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滑坡一直是困扰我国社会发展的自然地质灾害之一,随着国民经济建设的快速增长,滑坡灾害对人民生命财产安全构成的威胁日趋严重。对滑坡的勘察、防治、监测方面的工作一直是行业管理的重点以及国内外学者研究的热点。得胜小学滑坡位于湖北省竹山县得胜镇小学后山坡,是一古滑坡浅层复活的小型滑坡。由于该滑坡对得胜小学及3家企事业单位和附近居民的生命财产安全构成威胁,造成的损失可达3000余万元,给得胜小学教师、学生及居民带来较大心理负担,造成了严重的社会影响,因此,其危害等级为特大级。对该滑坡的一期防治工程,因得胜小学滑坡地质条件的复杂性、勘察工程的准确性等影响,于2005年8月底失效。鉴于此,以得胜小学滑坡为典型实例开展学位论文工作,重点研究该滑坡的勘察工作,探讨此类滑坡勘察的关键点与技术实施手段,查清该滑坡变形的机制,评价得胜小学滑坡在防治工程实施前后的稳定性与工程措施的有效性具有实际应用价值与理论意义。
本文通过分析得胜小学滑坡地质背景与滑坡一期勘察工程资料,反分析滑坡一期防治工程失效的原因,进而探讨滑坡勘察工作的难点,提出对该类型滑坡勘察工作的要点;利用该滑坡的地质模型,采用极限平衡法对滑坡的稳定性进行计算与评价,并通过分析滑坡监测资料与当地降雨条件,研究降雨条件下得胜小学滑坡稳定性的变化情况;对滑坡二期主要防治结构--挡土墙+抗滑桩组合体进行受力分析,推导该结构的设计依据,进一步结合挡土墙、抗滑桩单一结构受力破坏特征,研究其组合结构的受力变形过程,得到该结构的受力模式;在滑坡稳定性评价与墙+桩组合结构受力模式研究基础上,以该滑坡监测资料为基础评价得胜小学滑坡二期防治工程的有效性问题。
全文以得胜小学滑坡勘察、防治、监测工程为主线,共分六章,包括如下主要内容和结论:
(1)得胜小学滑坡为古滑坡表层复活的小型滑坡,经历过前期滑动,勘察、防治工程存在一定的困难性。本文收集了滑坡区地质背景与滑坡勘察工程信息,研究得出了得胜小学滑坡成因机制、影响因素、运动规律等特征,并对得胜小学滑坡勘察资料进行了分析,得出一期勘察工程忽略了一期滑坡体后壁区古滑坡的潜在复活,而且进一步的削坡减载加剧了滑坡后壁古滑坡的复活。
(2)总结了得胜小学滑坡勘察工程宏观变形特征,进而分析了滑坡堆积的古滑坡表层复活这类型滑坡勘察的关键点,提出了对该类型滑坡勘察工程的要点。
(3)利用得胜小学滑坡勘察原位试验、室内土工试验数据,通过反演分析以及考虑降雨条件对滑带土的力学参数影响,提出了滑坡稳定性计算在天然状态下1~1’、2~2’及3~3、剖面抗剪强度指标C值取14.77kPa、ψ值取11.8°;4~4’剖面抗剪强度指标C值取9.74kPa、ψ值取100°选取传递系数法对得胜小学滑坡的稳定性及剩余下滑力进行了计算,得出一期防治工程后,滑坡天然状态下稳定系数为1.11,即为暂稳状态,暴雨状态下为稳定系数为0.89,为不稳定状态。
(4)分析了得胜小学滑坡监测资料以及滑坡物质成因,提出降雨条件对该滑坡稳定性很大,表现为滑坡一期工程治理后,当日降雨量达35mm,或月平均降雨量达180mm时,滑坡就可能产生滑动。这与该滑坡一期工程治理后滑动事实一致。
(5)解析了得胜小学滑坡二期防治工程--挡土墙、抗滑桩的受力状态,建立了墙+桩组合结构防治设计的公式。利用得胜小学滑坡防治抗滑桩的特征以及周围土体性质,提出了在桩前土体水平抗力系数随深度呈线性分布时抗滑桩允许承载力最大值的计算公式。
(6)利用挡土墙与抗滑桩的变形协调关系及土体剪切变形特征,研究了墙+桩组合结构受力小于承载力设计值时的承载力分配情况,得出了该组合结构的受力机制。
(7)通过计算,现阶段抗滑桩承载力值大小为1422.22kN、挡土墙基底切向力为324.32kN。
(8)分析了得胜小学滑坡二期监测位移-时间曲线,认为得胜小学滑坡目前处于稳定状态,其二期防治是有效的。通过计算,得胜小学滑坡墙+桩组合结构的允许承载力为510.35kN/m,防治结构的稳定系数为1.59,对比现行规范表明该滑坡是有一定的安全保障的。
论文结合得胜小学滑坡工程,在复杂滑坡的勘察工作方面探讨了勘察的难点,提出了对滑坡勘察的技术要点:查清滑坡活动历史、变形破坏现象的分期配套、确定滑面强度参数,勘察目标就是建立滑坡地质模型;同时,针对该滑坡的二期防治工程实践,建立了墙+桩组合结构的防治设计计算公式,对同类滑坡具有工程指导意义。