湯李斌
摘要:隨著我國現(xiàn)代經(jīng)濟的發(fā)展,公路在整個國民運輸中所占得地位也越來越顯著,它在這個運輸體系中起到了舉足輕重的作用。但由于公路的修建是在地殼表面的帶狀物體,其路線也穿越了許多個不同的單元,有些甚至必須要穿過一些地質(zhì)環(huán)境差的單元,這就可能會受到自然災(zāi)害的影響。而我國是地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的國家,這些地址災(zāi)害輕則影響人們的道路出行,重則影響道路損壞,給國民生產(chǎn)帶來了不利的影響。所以正確認識公路路基及對其災(zāi)害的控制,是避免災(zāi)害的前提。該文依據(jù)某路段的調(diào)查為例,研究其災(zāi)害的形成和滑坡理論,從而對公路路基進行深入的研究,為以后對此的研究提供了理論依據(jù)。
關(guān)鍵詞:公路;自然災(zāi)害;滑坡;公路路基
中圖分類號:TP311 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2014)09-2119-02
公路交通運輸是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的命脈,是物品流通的必要環(huán)節(jié),是現(xiàn)代化建設(shè)的重要組成部分。由于在公路交通運輸體系中,其承載量具有小,快,靈活的特點,且在項目建設(shè)中投資較少,周期較短,分布在城市或者農(nóng)村的各個環(huán)節(jié)中。為國家的建設(shè)發(fā)揮了重要的作用。在經(jīng)濟發(fā)達的國家,其公路建設(shè)以及其承載量已經(jīng)成為其現(xiàn)代化和社會發(fā)展的重要指標之一。但是,我國處于自然災(zāi)害相對較頻繁的國家,從1991年到2010年,在這二十年中,由于地址災(zāi)害造成的人員傷亡已達到1300余人,累計經(jīng)濟損失達到70億人民幣。我國目前處于經(jīng)濟發(fā)展的高速時期,這些地址災(zāi)害對人類的生命財產(chǎn)安全造成了極大的威脅,地址災(zāi)害的預(yù)防和整治對目前來說,依然是一個嚴峻的問題。國內(nèi)外對地質(zhì)災(zāi)害的研究也是經(jīng)過了一個漫長的時期,其研究的過程也是從以前的粗略化,定型化逐漸向數(shù)字化,定量化發(fā)展。相當(dāng)于國外而言,我國對地質(zhì)災(zāi)害的研究起步較晚,目前還處于一個探索階段,各種評價體系還不完善。
在各種自然災(zāi)害中,由于路基的滑坡造成的自然災(zāi)害是最嚴重的,為了避免滑坡對人們的生命財產(chǎn)安全帶來的損害,提出一種預(yù)測預(yù)報系統(tǒng)就顯得至關(guān)重要了。該文對滑坡的坡地地形因素以及滑坡的自身形態(tài)以及特性進行綜合考慮,對獲取到的實驗數(shù)據(jù)進行離散元數(shù)據(jù)模擬,從而達到滑坡運動的距離預(yù)測問題,工程運用和理論分析相結(jié)合。
1 運動機理分析
在研究滑坡運動的運動機理之前,要首先研究其滑坡運動的分類,通常被分為三類。第一類:高速遠程滑坡,第二類滑坡泥流,第三類,錯落式滑坡。
1.1 高速遠程滑坡
高速遠程滑坡具有很強的破壞性。它具有速度高,滑坡距離遠的特點,也是目前國內(nèi)外的專家和學(xué)者研究的重點。其滑坡的要素關(guān)系如圖1所示。
在圖1中H表示坡重心落差;h—黃土滑坡高差;m—滑坡后壁到斜坡陡壁的距離;D-滑坡體平均厚度;I—滑坡滑距。在分布范圍上,高速遠程滑坡的分布大致在黃土高原西部一帶。
1.2 滑坡泥流
滑坡泥流通常只發(fā)生在特定的場合,通常不常見。其坡度陡,上寬下窄,通道窄深。上端通常陡壁環(huán)繞可彩成一巨大的儲水盆構(gòu)造,當(dāng)雨水或灌溉積聚在這里時,陡壁坡腳處土層浸水飽和軟化,強度降低而迅速下滑。這種滑坡泥流對附近的居民造成的傷害也是巨大的,其破壞程度取決于整個話題的大小和不飽和的程度,以及形狀。
1.3 錯落式滑坡
錯落式滑坡通常發(fā)生在有大量土層分布的高地上,在黃土和基巖之間有2m左右的沙礫層分布。其整個剖面圖如圖2所示。
其運動機理可以用“高速”和“遠程”來進行概述。主要的原因歸結(jié)于加速效應(yīng),即剪切力加速效應(yīng)和地震的加速效應(yīng)。
2 實驗參數(shù)選取
本次試驗以0.02mm/min的剪切速度進行排水反復(fù)直接的接剪切來進行實驗,計算公式為:
3 數(shù)據(jù)分析
從上述得到的數(shù)據(jù)關(guān)系曲線,我們可以得出最后剪應(yīng)力的穩(wěn)定值為殘余強度1.92kp,直線的傾角為殘余內(nèi)摩擦角11.4通過數(shù)值模擬得到剪切應(yīng)力在1.83kp。內(nèi)摩擦角為12.7,其在誤差控制的范圍內(nèi),所以數(shù)據(jù)真實可靠,值得參考。
4 結(jié)束語
本文以公路路基的滑坡為運動模型,根據(jù)滑坡的運動機理,把滑坡分為了三大部分,并且通過離散元分析得到剪切力和內(nèi)摩擦角數(shù)值,其數(shù)值模擬得到的數(shù)據(jù)和理論分析計算得到的數(shù)據(jù)的誤差在可控范圍內(nèi),從而達到對滑坡進行預(yù)測目的。
參考文獻:
[1] 黃潤秋,許強,陶連金,等.地質(zhì)災(zāi)害過程模擬和過程控制研究[M].北京:科學(xué)出版社,2002.
[2] 孫懷軍,張永波.滑坡預(yù)測預(yù)報的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].太原理工大學(xué)學(xué)報,2001,32(6):636-639.
[3] 鄭孝玉.滑坡預(yù)報研究方法綜述[J].世界地質(zhì),2000,19(4):370-374.
[4] 殷坤龍,姜清輝,汪洋.滑坡運動過程仿真分析[J].地球科學(xué),2002,27(5):632-635.
[5] 汪洋,殷坤龍.新灘滑坡穩(wěn)定性的有限元分析[J].安全與環(huán)境工程,2002,9(1):4.
[6] 安關(guān)峰,殷坤龍,唐輝明.黃土坡滑坡的離散元研究[J].地球科學(xué),2002,27(4):464-466.
[7] 王泳嘉,邢紀波.離散單元法及其在巖土力學(xué)中的應(yīng)用[M].沈陽:東北大學(xué)出版社,1991.