充气截排水可能引起的边坡破坏方式分析

发布时间：2020-03-25 04:51

【摘要】：滑坡防治是世界各国研究的重要工程地质问题之一。不同的滑坡,由于促滑因素和地质条件等的差异,治理方法也大相径庭。传统的滑坡治理方法主要包括加固和排水措施。传统的方法由于对工期和资金的要求较高,并不是最好滑坡治理的选择。相关理论和实践研究表明,滑坡灾害的主要诱发因素是短时期大量降雨引起的地下水位上升导致。升高的地下水与边坡土体发生物理和化学反应,使边坡稳定性下降。因此探索可快速截排地下水入渗的技术措施,为滑坡灾害处置赢得时间,是当前急需解决的问题。充气截排水是一种主动加压截排水的新方法,根据气驱水理论和渗透系数随土体饱和度降低而降低的特性,当向坡体后缘充气后,会导致充气影响区内饱和度下降,就可形成了一个类似于截水帷幕的非饱和带,从而减少后缘坡体地下水和降雨等地表水向潜在滑坡区渗流。充气截排水效果已经得到了试验验证,但充气可能引起坡体破坏及气爆对施工安全的影响还缺乏研究。本文在相关理论研究的基础上,首先对边坡充气截排水技术的研究现状进行调研,然后从理论方面介绍了土中气体运动的相关理论,包括:多孔介质理论,气驱水理论及封闭气泡阻渗理论等。之后通过物理模拟试验研究土体充气后变形破坏的特点,采用不同透气性的土体单独或者组合的方式进行破坏试验分析,试验组之间相互对比和验证,总结出了土体充气后三种典型的破坏模式,即裂隙扩展延伸;土颗粒沿孔隙运动;土体内部形成气囊抬起。之后引入强度因子理论解释土体裂纹的原因,同时自行推导颗粒失稳模型和气囊破坏模型来判断低粘聚力土体颗粒运动的概率和气囊影响区范围。通过以上分析,证明了充气截排水技术在充气时对土体产生的破坏是有限的,可以忽略土体破坏变形对整体边坡稳定性的影响。为其以后的工程实际运用提供了理论支撑。
【图文】：

地质灾害,地形条件,地质构造,山地

自然因素引发的有８９３７起，占总数的９２．１％；人为因素引发的有７７３起，占逡逑总数的７．９％。自然因素主要为降雨，地震等；人为因素主要为采矿和切坡等。逡逑下图１．１是国家统计局统计的２００５年？２０１６年全国发生的地质灾害数量和滑坡灾逡逑害的具体数据［１］。可见由于近年来对防灾减灾意识的培养以及科技的进步，我国逡逑地质灾害数量目前有所降低，但滑坡占总地质灾害的比率一直较高。逡逑１２００００邋－１逦逡逑１０００００邋逦＿逦逦逦逦逦一逦逦逦一逡逑Ｐ胃逦■地质灾害总数逡逑８００００邋逦９逦逡逑■滑坡灾害数量逡逑６００００邋逦■逦逡逑４００００逦逦■逦逡逑２００００邋逦Ｈ￣Ｉ—￣￣Ｉ逦ｋ逦逡逑Ｄ邋ｋ逦■邋■逦ｔ邋ｈ逦■邋ｈ逦ｈ邋ｈ邋ｈ邋ｈ逦■■逡逑２００５逦２００６邋２００７逦２００８邋２００９逦２０１０邋２０１１逦２０１２邋２０１３邋２０１４邋２０１５逦２０１６逡逑逦＾逦逡逑图１．１中国滑坡与地质灾害频次（２００５年？２０１６年）［１］逡逑总体来说，我国地形条件复杂，山地较多，地质构造发育，这些因素导致了逡逑我国地质灾害总量大、分布广。特别是近几年，加上不利的自然外在条件，例如逡逑强台风、强降雨等异常天气频繁出现

实景,边坡

瞧广阔Ｋ域逡逑图１．２边坡坡实景图逡逑降雨入渗引起地下水位上升是诱发滑坡最主要的因素［２］。如图１．２所示，这逡逑是一个典型的边坡实景图，潜在滑坡后缘存在广阔的降雨入渗区，在暴雨时期，逡逑坡体内的地下水位上升快。控制坡体地下水位过度上升，是滑坡灾害防治的重要逡逑手段。目前滑坡治理采用的排水措施都是利用水的重力势来推动的，使坡体的地逡逑表水或地下水从高势能区向低势能区排泄，被动性和环境条件的制约性，，导致滑逡逑坡排水无法快速实现。因此，探索可快速截排地下水入渗的技术措施，为滑坡灾逡逑害处置赢得时间，是当前急需解决的问题。充气截排水是一种主动加压截排水的逡逑新方法，根据气驱水理论和渗透系数随土体饱和度降低而减小的特性，如果向坡逡逑体后缘充气就可形成了一个类似于截水帷幕的非饱和带
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU43

【相似文献】