湖北高速公路开挖诱发的鹞坪岩质滑坡平面滑动变形调查及破坏机制分析

文摘   2024-08-20 11:43   湖北  
智利  
公路地质灾害  /MetaGeo

APA 格式引文:

Ruan, D., Song, K., Lyu, H., Qu, L., Zhang, L., Huang, W., & Yuan, J. (2024). Investigation of planar sliding deformation and analysis of the damage mechanism of a rocky landslide in Yaoping triggered by highway excavation in Hubei, China. Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 57(4). https://doi.org/10.1144/qjegh2023-169


研究亮点


 变形监测与速度分析研究监测了高速公路开挖引发的滑坡后的坡面变形,揭示了滑坡从前缘到后缘的速度递减趋势。监测点的累计位移分别为1.91米、1.85米和1.56米,初期阶段速度出现峰值,随后逐渐稳定。


 开挖对边坡稳定性的影响:高速公路施工的开挖显著影响了边坡的稳定性,安全系数(FoS)从2.510急剧下降到1.023。研究确定开挖是外在触发因素,而滑带土的应变软化是导致滑坡的内在因素。


 裂缝形成与变形分区:研究记录了坡面各处张拉裂缝和剪切裂缝的形成,这些裂缝将滑坡分割成不同的变形区。裂缝主要分布在边界上,最大裂缝宽度达到3米


 数值模拟与现场验证:对滑坡变形进行了数值模拟,并与现场调查数据进行验证。结果表明,模拟位移与观测到的位移具有一致性,最大位移约为2.9米,发生在滑坡的后缘


 加固与预防措施:研究提出了全面的加固措施,包括使用抗滑桩和预应力锚索来稳定边坡。还建议在高速公路开挖前进行广泛的地质调查,以预测潜在的滑坡风险并实施适当的支护策略。



编者按:在中国快速发展的基础设施建设浪潮中,山区道路的开挖工程面临着前所未有的挑战。鹞坪滑坡事件提醒我们,在应对复杂的地质条件时,工程设计与施工需要更加精细化和科学化。本文探讨了湖北建始县鹞坪村高速公路开挖引发的岩质滑坡,从地质背景到变形机制,文章以实地调查和先进的数值模拟为基础,揭示了滑坡的触发因素和破坏过程


文章的核心亮点在于揭示了滑带土应变软化在滑坡失稳中的关键作用,以及高速公路开挖如何通过改变应力状态,直接触发了滑坡的发生。这一发现对于类似工程的风险评估和防治措施具有重要的指导意义


摘要:在中国山区修建道路的项目中,由于岩质边坡稳定性差,变形破坏的案例频繁发生。由于平滑层中岩质滑坡广泛分布,工程施工不可避免的扰动以及滑坡灾害的严重性,这类滑坡的破坏及其机制研究不可忽视。2023年2月6日,湖北省鹞坪村发生了一起岩质滑坡。通过现场调查、谷歌卫星图像、无人机摄影、室内测试和数值模拟,我们分析了地质情况、变形特征、破坏过程和触发机制。结果表明,鹞坪滑坡是典型的由高速公路开挖引发的向下平面滑动岩质滑坡。当发生应变软化时,滑带土的抗剪强度和摩擦系数显著降低。开挖导致边坡的安全系数大幅下降,最大下降率达到60.7%。开挖被认为是触发鹞坪滑坡的外在因素,而滑带土应变软化导致滑坡抗力降低是导致该类滑坡发生的内在直接因素。鹞坪滑坡具有明显的牵引滑坡特征。滑坡从变形到破坏经历了四个阶段:滑坡前缘的蠕变;滑坡中后部的牵引变形;滑带软化;整体滑动。对此类滑坡的防治需要更大范围和深度的调查,以提前识别岩层中可能存在的软表面,推测可能形成的滑坡破坏模式,并根据高速公路两侧边坡的地质条件确定支护方案和范围。通过对鹞坪滑坡滑带土的强度指标进行测试,为滑坡整体变形表征提供了数据支持。研究结果可为道路开挖过程中人为工程活动引发的岩质滑坡的风险管理和预防提供参考


背景:本文研究了湖北省建始县鹞坪村高速公路开挖引发的岩质滑坡,旨在探讨滑坡的变形特征、破坏过程以及触发机制。随着中国山区道路建设的快速发展,岩质边坡的稳定性问题日益突出。岩质滑坡因其在平滑层中的广泛分布,以及工程施工带来的不可避免的扰动,使得滑坡灾害变得更加严重。因此,深入研究此类滑坡的破坏机制及防治方法,对于确保山区道路的安全施工具有重要的现实意义

科学问题:核心科学问题包括:1.滑坡的变形特征:分析鹞坪滑坡的变形过程,识别滑坡的牵引滑坡特征,并探讨滑坡从变形到破坏的阶段性特征。2.应变软化对滑带土的影响:研究滑带土在应变软化条件下的抗剪强度和摩擦系数变化,以及这些变化如何影响滑坡的稳定性。3.高速公路开挖对滑坡的触发作用:探讨高速公路开挖如何通过改变边坡的应力状态,引发滑坡的发生,并定量评估开挖对边坡稳定性的影响

方法:本文采用了多种研究方法,包括现场调查、无人机摄影、室内测试和数值模拟等,全面分析了鹞坪滑坡的地质情况和破坏机制。通过对滑坡前后的安全系数变化进行数值模拟,研究揭示了开挖引发滑坡的内在和外在因素。尤其是对滑带土进行的应力-应变试验,为滑坡的破坏过程提供了重要数据支持

结果解读研究结果表明,鹞坪滑坡是典型的由高速公路开挖引发的向下平面滑动岩质滑坡。滑坡的破坏过程可分为四个阶段:滑坡前缘的蠕变变形、中后部的牵引变形、滑带软化以及最终的整体滑动。研究还发现,应变软化导致滑带土的抗剪强度和摩擦系数显著降低,从而显著削弱了滑坡的稳定性。数值模拟显示,滑坡的最大位移发生在后缘,达到了约2.9米


结论评析本文的结论明确指出,高速公路开挖是鹞坪滑坡的主要触发因素,而滑带土的应变软化则是导致滑坡失稳的关键内在因素。这一研究为类似工程的滑坡风险评估和防治措施提供了重要参考。研究建议,在山区道路施工前应进行更大范围和更深层次的地质调查,以识别潜在的软表面和滑坡风险,并制定有效的支护方案,以减少滑坡灾害的发生

图文赏析:


图.  滑坡位置和区域地质。


图. 滑坡概况。(a)无人机航拍的滑坡全景。(b)地质剖面。


要点问答

 
Questions & Answers




█ 鹞坪滑坡的主要触发因素是什么

鹞坪滑坡的主要触发因素是高速公路的开挖。开挖过程显著改变了边坡的应力状态,导致滑坡的发生。

滑带土在应变软化条件下的变化对滑坡稳定性有何影响

在应变软化条件下,滑带土的抗剪强度和摩擦系数显著降低,导致滑坡的稳定性大幅减弱。这是导致滑坡失稳的关键内在因素

█ 鹞坪滑坡的变形和破坏过程经历了哪些阶段

鹞坪滑坡的变形和破坏过程可分为四个阶段:滑坡前缘的蠕变变形、中后部的牵引变形、滑带软化以及最终的整体滑动



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文案:刘晓
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