩、桩顶位移及桩土变形破坏模式。试验结果表明:(1)陡倾滑面滑坡桩前滑体抗力呈三角形分布,滑带附近抗力最大;桩前滑床抗力呈三角形分布,当锚固深度超过限值时,其抗力迅速减小;(2)桩身最大弯矩点随着荷载增加逐渐沿桩身下降;(3)桩前滑床发生楔形破坏,破裂深度基本与最大弯矩点对应;随着锚固段长度的增加,楔形破坏面位置逐渐上移接近滑动面,且其破裂角逐渐减小;(4)半坡桩的合理锚固深度为总桩长的2/5,桩顶允许最大位移值不宜超过150 mm。将研究结果用于内六线K285滑坡抗滑桩的优化设计,在保证治理效果的前提下单桩长度可缩短6m,工期节约5~7d。

赤平极射投影在隧道围岩稳定性评价中的应用

采用赤平极射投影图对隧道中导洞主要结构面进行了统计分析,并结合野外实地调查资料,对隧道岩体进行了稳定性评价,最后指出赤平极射投影能够简单而直观地分析地质体中直线和平面的空间组合关系,值得推广应用。

陡倾滑面堆积层滑坡抗滑桩锚固深度研究

在陡倾滑面堆积层滑坡中抗滑桩锚固深度的计算是支挡结构设计的关键技术问题之一。以内(江)六(盘水)线K285滑坡为工程研究对象,基于相似原理,进行桩土相互作用的物理模型试验,研究3种不同锚固深度抗滑桩锚固段的受力状态和桩前滑床破坏特征。试验结果表明,(1)桩前滑体抗力呈三角形分布,滑带处抗力最大;(2)桩身最大弯矩点随着荷载增加沿桩身逐渐下降,桩前滑床发生楔形破坏,破裂深度基本与最大弯矩点对应;(3)随着锚固段长度的增加,桩前滑床楔形破坏面位置逐渐上移接近滑动面,且其破裂角逐渐减小。基于以上分析,笔者等将抗滑桩锚固段划分为无抗力锚固段、无效锚固段和有效锚固段,并采用弹性力学推导了各段长度和锚固段总长度的计算式。将研究结果用于内六线K285滑坡抗滑桩锚固深度的优化设计,在保证治理效果的基础上使得桩长减小了6 m。研究成果具有重要的工程实践价值。

未来十年西安市地质灾害防治规划探讨

结合近年来西安市地质灾害的发育特征,对未来十年西安市地质灾害防治规划进行了探讨,对西安市地质灾害风险进行了评价,建立西安市地质灾害数据库和灾害预警预报系统,促进西安经济的更大发展。

基于GIS的略阳县地质环境质量评价

基于地理信息系统(GIS)和多级模糊模式识别模型,建立了略阳县空间数据库和地质环境质量评价模型;综合考虑地形坡度、工程地质岩组、岩土体结构类型、地下水位、植被发育情况、月平均降雨量、人类工程活动强度等因素,用层次分析法确定各指标权值,应用评价模型对略阳县地质环境质量进行了综合评价,把略阳县地质环境划分为优、良、中、差4个质量级别。

四川省“8·13”特大泥石流灾害成生机理与防治原则

2010年8月12日—14日强降雨过程导致"5.12"汶川地震的极重灾区映秀镇、龙池镇、清平乡集中暴发了大面积泥石流灾害,损失惨重。针对四川"8·13"泥石流三大典型泥石流沟所表现出来的共同特点,研究地震重灾区泥石流灾害成生机理,对泥石流灾害治理及灾害预警工作具有极其重要意义。首先研究了映秀镇、龙池镇、清平乡典型泥石流灾害的基本情况及其地质环境条件,泥石流的分布规律、成生规律和表现形式。(1)本次泥石流主要集中分布在发震断裂构造带附近,呈带状分布;(2)它们在地震之前就是泥石流沟;(3)沟内斜坡稳定性原本就差,加之在"5·12"地震作用下后,稳定性更差,且有更多的物源进入到沟中,在沟内形成大大小小的堵塞体,在降雨期对地表径流起‘堵沟蓄能—溃决消能’作用,在堵塞体溃决时,流水之挟砂、抽槽等作用大大增强而形成大规模、突发性泥石流。针对这类泥石流的特点及成生机理,最后提出了相应的泥石流的防治原则:一是治沟必须与治坡相结合;二是工程措施的兴建应与其功能的维护(维修)相结合;三是防灾工程与建设开发相结合;四是泥石流监测预警应同时布置在潜在的‘堵塞体’的上下游侧。

岩质滑坡的时间预报与水力启动模型

岩质滑坡发生时间的适时超前预报是一个世界性难题,之所以长期不得其解,主要是缺乏对滑坡成生机理的明晰认识和未建立正确的量化模型。本文根据我国长江三峡工程库岸和西南山区积累的大量滑坡实例调查资料并参考国内外的一些研究成果,排除了地形控制论与地层控制论观点,阐明了滑坡形成的必要条件是斜坡具有易滑结构;滑坡发生的充分条件是有一定强度的诱发因素作用。故而诱发因素的动态变化对滑坡发生的时间具决定意义。鉴于地下水诱发的岩质滑坡分布最广,为建立正确的水力启动模型,本文归纳了近代典型岩质滑坡的主要特征:(1)滑面是导水性差异最大的贯通面;(2)滑体长度大而厚度小,长厚比多在20左右;(3)滑坡前缘段先启动;(4)临滑前在前缘段有渗水、冒水或喷水现象;(5)出水宽度之和远小于前缘段总宽度。根据这些特征和水力学、水文地质学的成熟理论指出Jennings(1970)等人提出的岩质斜坡稳定性模型存在下列问题:(1)未表明贯通面上岩体重力分布状况;(2)空隙水压力的分布特征与前述滑坡现象和水力学原理相悖;(3)未考虑通水率问题。然后,本文按顺向坡中的易滑超倾坡和椅状坡两个类型建立了斜坡稳定性模型和滑坡水力启动临界值(基本)计算公式。提出潜滑面的综合内摩擦角和通水率的确定方法:(1)滑坡反算;(2)对无水压滑坡滑面倾角和渗水边坡通水率进行观测统计;(3)剪切试验和简易水文地质试验;(4)物探方法。

基于抗滑承载力的单排抗滑桩最大桩间距计算方法

目前关于抗滑桩最大桩间距的研究都是基于桩间土拱效应,不同计算方法之间的结果区别较大,更重要的是当滑体黏聚力c=0时,其桩间距计算结果也等于0,这显然与实际不符。在利用抗滑桩斜截面受剪承载力计算其最大抗滑承载力的基础上,根据极限状态下单根桩的最大抗滑承载力恰好等于桩间距范围内滑坡的剩余推力,推导了基于抗滑桩斜截面受剪承载力的最大桩间距计算公式,并用工程实例验证了其合理性。结果表明,当抗滑桩的截面尺寸确定以后,最大桩间距与设桩处的滑坡剩余推力成反比,滑坡剩余推力越大,桩间距越小,反之亦然。本方法计算简便,利于推广。

韩城市的地质灾害及其成因

根据野外地质灾害调查和室内资料整理 ,描述并总结了陕西省韩城市地质灾害的发育类型及其发育与分布规律 ,分析了韩城市地质灾害的形成条件和影响因素 。

四川攀西地区红层泥岩强度特性试验研究

以白垩系下统小坝组粉砂质红层泥岩为研究对象,通过试验测定其天然含水率、单轴抗压强度、直接剪切强度、矿物成分含量,并分析了岩石物理力学参数之间的相关性。试验结果表明:随着粉砂质泥岩天然含水率增大,天然和饱和单轴抗压强度、黏聚力和内摩擦角均呈幂指数减小;随着岩石中石英含量的升高,岩石单轴抗压强度、黏聚力和内摩擦角升高;随着岩石中黏土矿物含量的升高,岩石单轴抗压强度、黏聚力和内摩擦角降低。

真空负压静力试桩方法关键技术试验研究

现有的静力试桩方法主要有堆载法、锚桩反力架法和自平衡法3种,且各自都存在明显的不足。为了弥补传统基桩静载试验的不足,设计并加工了一套能在工程实践中应用的真空负压静力试桩的反力装置,并进行了原型桩堆载和真空负压静载试验。在试桩上安设了钢筋应力计、桩底土压力盒和桩底位移杆监测传感器及装置,借鉴了地基真空预压排水预压密封系统的措施,形成了有效的密封反力系统。分析了试桩在加载过程中的荷载-位移(Q-s)曲线、位移-时间(s-lgt)曲线,以及轴力、桩侧摩阻力和桩端摩阻力的分布规律。试验表明,桩侧摩阻力的发挥与抽真空过程密切相关。由于负压平台的刚度、压力传递和密封效果原因,真空负压最大加载量级与理论值存在一定差距,针对上述问题提出了相应的解决方案和改进措施。

基于桩间土拱效应的抗滑桩设计推力分析

抗滑桩设计推力的计算是滑坡治理工程的关键,决定了治理工程的成败。在分析抗滑桩桩间土拱效应形成机理的基础上,推导了考虑桩间土拱效应的抗滑桩设计推力计算公式,并与常规设桩处的剩余推力进行对比,分析了滑面倾角、桩截面尺寸和桩间距对抗滑桩设计推力的影响。结果表明:随着滑面倾角的增大,设计推力曲线先为水平线,而后呈对称的抛物线形,而且存在使设计推力为0和最大值的滑面倾角;抗滑桩的设计推力随着桩高度的增大以直线形式单调减小,随着桩宽度的增大以抛物线形式单调增加,随着桩间距的增大而单调减小。最后,通过工程实例验证了基于桩间土拱效应的抗滑桩设计推力计算方法的合理性。

高陡堆积体滑坡半坡桩无效锚固深度分析

半坡桩与普通抗滑桩的受力机制不同,用常规的设计方法半坡桩的锚固深度不足,可能导致治理工程失效。为了分析半坡桩无效锚固深度,在分析高陡堆积体滑坡特点的基础上,根据抗滑桩受力机制重新厘定了半坡桩的概念;以弹性半坡桩为例,用数值分析方法重点研究了弹性半坡桩无效锚固深度与总的锚固深度、滑面倾角及滑坡推力的关系。结果表明,弹性半坡桩的无效锚固深度受总的锚固深度影响较小,当总的锚固深度增加时,无效锚固深度在小范围内波动;弹性半坡桩的无效锚固深度与滑面倾角及滑坡推力呈指数正相关性,随着滑面倾角及滑坡推力的增加,无效锚固深度也在增加。

基于博弈论和云模型的震区泥石流危险性评价

在龙门山断裂带的影响下,四川震区泥石流灾害频发。为研究震区泥石流危险性,本文选取一次最大冲出量、动储量、岩性、地震加速度、切割密度、主沟长度、相对高差、流域面积、24小时最大降雨量九个评价指标,通过各指标的分类标准确定云模型的数字特征值,得到不同指标与确定度关系的正态云模型。通过层次分析法确定主观权重,在分析四川震区11条泥石流沟的实测数据之上,采用灰色关联法和熵权法等两种方法确定评价指标客观权重,可以一定程度上提高客观因素的影响,并对原始数据进行充分的信息挖掘;再通过博弈论对三组权重值进行组合赋权,得到基于组合权重构架的泥石流危险性评价云模型。通过基于云模型的组合权重评价方法,可以使泥石流危险性预测更为准确、可视化。

公路边坡稳定性极限分析

运用弹塑性理论中的极限分析法推导出了土质边坡极限承载力公式,并结合算例计算出顶部承受均布荷载的土质边坡的极限荷载上下限,计算结果表明,边坡极限荷载下限数值过小,对实际运用意义不大。

成都地铁工程建设地质灾害类型及其防治措施

在总结已建地铁工程经验的基础上,结合在建和拟建工程实际,指出成都地铁工程建设可能引发和遭受的地质灾害类型主要有地面与地基基础沉降,边坡变形、坍塌、滑移,砂土、粉土地层液化,并针对其地质灾害类型提出相应的工程防治和监测措施,以避免工程建设中地质灾害的发生或减小地质灾害所造成的损失。