滑坡地质灾害风险评价及防治措施研究

陈耿鸿

摘要：随着我国经济的迅速发展，各项建设事业蒸蒸日上，随之而来的滑坡地质灾害事故越来越多，造成了巨大的人员伤亡和财产损失，加强滑坡地質灾害风险评估和防治刻不容缓。本文介绍了滑坡地质灾害的形成机理，分析了定量评价的滑坡地质灾害风险评价方法，并最后从降低下滑力和提高抗滑力的角度上，提出了一系列有效的滑坡地质灾害防治措施。

关键词：滑坡；风险评价；治理措施

近年来，由于气象条件的不断变化，地质条件在外界因素的影响下引发了一系列的滑坡地质灾害，给当地居民人身和财产安全造成了巨大的威胁，为了防治滑坡地质灾害的发生和造成的危害，需要加强对滑坡地质灾害风险评价，通过对地质灾害的危险性评估，得出斜坡的稳定性，及时地采取预防措施，从源头上遏制滑坡地质灾害的发生，减少人员伤亡和财产损失。

1.滑坡地质灾害机理概述

1.1滑坡的成因机理

所谓的滑坡成因机理，是指滑坡地质灾害发生所必备的地质条件、破坏方式等，同时还包含了滑坡发生的诱发因素。一般而言，边坡的稳定性取决于岩土的抗剪强度，而当边坡所受到的剪应力超过了结构面的抗剪强度时，边坡就会出现结构破坏，发生滑动变形。滑坡是斜坡岩土体在自身重力和其他外力的作用下，失去平衡条件后，沿着软弱结构面出现剪切破坏的一种不良地质现象，而斜坡软弱结构面容易出现应力集中，当内部或外部的条件发生变化时，局部应力增大，而增大的应力超过抗剪强度时，就会出现剪切破坏，这就是滑坡地质灾害发生的滑坡源，并逐步向外发展，带动周边滑体形成一个完整的滑坡带。

1.2滑坡的发展阶段

根据滑坡地质灾害发生的机理，其发展阶段主要可以分为四个阶段。

第一阶段是蠕动阶段。在外力作用下，斜坡内部应力发生了变化，部分区域出现了破坏，并形成塑性蠕动区，这是滑坡地质灾害发生的起点，地表和边坡不会出现明显的变形和位移现象。

第二阶段是微滑阶段。当蠕动阶段逐步发展成滑动带后，后部两侧主裂缝将会逐渐贯通，并出现新裂缝，前缘及两侧会出现坍塌现象，滑体位移明显。

第三阶段是剧滑阶段。发展到了剧滑阶段，边坡的岩土结构已经支离破碎，滑动速度非常快，且滑动的土条中含水量较大，前缘及两侧会出现大量崩塌，斜坡整体或分块以十分快速的速度向前移动，产生巨大滑动，易造成巨大的人员伤亡和财产损失。

第四阶段是固结阶段。边坡变形速度逐渐减小，并逐步趋向于停止滑动，能量在克服前进阻力时消失，在重力的作用下逐渐稳定。这里所提到的固结阶段是暂时的，滑体内应力会持续聚集，当外部条件改变后，内部应力出现失衡将会再次出现滑动。

2.滑坡地质灾害风险评价方法分析

本文研究的滑坡地质灾害风险评价方法，主要以定量评价方法为主，根据定量评价方法可以将其分为两大类，即确定性方法和非确定性方法。确定性方法根据理论基础又可进一步细分为极限平衡法和弹塑性理论数值分析法。而非确定性方法则主要建立在极限平衡法的基础上，主要原理通过引入稳定性计算参数来获取稳定性概率，进而对滑坡的稳定性进行评价。两者的区别如下表所示。

2.1极限平衡分析法

极限平衡法经过不断地发展和完善，目前已成为工程实践中最常见最有效的方法之一，其主要的特点在于可以不用考虑斜坡岩土体的不连续性、外力影响等诸多因素，在不用考虑应力形变的情况下，通过对斜坡的分析能够较为准确判断出斜坡的稳定状态。在滑坡地质灾害评价时，极限平衡法通过对工程地质调查确定出滑动面的位置和形态，并推断出滑动面的主要区域和参数，寻找最小稳定系数与安全系数进行比较，以此判断出斜坡稳定的状态。

极限平衡分析法是一项较为系统的分析方法，早在20世纪20年代就提出了圆弧滑动分析法，也就是景点的圆弧法，通过划定土条底部与土条在法线上的投影，土条滑动是一个圆弧滑动的过程，因此通过对圆心取力矩时，其力矩为零，能够极大简化计算工作。随着该理论的发展，在20世纪中期，极限平衡分析法实现了较大的突破，以安全系数的定义，来确定土条间的作用力方向，并计算得出土条底部的法向力，结合上文所提到的力矩平衡来确定稳定系数，这一研究结论为之后极限平衡分析法的研究奠定了发现，通过确定不同滑动面的滑动系数，进入到计算机时代后，对于斜坡滑动的计算分析，能够同时满足静力和力矩平衡的条分法出现，在实际中，滑动面大多是不规则的大型岩土质滑坡，由于地形复杂和滑动面形态的多变，在实际分析中出现了受限。总的来说，极限平衡法是一个从简单到复杂的分析方法，从最初满足静力平衡的情况下，发展到了不仅仅可以满足静力平衡条件，同时又能满足力矩平衡条件。

2.2弹塑性理论法

弹塑性理论分析方法在实际分析斜坡不稳定状态的过程中，将其分为了变形和破坏两大类，根据塑性极限平衡理论法和弹塑性理论数值解法，斜坡的破坏是斜坡变形的终极状态，对于斜坡的变形问题研究，将重心放在了斜坡岩土位移变化上，而对于斜坡破坏的研究则重点放在了滑移面的剪力和抗剪力计算上。斜坡的位移可以直接在现场进行测定，因此对于斜坡岩土体的位移大小，是设计边坡治理工程的重要基础，但发展至今也尚未研究出控制位移的标准，因此在实际应用中存在一定的局限性，导致了精确定量结果只能采用定性来评价，评价的精度主要取决于模型和参数的精度。除此之外，定量结果评价滑坡稳定性需要结合极限平衡分析法来进行分析。因此，弹塑性理论数值分析法只能在较小变形特点的斜坡稳定性上应用，当出现较大变形的斜坡，应用弹塑性理论数值分析法会产生较大的误差，这主要是因为弹塑性理论数值法对于斜坡岩土体的位移假定是均质、各向同性以及岩土体特性偏离所引发的。

2.3概率分析法

概率分析法是近年来兴起的滑坡稳定性评价方法，该方法的核心在于将滑坡稳定性发展变化的因素确定为随机变量，通过概率统计模型来进行分析和评价，概率分析法的核心思想符合了工程地质的思想，而可靠性设计方法也是基于此发展而来的，在岩土工程的可靠度分析中，不仅仅有变量的自相关性，还存在着互相关性，如不考虑这种相关性将会使结果出现较大的偏差。

3.滑坡地质灾害防治措施研究

3.1降低下滑力措施

降低下滑力在工程实践中，主要通过削方减载来实现，通过开挖的方式来降低斜坡滑体的荷重，以提高斜坡的稳定性。削方减载不仅仅在滑坡地质灾害应急抢险工程实践中非常常用，也可以在地质灾害防治工程中得以应用，可作为滑坡地质灾害工程的主要治理措施，与其他治理方案共同起到滑坡治理的效果。削方减载的原理很简单，但是在工程实践中若不与滑坡地质灾害的现场情况相结合，考虑适用条件，合理地进行勘察和设计，科学确定削方部位和削方量，最终的治理结果将会是失败的，无法达到消除地质灾害隐患的效果。因此，在进行削方减载的工程实践中，前期的设计把控十分重要。

一般在工程实践中，削方量的大小需要根据滑坡的安全系数进行确定，削方量与稳定性存在非常紧密的关系，通常而言，削方量越大稳定性越高，但是在实践中需要考虑到治理方案的经济性，因此以稳定性验算为依据，确地合理的削方量，一方面能够达到滑坡地质灾害治理的效果，同时又能够渠道良好的经济效益。在滑坡地质灾害治理的工程实践中，削填平衡是最为理想的选择，不仅仅可以降低滑坡的下滑力，同时又可以增加阻滑力，削方的工程量是最小的，因此要经过反复的测算来确定最终的削方量。在进行前期设计的过程中，一定要避开减重就一定能够增加斜坡稳定性的理念，削方的部位和方式也是非常关键的内容，错误的削方不一定能增加斜坡的稳定系数，采用不同的削方方式和部位，最终取得的治理效果存在较大差异。

3.2提高抗滑力措施

3.2.1挡土墙

对于滑坡地质灾害治理工程而言，保持土体的平衡是最佳的处理方案，当滑坡由于下部支撑出现切割或上部挤压导致荷重超载的情况，可以采取支挡的措施，及在滑坡舌部或中前部修建支挡构造物来增强滑坡底部的支撑力，阻挡滑坡的滑动，这就是工程实践中的挡土墙的应用。

抗滑挡土墙是滑坡地质灾害治理工程桩最常见的治理方案，尤其当滑动面较陡、含水量较少，整体滑动较为急剧的情况下，应用挡土墙能够有效抑制斜坡的滑动，在实际中需要注意滑坡的性质、滑体结构以及滑动面层、基础地质等情况，否则挡土墙在修筑后会出现变形而发挥不了治理的效果。若遇到基础地质条件较差，开挖基坑太深，增加了施工难度且会加剧滑坡滑动，这种情况下不宜采用挡土墙的治理方案。

3.2.2抗滑桩

抗滑桩顾名思义是一种被动抗滑结构，当斜坡产生变形滑坡后，应用抗滑桩才会起到抗滑的作用。抗滑桩一般应用在滑面明确，对变形控制要求较低的土质边坡、土石混合边坡以及散体结构的岩质边坡等。抗滑桩在工程实践中，一般布置在滑面平缓的低端，当遇滑面长、滑坡推力较大时，可组合其他治理方案配合使用，多排抗滑桩一般采用梅花形布置，其主要的原理是通过利用桩和桩周土体的相互作用来起到支护的目的，如下图1所示。抗滑桩适用于土质较强且滑体的坡体上，在工程实践中施工简便，成本较高，治理效果良好，但施工过程中安全隐患较大，现场施工需要加强井下作业安全管理，确保施工安全。

3.2.3微型桩

微型桩是指在滑坡地面钻孔，然后吊放钢筋笼和注浆管，进行压力注浆，使得桩体与周围土体形成紧密的整体，连接滑动面形成具有强度的岩土体，固定斜坡的滑动体。在工程实践中施工较为简便，成本较小，对环境的破坏较小，在滑坡地质灾害治理工程实践中被广泛应用。

3.2.4锚固工程

锚固工程的原理是通过注浆的方法，提高滑坡岩土体的力学性能，滑坡岩土体结合成稳定的整体，以此来阻挡下滑推力。锚索应用于坡体推力大、坡内岩土强度较高且画面较陡的边坡，经常与抗滑桩组合应用。锚杆则适合在坡体推力较小，坡内岩土强度较高的边坡，如图2所示，与软岩和风化层等挖方边坡形成永久支护。

3.2.5植物防护

植物防护是最环保的一种滑坡地质灾害治理方案，针对坡面较缓且稳定性较好的土质边坡，经常采用植物防护的治理措施，在工程实践中不仅仅能够起到加固土体和抗渗的效果，同时还兼具美化坡面的作用。如三维植被保护网是通过植物和土工合成材料，在斜坡表层形成绿色防护网，以稳定浅层坡面；采用湿式喷播一般在土质较好的边坡进行植被种植，而客土喷播则针对土质较差的边坡或岩质边坡，在工程实践中，植物防护对于滑坡稳定性治理效果较低，大多情况下仅在表层土体溜塌和美化环境中加以考虑。

4.排水

斜坡出现滑坡地质灾害，最大的因素是水的因素，在滑坡地质灾害治理工程实践中，要根据坡体位置的地形特征，合理的采取地表截排水措施，其主要目的是为了减少坡面入渗，排出坡内地下水，这是滑坡地质灾害治理工程实践中最常见、最简便易行、经济有效的辅助防治工程措施。

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