浅谈滑坡成因及防治措施 一、概述 斜坡上的部分岩体和土体在自然或人为因素的影响下沿某个滑动面发生剪切破坏向下运动的现象称为滑坡。滑动面可以是受剪应力最大的贯通性剪切破坏面或带,也可以是岩体中已有的软弱结构面。规模大的滑坡一般是缓慢的、长期的往下滑动,有些滑坡滑动速度也很快,其过程分为蠕动变形和滑动破坏阶段,但也有一些滑坡表现为急剧的滑动,下滑速度从每秒几米到几十米不等。滑坡多发生在山地的山坡、丘陵地区的斜坡、岸边、路堤或基坑等地带。滑坡对工程建设的危害很大,轻则影响施工,重则破坏建筑;由于滑坡,常使交通中断,影响公路的正常运输;大规模的滑坡,可以堵塞河道,摧毁公路,破坏厂矿,掩埋村庄,对山区建设和交通设施危害很大。因此,研究滑坡的成因及行为特点,有助于我们采取有效的工程措施来避免滑坡的发生或者是减少滑坡发生后的损失。下面从滑坡的形态特征及分类、滑坡的成因及滑坡的防治措施几个方面分别作简单介绍。 二、滑坡的形态特征及分类 1.滑坡的形态特征 滑坡在平面上的边界和形态特征与滑坡的规模、类型及所处的发育阶段有关。一个发育完全的滑坡,一般包括:1,滑坡体,指滑坡发生后与母体脱离开的滑动部分;2,滑动带,滑动时形成的碾压破碎带;3,滑动面,滑坡体沿着下滑的表面;4,滑坡床,滑体以下固定不动的岩土体,它基本上未变形,保持了原有的岩体结构;5,滑坡壁,滑体后部和母体脱离开的分界面,暴露在外面的部分,平面上多呈圈椅状;6,滑坡台阶,由于各段滑体运动速度的差异而在滑体上部形成的滑坡错台;7,滑坡舌,又称滑坡前缘或滑坡头,在滑坡前部,形如舌状伸入沟谷或河流,甚至越过河对岸;8,滑坡周界,指滑坡体与其周围不动体在平面上的分界线,它决定了滑坡的范围;9,封闭洼地,滑体与滑坡壁之间拉开成沟槽,相邻滑体形成反坡地形,形成四周高中间低的封闭洼地;10,主滑线,又称滑坡轴,滑坡在滑动时运动速度最快的纵向线,它代表滑体的运动方向;11,滑坡裂隙,分为四类:1,分布在滑坡体上部的拉张裂隙;2,分布在滑体中部两侧的剪切裂隙;3,分布在滑坡体中下部的扇状裂隙;4,分布在滑坡体下部的鼓张裂隙。由此可见,一个滑坡完整的应该包括以上11个部分组成。当然,在实际的滑坡现象中,有时候我们很难分清楚各个部分明显的边界。 2.滑坡的分类 滑坡分类的目的在于对发生滑坡作用的地质环境和形态特征以及形成滑坡的各种因素进行概括,以便反映出各类滑坡的工程地质特征及其发生发展的规律,从而有效地预测和预防滑坡的发生,或在滑坡发生之后有效的进行治理。根据不同的原则和指标,各国学者和工程部门对滑坡提出了各种分类方案。我国铁道部门则按滑坡体的岩性、滑面与岩土体层面的关系、滑体厚度等进行了分类,在国内应用较为广泛。从研究山坡发展形成历史出发,则可以分为古滑坡、老滑坡、新滑坡、现代活滑坡等类型;日本渡正亮则按滑坡的发展阶段,将滑坡分为幼年期、青年期、壮年期和老年期;按滑坡的滑动力学特征,则可分为推动式、平移式和牵引式滑坡。对于一个滑坡,从不同的角度可以有不同的分类,但实践中,我们应该抓住问题的主要矛盾,根据突出因素对滑坡进行分类,分类的原则就是看对我们认识、防治和处理此滑坡是否有帮助。 三、滑坡的形成条件 要探讨滑坡的形成条件,就必须考虑影响边坡稳定性的因素,影响边坡稳定性的因素有内在因素和外在因素两个方面。内在因素有组成边坡岩土体的性质、地质构造、岩体结构、地应力等。它们常常起着主要的控制作用。外在因素有地表水和地下水的作用、地震、风化作用、人工开挖、爆破以及工程荷载等。其中地表水和地下水是影响边坡稳定最重要、最活跃的外在因素,其他大多起触发作用。查明和掌握这些影响因素对了解边坡失稳的发生发展规律,以及制定防治措施是非常必要的。 1.滑坡形成的内部条件 产生滑坡的内部条件与组成边坡的岩土的性质、结构、构造和产状等有关。不同的岩土,它们的抗剪强度、抗风化和抗水侵蚀的能力都不相同,如坚硬致密的硬质岩石,它们的抗剪强度较大,抗风化的能力也较高,在水的作用下岩性也基本没有变化,因此,由它们所组成的边坡往往不容易发生滑坡。反之,如页岩、片岩以及一般的土则恰好相反,因此,由它们所组成的边坡就比较容易发生滑坡。从岩土的结构、构造来说,主要的是岩(土)层层面、断层面、裂隙等的倾向对滑坡的发育有很大的关系。同时,这些部位又易于风化,抗剪强度也低。当它们的倾向与边坡坡面的倾向一致时,就容易发生顺层滑坡以及在堆积层内沿着基岩面滑动;否则反之。边坡的断面尺寸对边坡的稳定性也有很大的关系,边坡也陡,其稳定性就越差,越容易发生滑动。如果坡高和边坡的水平长度都相同,但一个是放坡到顶,而另一个却是在边坡中部设置一个平台,由于平台对边坡的反压作用,就增加了边坡的稳定性。此外,滑坡若要向前滑动,其前沿就必须要有一定的空间,否则滑坡就无法向前滑动。山区河流的冲刷、河谷的深切以及不合理的大量切坡都能形成高陡的临空面,而为滑坡的发育提供了良好的条件。总之,当边坡的岩性、构造和产状等有利于边坡的发育,并在一定的外部条件下引起边坡的岩性、构造和产状等发生变化时,就能发生滑坡。 2.滑坡形成的外部条件 滑坡发育的外部条件主要有水的作用,不合理的开挖和坡面上的加载、振动、采矿等,以前两者为主。调查表明:90%以上的滑坡与水的作用有关。水的来源不外乎大气降水、地表水、地下水、农田灌溉的渗水、高位水池和排水管道等的漏水等。不管来源怎样,一旦水进入斜坡岩土体内,它将增加岩土的重度并产生软化作用,降低岩土的抗剪强度,产生静水压力和动水力,冲刷或侵蚀坡脚,对不透水层上的上覆岩土层起润滑作用,当地下水在不透水层顶面上汇集成层时,它还对上覆地层产生浮力作用等等。总之,水的作用将会改变组成边坡的岩土的性质、状态、结构和构造等。因此,不少滑坡在旱季原来接近于稳定,而一到雨季就急剧活动,形成“大鱼大滑,小雨小滑,不雨不滑”。这也说明了雨水和滑坡的关系。山区建设中还常由于不合理的开挖坡脚或不适当的在边坡上填放弃土、建造房屋或堆置材料,以致破坏斜坡的平衡条件而发生滑动。此外,振动对滑坡的发生和发展也有一定的影响,如大地震时往往伴有大滑坡发生,爆破有时也会引发滑坡。 四、滑坡防治措施 通过以上对滑坡的形态特征及滑坡形成条件的介绍,我们不难得出治理滑坡的相关工程措施。然而,一个滑坡的发生往往是多个因素综合作用的结果,因为,我们只有做详细的调查和分析计算后,才能制定出切合实际的防治措施。总的来说,治理滑坡应该坚持以防为主、综合治理、及时处理的原则。结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件,治理滑坡可以从以下两个大的方面着手: 1.消除和减轻地表水和地下水的危害 滑坡的发生常和水的作用有密切的关系,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水压力和动水压力,防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有:防止外围地表水进入滑坡区,可在滑坡边界修截水沟;在滑坡区内,可在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖,防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多,应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。常用的方法有:1,水平钻孔疏干;2,垂直孔排水;3,竖井抽水;4,隧洞疏干;5,支撑盲沟。 2.改善边坡岩土体的力学强度 通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。常用的措施有:1,削坡减载;用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。削坡设计应尽量削减不稳定岩土体的高度,而阻滑部分岩土体不应削减。此法并不总是最经济、最有效的措施,要在施工前作经济技术比较。2,边坡人工加固;常用的方法有:1,修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;2,钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程;3,预应力锚杆或锚索,适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡;4,固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度;5,SNS边坡柔性防护技术等。 五、结语 本文对滑坡的形态特征、影响边坡稳定性因素及滑坡形成条件、滑坡的防治措施做了简单的介绍。天然的或人工开挖形成的边坡到处可见,由于各种原因导致边坡失稳,引起各种规模的滑坡时有发生,给人们的生产生活带了巨大的灾难。因此,作为土木工程技术人员,我们有责任和义务去研究和治理滑坡,从而减少滑坡的发生和降低因滑坡造成的损失。相信通过我们研究的不断深入,滑坡现象将在一定程度上得到控制。
开题报告填写事项一、填写必须实事求是,字迹要端正、清楚。二、本报告的第一至第六部分由研究生本人填写(字数不少于2000字)。其余部分由指导教师、开题报告评议小组、教研室(研究室)主任、院长、研究生处填写。三、硕士研究生开题报告日期规定为进校后第三学期完成。四、开题报告评议小组由学院统一集中组织,对开题报告通不过者要在1至2个月内补做,重新审核合格后,才允许正式进入课题,否则取消进入论文阶段资格。五、此表留存研究生处学位办一份。 本课题所涉及的内容(包括实验数据、计算机程序、导师未公开发表的研究成果及心得等),除在毕业论文中所发表的以外,本人保证:未经导师正式同意,五年内不以任何形式向第三方公开。研究生(签字) 导 师(签字) 年 月 日 一、课题的来源及意义本课题主要来源于导师的研究课题。现代科学技术发展使得复合化成为材料发展的必然规律。近年来,纳米复合材料的研究发展迅速,无论是从学术研究角度考虑,还是从工业生产实际出发,人们都已开展了大量的实验研究工作。所谓纳米复合材料(Nanocomposites)是80年代初由Roy等人提出的,是指复合材料中分散相尺度至少有一维小于100nm的复合材料。由于纳米粒子具有小尺寸效应、大的比表面产生的界面效应、量子效应等特殊性能,故能赋予纳米复合材料许多特殊的性能,为设计和制备高性能、多功能新材料提供了新的机遇。纳米复合材料被誉为“21世纪最有前途的材料”,成为材料科学研究的热点之一。聚合物/层状硅酸盐(Polymer/Layered Silicate,PLS)纳米复合材料是纳米复合材料领域重要研究方向之一。PLS纳米复合材料既具有高分子材料的质轻、耐腐蚀、绝缘性好、易加工等特点,又具有无机材料的高强度、高模量、高耐热性等优点,有着广阔的发展前景。PLS纳米复合材料除具有一般纳米复合材料的性能外,还因其特有的纳米尺度上的片层结构使得复合材料的耐热性、尺寸稳定性、气体阻隔性及阻燃性等得到明显提高。PLS纳米复合材料的研制与开发为提高传统聚合物材料性能、拓宽聚合材料的应用范围起到了极大的促进作用。根据复合物的微观结构,可以把复合物分成四类:相容性差的粒子填充复合物;普通的微粒填充复合物;插层型纳米复合材料;剥离型纳米复合材料。只有第三、第四类复合物实现了纳米尺度上的插层复合,且第四类复合物即剥离型纳米复合材料由于无机物在聚合物基体中实现了充分均匀的分散,其纳米尺度效应显著、界面结合强度更高。此类复合材料具有优异的力学性能和耐热性,并且材料的阻隔性均有所提高,是当前研究的主方向。PLS纳米复合材料以其优良的性能越来越受到广泛地重视。目前,PLS纳米复合材料已从基础研究阶段向工业化生产阶段发展,日本的丰田公司(TOYOTA)、宇部公司(Unitsika)、美国的南方粘土(Southernay)等已经研制开发出PLS纳米复合材料的商业化产品。本课题利用省内层状硅酸盐矿物(膨润土)和高分子原料,对聚合物原料进行改性,对膨润土原料进行深加工处理。研究聚合物、层状硅酸盐二者之间的复合机理、结晶过程、界面特征以及结构性能之间的关系,研究加工制备工艺过程对PLS纳米复合材料性能的影响以及最佳制备工艺参数的确定。用合理的加工技术方法,制备出性能优良的剥离型纳米复合材料。这既是本课题的特色和创新之处也是纳米复合材料的研究发展趋势所在。二、简述该领域目前的国内外研究水平和发展趋势聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料是当今众多无机纳米粒子改性复合材料中最有潜力的一类纳米复合材料,也是目前研究最多、最有希望工业化生产的聚合物纳米复合材料。自从1987年日本丰田公司的研究开发中心首次报道用插层聚合的方法制备了尼龙6/粘土纳米复合材料以来,由于聚合物/粘土纳米复合材料实现了纳米相分散、强界面作用和自组装并具有较常规聚合物/无机填料复合材料无法比拟的优点(如优异的力学、热学性能和气体阻隔性能等),因此倍受关注。据报导,预计今后PLS纳米复合材料的产值每年会增长约100%。到2009年,产值会达到15亿欧元/年,产量会达到50万吨/年。PLS纳米复合材料将会遍及人们生活的各个方面,飞机、汽车、包装、电子电器、建材、家俱等产业将广泛受益于这种新型材料。1、 国外PLS纳米复合材料研究现状自从20世纪80年代末期,Okada等人报道了PA6/层状硅酸盐纳米复合材料以来,迄今这一领域已得到长足的发展,成为目前聚合物材料的一个新热点。到目前为止,日本丰田研究中心、美国康耐尔大学、密歇根大学以及中国科学院化学研究所国内外众多研究单位都在这一领域进行深入的科学研究。1987年,丰田中心研究和发展公司的Fukushima和Inagaki仔细地研究了聚合物/层状硅酸盐复合材料后,用季铵盐取代粘土片层间的无机离子,成功地改善了粘土与聚合物基体的相容性,研制出PLS型尼龙6/硅酸盐纳米复合材料,材料的热变形温度较纯尼龙6有大幅度提高,同时力学性能与阻隔性能均有不同程度的提高。丰田中心研究和发展公司的Usuki、Fukushima用已内酰胺的原位聚合法制备了剥离型的尼龙6/蒙脱土纳米复合材料(季铵盐改性的蒙脱土事先被均匀地分散于已内酰胺中),并制备出聚酰亚胺/蒙脱土纳米复合材料,发现只需添加2%(质量分数)的粘土,材料的气体阻隔性及线胀系数显著降低,适合PI在微电子领域的应用,这极大地引起了材料科学家的关注。美国Comell大学的R A Vaia和E P Giannelis等对聚合物熔体插层进行了热力学分析,认为该过程是焓驱动的,因而必须加强聚合物与粘土间的相互作用以补偿整个体系熵值的减少。在此理论的指导下,他们通过聚合物熔体插层制备出PS/粘土,聚氧乙烯/粘土纳米复合材料,并对层间聚合物的受限运动行为进行了研究。Usuki等人深入研究了有机插层剂对插层复合的影响,并制备出一系列PLS纳米复合材料,并首先报道了“两步法”制备聚酰胺6/蒙脱土纳米复合材料,即先用12~18烷基氨基酸作插层剂对钠基蒙脱土进行阳离子交换处理,然后将阳离子交换后的蒙脱土与ε-己内酰胺复合,在常规条件下聚合,得到聚酰胺6/粘土纳米复合材料。西欧一些国家也先后制定了发展纳米复合材料研究的计划。一些国外的大公司特别是生产聚合物的厂家纷纷加入聚合物纳米材料的开发应用。目前,丰田汽车公司已成功地将Nylon 6/clay纳米复合材料应用于汽车上。由于层状硅酸盐是纳米尺度分散于聚合物基体中,可以成膜、吹瓶和纺丝。在成膜和吹瓶过程中,硅酸盐片层平面取向形成阻挡层,因此可用于高性能包装和保鲜膜。2、国内PLS纳米复合材料研究现状我国的PLS纳米复合材料研究开始于90年代,现已取得了许多成果,并已列入国家“863规划”和“九五计划”的重点研究开发课题。中科院化学所对聚合物基粘土纳米复合材料的研究,发明了“一步法”制备Nylon 6/粘土纳米复合材料(nc-PA6),即将蒙脱土阳离子交换、己内酰胺单体插层以及单体聚合在同一个分散体系中完成,在不降低产品性能的前提下缩短了工艺流程,降低了成本。黄锐等利用刚性粒子对聚合物改性的研究在学术界极有影响;另外,四川大学高分子科学与工程国家重点实验室发明的磨盘法、超声波法制备聚合物基纳米复合材料也是一种很有前景的制备手段。中科院化学所工程塑料国家重点实验室取得的成就有:单体插层缩聚制备了尼龙6/粘土纳米复合材料,可大幅度提高其热变形温度,扩大了材料的应用范围,并对插层剂的碳链长度与有机蒙脱土的层间距的关系进行了研究,在此基础上开发了PET/粘土、PBT/粘土纳米复合材料,提高了材料的热性能和阻隔性,其中PET/粘土纳米复合材料的结晶速度较PET提高了约5倍。此外还通过聚合物溶液插层及熔体插层分别制备出硅橡胶/蒙脱土及PS/粘土纳米复合材料,其中硅橡胶/蒙脱土纳米复合材料具有良好的耐磨性,各项物理、力学性能指标得到很大提高,可代替气相白炭黑填充硅橡胶,具有实用前景。相信在不久的将来,PLS纳米复合材料将会广泛应用于高分子材料及其它领域。3、存在的问题及研究发展趋势PLS纳米复合材料的不断涌现以及大量研究结果的报道,让我们看到了这类复合材料具有的优异特性,使得层状无机物插层改性聚合物制备高性能纳米复合材料成为国际上最新技术热点之一,但也存在以下几个问题。① PLS纳米复合材料的研究尽管十分热门,但由于其插层复合机理复杂、结构与界面特征复杂,微区尺寸小,再加上量子效应、表面效应等,对它的研究还不够深入,特别是运用热力学、动力学和结晶学知识研究不够。对其结构、形态特征与材料性能的关系研究较少,合成方法大多基于合成宏观材料上的改进,存在着一定局限性;② 剥离型PLS纳米复合材料比其它类型的复合材料具有更优异的性能,但对原材料加工处理、制备方法要求严格,对其制备工艺及过程研究不够;③ 高聚物与纳米材料的混合、分散缺乏专业设备,用传统的设备往往使纳米粒子得不到良好的分散,要研究出新的混合分散技术方法及设备。三、课题所要研究的内容及实施方案(主要研究内容及预期成果,拟采用的研究方法、技术路线、实验方案的可行性分析。)1、研究内容(1)了解相应聚合物的物理化学性质,合成方法,用途及研究现状;了解PLS纳米复合材料所具备的优良性能,熟悉国内外PLS纳米复合材料的应用现状、研究进展、存在的问题及解决的措施; (2)研究层状硅酸盐(膨润土)矿物学特征和纳米结构特征(层间距、层面特征和边缘特征),熟悉测试表征方法;并掌握对测试结果分析的技术方法;(3)深入研究膨润土提纯、钠化、有机化的各种方法、反应机理;了解钠基土及有机土的应用价值和研究现状;制定合理的实验方案,对膨润土进行提纯,通过实验选择合适的反应条件和合适的钠化剂和表面修饰剂进行钠化、有机化,制备出亲油或亲水亲油的纳米膨润土;(4)了解剥离型PLS纳米复合材料制备方法及性能特点,从动力学、热力学、结晶学、流变学等方面探讨纳米材料复合过程和机理;(5)选择聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚氨酯(PU)两种聚合物,对其进行改性(接枝方法和离子化方法)制定合理的加工制备方案、确定最佳实验流程及实验参数,制备出剥离型PLS纳米复合材料;(6)从制备方法、表面改性剂的选择、加入第三组分等方面研究有机膨润土在聚合物中的分散形态;并探讨多相体系中物相界面结构特征,制备出剥离型纳米复合材料。 (7) 研究PLS纳米复合材料结构和性能之间的关系。进行产品结构分析、力学性能和阻燃性能对比测试分析。2、预期成果(1)制备出优良的有机膨润土,制备出改性性能良好的聚合物;(2)制备出剥离型PLS纳米复合材料;(3)预期在核心期刊发表2篇论文或申报1项发明专利;(4)完成毕业论文的编写,顺利通过答辩。3、研究方法及技术路线(1)实验研究流程图(2)实验研究过程(方案)① 层状硅酸盐的选择及改性处理目前为止,能够在PLS纳米复合材料中得到应用的有膨润土、高岭土、海泡石等少数几种属于层状硅酸盐的矿物质。这其中最根本的原因是绝大多数的层状无机矿物质无法利用插层处理的方式扩张其片层之间的重复间距。因此,虽然他们具有层状的结构,各相邻的片层之间也具有一定的空间,但却不足以容纳旋转半径为上百埃的聚合物分子链插入到各片层之间,形成所谓的插层复合材料;而仅仅允许离子、小分子等小的介质进入其中。对于膨润土、高岭土等粘土矿物, 由于他们具有较大的初始间距以及可交换的层间阳离子,使得我们可以利用离子交换的方式将他们的层间距扩大到允许聚合物分子链插入的程度,从而可以利用它们制备出性能优异的插层纳米复合材料。本课题利用省内矿产资源优势膨润土,其主要成分为蒙脱石。蒙脱石的基本结构单元是有一片铝氧八面体夹在两片硅氧四面体之间靠共用氧原子而形成的层状结构,属于2:1型层状硅酸盐。每个结构单元的尺度为1nm厚、长宽均为100nm的片层,层间有可交换性阳离子,如Na+、Ca2+、Mg2+等金属离子,因此容易与烷基季铵盐或其他有机阳离子进行交换反应生成有机膨润土。由于膨润土本身的亲油性较差,聚合物的单体或分子链又多为亲油性物质。因此,膨润土使用前必须经过有机化改性处理。膨润土改性处理方案。A、膨润土的提纯实验方案:将膨润土与水(固液比为1:10)配成悬浮液,再经高速旋转的离心机沉降分离,并且加入适量的分散剂(六偏磷酸钠),进一步分离粒度较细的碎屑矿物(长石、碳酸盐等),得到粒度小于5µm的膨润土浆料或悬浮液,再将该悬浮液抽滤、洗涤、干燥、打散解聚,即可得到高纯度的膨润土产品。测其吸蓝量,CEC,膨胀倍,胶质价等性能指标。B、钙基膨润土的钠化钠化原理:当膨润土-水系统中存在两种离子时,就存在一个动态的吸附-解吸平衡,即离子吸附与交换过程。如当膨润土-水系统中同时含有Ca2+、Na+时就会发生如下离子交换平衡: Ca-膨润土+2Na+ 2Na-膨润土+Ca2+钠化剂的选择、用量、钠化温度及钠化时间对钠化效果都有一定的影响,通过实验,确定最佳反应条件。C、膨润土的有机化在制备PLS纳米复合材料时,常采用有机阳离子(插层剂)进行离子交换而使层间距增大,并改善层间微环境,使粘土内外表面由亲水转变为疏水,降低硅酸盐表面能,以利于单体或聚合物插入粘土层间形成PLS纳米复合材料。因此插层剂的选择是制备PLS纳米复合材料的关键步骤之一。它必须符合以下几个条件:(1)容易进入层状硅酸盐晶片(001面)间的纳米空间,并能显著增大粘土晶片间层间距;(2)插层剂分子应与聚合物单体或高分子链具有较强的物理或化学作用;(3)价廉易得,最好是现有的工业品。在不同用量、酸碱性、反应温度等条件下,选择阳离子(十六烷基三甲基溴化铵)、阴离子(十二烷基硫酸钠)及阴阳双离子为插层剂,制备有机土,通过测试确定最佳反应条件。② 聚合物改性③ PLS纳米复合材料的制备A、复合材料的类型从微观结构上看,复合材料可分为四类,如下图。在第一类复合物中(a),蒙脱土颗粒分散在聚合物基体中,但聚合物与蒙脱土的接触仅限于蒙脱土的颗粒表面,聚合物没有进入蒙脱土颗粒中。第二类复合物(b)中,聚合物进入蒙脱土颗粒,但没有插层进入硅酸盐片层中。在插层型复合物(c)中,聚合物不仅进入蒙脱土颗粒,而且插层进入硅酸盐片层间,使蒙脱土的片层间距明显扩大,但还保留原来的方向,片层仍然具有一定的有序性。在剥离型复合物(d)中,蒙脱土的硅酸盐片层完全聚合物打乱,无规则地分散在聚合物基体中,此时蒙脱土片层与聚合物实现了纳米尺度上的均匀混合。四类复合材料中只有后两种才算是纳米复合材料,而且第四类剥离型复合材料比第三类插层型复合材料具有更理想的性能,是众多材料科学家追求的目标,也是本课题研究的重点。 B、制备方法插层复合法(Intercalation Compounding)是制备PLS纳米复合材料的方法。按照复合的过程,插层复合法可分为两大类。(1)插层聚合法(Intercalation Polymerization),即先将聚合物单体分散、插层进入层状硅酸盐片层中,然后原位聚合,利用聚合时放出的大量热量,克服硅酸盐片层间的库仑力,使其剥离(exfoliate),从而使硅酸盐片层与聚合物基体以纳米尺度相复合;(2)聚合物插层(Polymer Intercalation),即将聚合物熔体或溶液与层状硅酸盐混合,利用力化学或热力学作用使层状硅酸盐剥离成纳米尺度的片层并均匀分散在聚合物基体中。从制备方法来看,PLS纳米复合材料的制备可分为单体插层原位聚合与大分子直接插层;从实施途径来说有溶液法和熔体法。它们互相组合成四种具体制备过程:大分子熔体直接插层;大分子溶液直接插层;单体熔体插层原位本体聚合;以及单体溶液插层原位溶液聚合。制备PLS纳米复合材料流程图如下:C、有机土加入量的选取有机土加入量的多少直接影响着制品的质量和性能,有机土的加入量过高时,体系的粘度增大,很难脱泡及浇注;有机土加入量过低时,有机土在体系中的分散不好,起不到增强和增韧的效果。对于有机土加入量的多少,在研究领域内众口不一。我们采用不同含量(2-5%)的有机土进行插层复合,寻找最佳加入量。D、实验方案以PBT、PU聚合物为例,选用合适的插层方法,在不同的配料比下插层复合,测其力学性能、阻燃性能、热稳定性能等,从热力学、动力学等方面研究复合机理及影响复合过程的因素,得到性能优良的剥离型PLS纳米复合材料。(3)PLS纳米复合材料主要性能测试与表征① 甲醛容量法测膨润土阳离子交换容量(CEC),测吸蓝量计算膨润土中蒙脱土的含量,带塞量筒测其膨胀倍、胶质价;② 扫描电镜(SEM)测聚合物及PLS纳米复合材料的微观形貌;③ 傅立叶转换红外光谱(FTIR)分析,根据谱图的吸收峰判断有机化改性效果及插层效果;④ X射线衍射分析仪(XRD)测试膨润土的层间距和复合材料的剥离程度;根据谱图用Jade软件确定蒙脱土的化学成分及含量;⑤ 差热-热失重分析仪(TG-DTA)测定膨润土的转化温度及复合材料的热稳定性;⑥ 电子万能实验机测拉伸强度和断裂伸长率,判断聚合物及PLS纳米复合材料的力学性能。4、实验研究方案的可行性分析(1)实验室有一系列的实验仪器:如真空泵、磁力搅拌器、恒温水浴锅、高温炉、干燥箱、开练机、双螺杆机和造粒机等;学校测试中心有扫描电镜、X-射线衍射仪、傅立叶转换红外光谱仪、差热-热失重分析仪、原子力显微镜等测试用仪器;(2)导师长期从事这一领域的研究工作,有扎实的理论基础和丰富的实践经验,有师生组成的研究团队;(3)学校图书馆可以查到大量的中外文文献资料和学术专著,可供参考;(4)与企业合作,有丰富的实践基地和广阔的应用前景;(5)已做了一些实验前期工作,制得的复合材料力学性能显著提高,且热稳定性很好;(6)实验方案叙述合理,技术路线可行,理论基础清楚明了,实验研究条件基本具备,加上前期研究工作的进展,故本实验研究方案是可行的。四、课题研究的创新之处(研究内容、拟采用的研究方法、技术路线等方面有哪些创新之处。)(1)PLS纳米复合材料作为一个崭新的研究领域,对其研究尤其剥离型复合材料的研究可以说仍处于初级阶段,理论上不够成熟,制备技术不够完善,对材料的复合机理,材料的结构及结构与性能间的关系等方面还有待于进一步探索。本课题从热力学、动力学等方面研究聚合物与层状硅酸盐(膨润土)复合的界面特征、内部结合机理,并探讨复合过程、材料结构对其力学性能、阻隔性能、流变性能、结晶性能等的影响。(2)剥离型PLS纳米复合材料的发展水平仍处在实验研究或专利阶段,工业化项目极少,在高性能工程塑料、高性能树脂基体中的研究报道还较少。本课题从表面改性剂的选择、加入第三组分、高性能纳米膨润土的制备、聚合物的改性、合理制备方法的选择等方面进行系统实验研究,制备出性能优异的剥离型纳米复合材料。五、工作量及工作进度安排(包括文献查阅、方案设计与实现、计算与实验、论文书写等)起止日期 课题阶段工作进程查阅文献资料、学术专著、参考书等,同时做了大量实验前期工作及一定的实验研究工作;写开题报告并进行答辩,准备实验所需试剂和仪器;研究钠基土、有机土的结构及结构与性能的关系,设计实验方案;通过实验和性能表征确定钠化、有机化过程最佳反应条件;在最佳反应条件下制备大量有机土,用XRD、FTIR、TG-DTA等表征,做好实验记录;以PBT、PU聚合物为例,了解其物理化学性能、合成机理、合成方法及应用现状;选择合适的反应装置、合成方法,用单体合成所需要的聚合物;查阅大量当前最新的中外文文献,了解纳米复合材料的研究现状及先进的制备方法;选择不同的有机土加入量(2-5%),用聚合物熔融插层法,聚合物熔液插层法,单体插入原位聚合法等不同的方法,控制反应条件,制备PLS纳米复合材料;对制品进行力学性能、热学性能、阻隔性能等方面的测试,确定有机土的最佳加入量,找出即使制品性能优异、成本低又环保的制备方法;用SEM测试产品的形貌,证实其剥离程度;用XRD测试有机土的层间距,分析其改性效果;复合材料中界面层的性质可以用示差扫描量热法(DSC)来表征;热失重分析(TGA)可以研究有机物对蒙脱土的改性程度及纳米复合材料的耐热性;选择最好的制备方法,将聚合物与有机土进行复合,研制出纳米复合材料制品并详细表征其各种性能;撰写论文,准备答辩。六、国内外主要参考文献(列出作者、论文名称、期刊名称、出版年月) 序号 参考文献名称 梁宏斌,倪靖滨.聚合物/纳米复合材料研究进展[J].化学工程师,2006,3:26-28.陈光明,李强,漆宗能.聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料研究进展[J].高分子通报,1999,4:1-9.韩建竹,夏英.聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究进展[J].高分子通报,2006,12:66-70.李春生,周春晖,李庆伟.聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究进展[J].化工生产技术,2002,9(4):22-26. 陈国华,李明春.聚合物/粘土纳米体系[J].高分子材料科学与工程,1999,15(3):9-12.Jitendra K Pandey,et a1.Polymer Degradation and 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Fornes T D,Yoo P J,et a1.Polymer.2001,42:9929-9940.Cho J W,Paul D R.Polymer,2001,42:1083-1094.Kaempfer D.Thomann R.el a1.Polymer.2002.43:2909-2916.Dennis H R,Hunter D L,a1.Polymer.2001,42:9513-9522.Marosi G,Keszei S Matko S,Bertalan G.Fire and Polymer,2006,4:117.Sorathia U,Lynon R,Gann R G.Fire Technology,1997,33(3):351.,,Okamoto,et a1.New polylactide-layered silicate nanocomposites.Concurrent improvements of material properties,biodegradability and melt theology [J].Polymer,2003.44(3):857-866.宋军,倪卓,王宝辉,等.聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备和性能[J].现代塑料加工应用,2005,17(2):14-16.苏海霞,曾幸荣.聚吡咯/有机蒙脱土纳米复合材料的制备及其导电性[J].化学与黏合,2005,27(3):127-130.郑华,张勇,彭宗林,等.三元乙丙橡胶/蒙脱土纳米复合材料的制备与性能研究[J].世界橡胶工业,2005,32(6):l1-13.吴德峰,周持兴.聚对苯二甲酸丁二醇酯/蒙脱土纳米复合材料的结晶结构及流变行为[J].高分子材料与工程,2005,21(5):132-136.1、 至少列举国内外参考文献20篇;2、 教科书、工具书不能作为参考文献;3、 专著等参考书的数量小于总数量的三分之一;4、 近五年出版的参考书数量不小于总数量的三分之一;5、 外文参考文献的数量不小于总数量的三分之一。
开题报告主要包括:一、拟选论文题目:二、文献综述与选题报告要求:1. 引用外文文献不少于10篇,写出文献综述与选题书面报告,字数在3000字以上。2. 书面报告内容应包括:选题背景和意义,国内外研究动态,本论文的主要研究工作和基本框架,主要参考文献,预期成果和可能的创新点等;3. 填好“论文选题报告及论文工作计划”表,连同书面报告一起交研究生院备案;4. 书面报告的格式见附件。三、导师对选题报告的评语(就研究生对该研究领域国内外研究现状的了解情况、研究方法和手段、预期成果予以评价):四、评审小组对选题的意见(是否同意选定该课题、是否同意选题报告通过、以及对下一阶段研究工作的建议;其他建议,如限期重作选题报告、终止培养建议等):五、论 文 工 作 计 划六、附件(一下为附件内容)拟选论文题目一、选题背景和意义二、国内外研究动态三、论文主要研究和基本框架四、预期成果和可能的创新点五、主要参考文献
应对山体滑坡的山区公路施工措施论文
摘要: 滑坡对工程建设的危害很大,常使交通中断,影响公路的正常运输,本文结合实际,重点阐述了应对山体滑坡的山区公路施工措施。
关键词: 滑坡;公路;措施
1 滑坡概述
斜坡上的部分岩体和土体在自然或人为因素的影响下沿某个滑动面发生剪切破坏向下运动的现象称为滑坡。滑动面可以是受剪应力最大的贯通性剪切破坏面或带,也可以是岩体中已有的软弱结构面。规模大的滑坡一般是缓慢的、长期的往下滑动,有些滑坡滑动速度也很快,其过程分为蠕动变形和滑动破坏阶段,但也有一些滑坡表现为急剧的滑动,下滑速度从每秒几米到几十米不等。滑坡多发生在山地的山坡、丘陵地区的斜坡、岸边、路堤或基坑等地带。滑坡对工程建设的危害很大,轻则影响施工,重则破坏建筑;由于滑坡,常使交通中断,影响公路的正常运输;大规模的滑坡,可以堵塞河道,摧毁公路,破坏厂矿,掩埋村庄,对山区建设和交通设施危害很大。
滑坡分类的目的在于对发生滑坡作用的地质环境和形态特征以及形成滑坡的各种因素进行概括,以便反映出各类滑坡的工程地质特征及其发生发展的规律,从而有效地预测和预防滑坡的发生,或在滑坡发生之后有效的进行治理。根据不同的原则和指标,各国学者和工程部门对滑坡提出了各种分类方案。对于一个滑坡,从不同的角度可以有不同的分类,但实践中,我们应该抓住问题的主要矛盾,根据突出因素对滑坡进行分类,分类的原则就是看对我们认识、防治和处理此滑坡是否有帮助。
2 滑坡机理分析
在地质构造上,坡体表层为全、强风化岩层,岩性较软弱,岩石破碎,节理裂隙发育;
路堑边坡开挖后,造成坡体岩层层面临空,使坡体上的岩土体失去平衡;
路堑的开挖和削坡,破坏了坡体原有的平衡,同时坡体的卸荷,造成坡体节理裂隙张开,为坡体上水的入渗提供了通道,而灌溉水沟的存在又为坡体滑动提供了水源;
下渗的水软化强风化板岩和其中的泥质,为滑坡的最终形成提供了有利条件。
3 滑动面参数取值
根据对该滑坡勘察所取得的地质资料及目前滑坡的滑动状态,采用反演分析方法,选取典型的横断面反算滑面的力学参数,并将此反演值作为滑坡处理设计时的参数值。地下水是诱发滑坡的因素之一,在滑坡稳定性分析中,均考虑了地下水的场应力。
4 某山区公路应对滑坡的设计方案
按照“安全、环保、舒适、美观”的原则,在满足安全和规范要求的前提下,考虑施工技术的可行性和经济上的合理性,同时根据场地地形、工程地质条件及本合同段现场实际情况,对滑坡体进行处理。
在某山区公路施工中,由于滑坡推力较大,故在2#滑坡西块滑体的上级滑坡布设一排预应力锚索抗滑桩,以抵抗滑坡的下滑力作用,桩中心距左线线路中线约18m。由于锚索孔与桥墩存在交叉,部分抗滑桩因锚索与桥墩无法避开而改为普通抗滑桩。共设抗滑桩15根,其中锚索抗滑桩12根,普通抗滑桩3根。
主要施工流程
先施工抗滑桩,滑坡稳定后施工桥梁墩台。
锚索抗滑桩施工顺序为:测放桩位→清理并稳固桩孔附近坡面→施工抗滑桩锁口→开挖→节桩孔→绑扎护壁钢筋→支模→浇注护壁砼→开挖下一节桩孔→重复上面四道工序直到设计标高→封底→绑扎桩身钢筋→浇灌桩身砼至距桩头2m处,预留锚索孔位→浇注剩余砼。锚索孔钻孔→下钢绞线→注浆→张拉→锁定。
锚索与桩身工程可分别进行,先后顺序可根据实际情况确定,但应注意相互的配合与衔接。
抗滑桩施工
测量放桩
抗滑桩要按桩排方向及控制桩身的里程、坐标位置准确放线定位。
普通地质情况桩身开挖
a.抗滑桩施工前应先将桩位附近边坡或表层易滑塌部分清除,并做好桩位附近地表水的拦截工作。
b.抗滑桩跳桩分节开挖,做好锁口盘和每节护壁。每节开挖深度不超过1m,开挖一节,做好该节护壁,当护壁砼具有一定强度后方可开挖下一节,护壁各节纵向钢筋必须焊接,禁止简单绑扎。
c.浇筑护壁砼时,必须保证护壁不侵入桩截面净空以内。桩坑开挖过程中应随时校准其垂直度和净空尺寸。 特殊地质情况桩身开挖
2#滑坡西块滑体6#~15#地质为褐黄、褐灰、褐黑色亚黏土,顶部松散。滑坡地段地表水、地下水丰富,桩身开挖过程中渗水量大,土质流动性大,呈流塑状,桩身护壁四周坍塌严重,成孔困难。护壁后侧的部位空洞严重,已完成的护壁承受土压力极大,导致护壁变形、开裂,给工程施工安全带来极大隐患。
特殊地质抗滑桩护壁施工处治方案:
(1)已完成的护壁,由于变形、开裂严重,用φ108*6钢管做横撑做临时支撑,控制护壁变形。
(2)在已完成的护壁上开孔,由孔口处向护壁后空洞部分填充C25砼,直至护壁后空洞完全密实为止。护壁开孔由上往下,尺寸为30×30cm方孔,按2m间距梅花型布设,并在开孔处适当加设φ25Ⅱ级钢筋,使护壁、填充砼、桩周土体形成一体。
(3)护壁砼厚度由原设计的`20cm调整至40cm,护壁钢筋由原单层钢筋网调整为双层钢筋网。抗滑桩每节护壁长度控制60cm。
(4)为保证抗滑桩顺利施工,在滑动面地段布置超前小导管,超前小导采用L=2mφ42*4花管,间距为50×50cm梅花型布置,外插角30度,小导管超前有效长度为,可以分二个至三个循环进行开挖。小导管采用双液注浆机注双液浆,双液浆配合比为C:S=1:水灰比为,注浆压力为。小导管不仅固结已开挖段护壁四周背后松散体,还起到超前支护的作用。
(5)护壁开挖严重无法进行,下步开挖时,回填透水性材料碎石土至开裂处进行二次开挖。
抗滑桩锚索施工
a.锚索孔位测放应准确,偏差不得超过±3口,倾角允许误差小于锚索长度的3%;考虑沉碴的影响,为确保锚索深度,实际钻孔深度再大于设计深度。
b.锚索钻孔时禁止开水钻进,以确保锚索深度施工不致于恶化滑坡工程地质条件。2#滑坡锚索施工时,锚索孔眼时常发生塌孔,不能正常施工。处治方法为注双液浆固结松散体,钻机二次钻孔。
c.锚索张拉分五级进行,每级荷载分别设计拉力的、、、、倍,最后一级需要稳定10~20分钟外,其余每级需要稳定5分钟,分别记录每一级钢绞线的伸长量。在每一级稳定时间内必须测读锚头位移三次。锚索张拉除考虑预张拉外还要交替分级张拉,交替张拉可保证各孔锚索受力均匀,张拉后若有明显的预应力损失,及时进行补张拉。
d.张拉到最后一级荷载且变形稳定后,卸荷至锁定锚索。锚索锁定后,按要求切除多余钢绞线,锚头及锚孔在桩身的锚孔部位补浆完成后,用C25砼及时封闭锚头。
5 结论
以上对滑坡的形态特征、影响边坡稳定性因素及滑坡形成条件、滑坡的防治措施做了简单的介绍。天然的或人工开挖形成的边坡到处可见,由于各种原因导致边坡失稳,引起各种规模的滑坡时有发生,给人们的生产生活带了巨大的灾难。因此,作为土木工程技术人员,我们有责任和义务去研究和治理滑坡,从而减少滑坡的发生和降低因滑坡造成的损失。相信通过我们研究的不断深入,滑坡现象将在一定程度上得到控制,我们的公路建设也会更加安全。
参考文献
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[3]肖庆丰,孙连军,王火明.浅谈滑坡成因及防治措施[J].中国水运(学术版),2006,9.
同志啊,这种论文网上还是很多的,不用那么懒吧。相关论文很多,自己下载整理一下对你也有好处啊。以下仅供参考中国地质灾害 我国地质灾害可划分为10大类31种: 1、地震: 天然地震、诱发地震 2、岩土位移: 崩塌、滑坡、泥石流 3、地面变形: 地面塌陷、地面沉降、地裂缝 4、土地退化: 水土流失、沙漠化、盐碱(渍)化、冷浸田 5、海洋(岸)动力灾害:海面上升、海水入侵、海岸侵蚀、港口淤积 6、矿山与地下工程灾害:坑道突水、煤层自燃、瓦斯突出和爆炸、岩爆 7、特殊岩土灾害: 湿陷性黄土、膨胀土、淤泥质软土、冻土、红土 8、水土环境异常: 地方病 9、地下水变异: 地下水位升降、水质污染 10、河湖(水库)灾害: 淤积、塌岸、渗漏 (一)地震 1、分布发育概况 进入20世纪以来,在我国境内(包括台湾及临近海域)发生大于或等于8级的巨大地震共9次;发生大于或等于7级的地震约80次,其中1949~1990年发生了52次。 我国的构造地震分布非常广泛,除浙江、贵州两省外,其余各省都有6级以上地震发生。水库诱发地震自60年代以来,目前至少以在11个省的15座水库发生,其特点是与水库蓄水有明显关系。 地震在我国大陆地区具明显的西强东弱、西多东少的发育分布规律。如本世纪以来发生的9次大于或等于8级大地震,除2次8级发生于台湾临近海域外,其余均发生于西部省份。我国地震烈度Ⅶ度以上的地区主要分布于西部地区,东部地区除了台湾外,Ⅶ度以上地区的面积相时少得多。 地震在空间分布上表现了不均一性,往往呈带状分布。近100年发生的地震表明,地震基本上是围绕这26条活动断裂系发生的。我国地震活动的周期性和重复性呈现出成群分布,活跃高潮与低潮相互交替的活动格局。东部一个周期长约300年左右,西部为100~200年左右,台湾为几十年。 2、危害状况 地震灾害以突然、隐蔽为特点,一旦成灾,极易造成巨大的人员伤亡和重大的经济损失。1901~1980年间,我国地震共死亡61万人,其中死亡人数在千人以上的地震即达31次。1949年以来,地震就造成死亡万人,伤残万人,居群灾之首,同时地震还造成倒房600万间,直接经济损失数百亿元。我国的地震活动,不但频次高,强度大,而且城市受灾率高。据统计,全国Ⅶ度以上的高烈度区的面积达312万km2,全国70%百万以上人口的大城市位于烈度为Ⅶ度或高于Ⅶ度的高地震烈度区内,特别是一批重要的城市如北京、天津、西安、太原、兰州、呼和浩特、昆明、乌鲁木齐、银川、拉萨、汕头都位于基本烈度为Ⅷ度的高烈度地震区内。 地震不但可以直接摧毁城镇工程设施,给人民生命财产带来巨大损失,而且还可以引发滑坡、崩塌、火灾等其它灾害,加重了地震灾害的损失。 (二)崩塌、滑坡和泥石流 1、发育分布基本情况 全国共发育有特大型崩塌51处、滑坡140处、泥石流149处;较大型崩塌2984处以上、滑坡2212处以上。泥石流2277处以上。 从总体看,我国西部地区尤其是西南诸省区长期处于地壳上隆过程之中,地震活动频繁、地形切割剧烈、地质构造复杂、岩土体支离破碎,再加上西南地区降水量和强度较大、西北地区植被极不发育,因而崩滑流发育强烈,如云南、四川、贵州、陕西、甘肃、宁夏等省区;其它地区新构造运动一般相对较弱,其中华北、东北地区的降水量相对较小,中南、华东大部分地区植被发育较好,因此,这些地区的崩滑流发育强度一般不及西部地区。崩滑流灾害危害较大的省区有:四川、云南、陕西、宁夏、甘肃、贵州、湖北、辽宁、北京、河北、江西和福建等。 在地域上,可基本上划分为15个多发区,它们是:(1)横断山区、(2)黄土高原地区、(3)川北陕南地区、(4)川西北龙门山地区、(5)金沙江中下游地区、(6)川滇交界地区、(7)汉江安康~白河地区、(8)川东大巴山地区、(9)三峡地区ⅲ(10)黔西六盘水地区、(11)湘西地区、(12)赣西北地区、(13)赣东北上饶地区、(14)北京北郊怀柔-密云地区、(15)辽东岫岩-凤城地区。 2、主要危害 近十年来,全国由于崩滑流造成的人员死亡已近万人,平均每年达人。全国有 400 多个市、县、区、镇受到崩滑流的严重侵害, 其中频受滑坡、崩塌侵扰的市、镇60余座,频受泥石流侵拢的市、镇50余座。较为严重的有重庆、攀枝花、兰州、东川、安宁河谷等。全国几条山区干线铁路如宝成线、成昆线、宝兰线都受到了崩滑流的严重危害。
地质灾害易发区划分按灾种将易发级别相同的评价单元合并连片,并根据地质环境条件对边界加以修正,即可圈定出地质灾害易发区。碎屑岩区和碳酸盐岩夹碎屑岩区划分出...
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毕业论文开题报告研究现状怎么写
一、为什么要写国内外研究现状 通过写国内外研究现状,可以考察学生是不是阅读了大量的相关文献。
为什么要求学生阅读大量的参考文献呢不
是为了让学生抄袭,而是为了让学生了解相关领域理论研究前沿,从而开拓思路,在他人成果的'基础上展开更加深入的研究,避免不必要的重复劳动。
二、怎样写国内外研究现状 在写之前,同学们要先把收集和阅
读过的与所写毕业论文选题有关的专著和论文中的主要观点归类整理,并从中选择最具有代表性的作者。在写毕业论文时,对这些主要观点进行概要阐述,并指明具有代表性的作者和其发表观点的年份。还要分别国内外研究现状评述研究
的不足之处,即还有哪方面没有涉及,是否有研究空白,或者研究不深入,还有哪些理论问题没有解决,或者在研究方法上还有什么缺陷,需要进一步研究。
三、写国内外研究现状应注意的问题
一是注意不要把研究现状写成事物本身发展现状。
例如,写股指期货研究现状,应该写有哪些专著或论文、哪位作者、有什么观点,而不是写股指期货本身何时产生、有哪些交易品种、如何演变。
二是要反映最新研究
毕业论文指之 “国内外研究现状”的撰写
一、 写国内外研究现状的意义
通过写国内外研究现状,考察学生对自己课题目前研究范围和深度的理解与把握,间接考察学生是否阅读了一定的参考文献。
这不仅是毕业论文 撰写不可缺少的组成部分,而而且是为了让学生了解相关领域理论研究前沿,从而开拓思路,在他人成果的基础上展开更加深入的研究,避免不必要的重复劳动或避免研究重复。
二、 国内外研究现状写法
在撰写之前,要先把从网络上和图书馆收集和阅读过的与所写毕业论文选题有关的专著和论文中的主要观点归类整理,找出课题的研究开始、发展和现在研究的主要方向,并从中选择最具有代表性的作者。
1. 在写毕业论文时,简写课题的研究开始、发展和现在研究的主要方向, 最重要的是对一些现行的研究主要观点进行概要阐述,并指明具有代表 性的作者和其发表观点的年份。
2. 再者简单撰写国内外研究现状评述研究的不足之处,可分技术不足和研究不足。
即还有哪方面没有涉及,是否有研究空白;或者研究不深入; 还有哪些理论或技术问题没有解决;或者在研究方法上还有什么缺陷等等。
3. 最后简略介绍发展趋势。
三、 写国内外研究现状应注意的问题
1.注意写的是把研究现状,而不是写课题物本身现状,重要体现研究。
例如,写算法的可视化研究现状,应该写有哪些专著或论文、哪位作者、有什么观点等;而不是大量算法的可视化研究何时产生、有哪些交易品种、如何演变,此只需一笔带过,也是对研究的一种把握。
2.要写最新研究成果和历史意义重大的研究成功,主要写最新成果。
3.不要写得太少或写的太多。
如果写的少,说明你查阅的材料少;如果太多则说明你没有归纳,只是机械的罗列。
一般2-3 页A4 纸即可。
4.如果没有与毕业论文选题直接相关的文献,就选择一些与毕业论文选题比较靠近的内容来写。
多从网络上找资料,学习和练习。
论文开题报告研究现状写法如下:
1、写国内外研究现状之前,要先把收集和阅读过的与所写毕业论文选题有关的专著和论文中的主要观点归类整理,并从中选择最具有代表性的作者。在写毕业论文时,对这些主要观点进行概要阐述,并指明具有代表性的作者和其发表观点的年份。还要分别国内外研究现状评述研究的不足之处,即还有哪方面没有涉及或者在研究方法上还有什么缺陷,需要进一步研究。
开题报告的是写论文的序章,是第一道流程,主要是用来告诉别人,为什么选择这个论文题目,选这个题目的目的和意义,选这个题目干什么,后续打算怎么写。
2、写国内外研究现状应注意的问题是不要把研究现状写成事物本身发展现状。写股指期货研究现状,应该写有哪些专著或论文、哪位作者、有什么观点,而不是写股指期货本身何时产生、有哪些交易品种、如何演变。要反映最新研究成果。不要写得太少,只写一小段。如果没有与毕业论文选题直接相关的文献,就选择一些与毕业论文选题比较靠近的内容来写。
应对山体滑坡的山区公路施工措施论文
摘要: 滑坡对工程建设的危害很大,常使交通中断,影响公路的正常运输,本文结合实际,重点阐述了应对山体滑坡的山区公路施工措施。
关键词: 滑坡;公路;措施
1 滑坡概述
斜坡上的部分岩体和土体在自然或人为因素的影响下沿某个滑动面发生剪切破坏向下运动的现象称为滑坡。滑动面可以是受剪应力最大的贯通性剪切破坏面或带,也可以是岩体中已有的软弱结构面。规模大的滑坡一般是缓慢的、长期的往下滑动,有些滑坡滑动速度也很快,其过程分为蠕动变形和滑动破坏阶段,但也有一些滑坡表现为急剧的滑动,下滑速度从每秒几米到几十米不等。滑坡多发生在山地的山坡、丘陵地区的斜坡、岸边、路堤或基坑等地带。滑坡对工程建设的危害很大,轻则影响施工,重则破坏建筑;由于滑坡,常使交通中断,影响公路的正常运输;大规模的滑坡,可以堵塞河道,摧毁公路,破坏厂矿,掩埋村庄,对山区建设和交通设施危害很大。
滑坡分类的目的在于对发生滑坡作用的地质环境和形态特征以及形成滑坡的各种因素进行概括,以便反映出各类滑坡的工程地质特征及其发生发展的规律,从而有效地预测和预防滑坡的发生,或在滑坡发生之后有效的进行治理。根据不同的原则和指标,各国学者和工程部门对滑坡提出了各种分类方案。对于一个滑坡,从不同的角度可以有不同的分类,但实践中,我们应该抓住问题的主要矛盾,根据突出因素对滑坡进行分类,分类的原则就是看对我们认识、防治和处理此滑坡是否有帮助。
2 滑坡机理分析
在地质构造上,坡体表层为全、强风化岩层,岩性较软弱,岩石破碎,节理裂隙发育;
路堑边坡开挖后,造成坡体岩层层面临空,使坡体上的岩土体失去平衡;
路堑的开挖和削坡,破坏了坡体原有的平衡,同时坡体的卸荷,造成坡体节理裂隙张开,为坡体上水的入渗提供了通道,而灌溉水沟的存在又为坡体滑动提供了水源;
下渗的水软化强风化板岩和其中的泥质,为滑坡的最终形成提供了有利条件。
3 滑动面参数取值
根据对该滑坡勘察所取得的地质资料及目前滑坡的滑动状态,采用反演分析方法,选取典型的横断面反算滑面的力学参数,并将此反演值作为滑坡处理设计时的参数值。地下水是诱发滑坡的因素之一,在滑坡稳定性分析中,均考虑了地下水的场应力。
4 某山区公路应对滑坡的设计方案
按照“安全、环保、舒适、美观”的原则,在满足安全和规范要求的前提下,考虑施工技术的可行性和经济上的合理性,同时根据场地地形、工程地质条件及本合同段现场实际情况,对滑坡体进行处理。
在某山区公路施工中,由于滑坡推力较大,故在2#滑坡西块滑体的上级滑坡布设一排预应力锚索抗滑桩,以抵抗滑坡的下滑力作用,桩中心距左线线路中线约18m。由于锚索孔与桥墩存在交叉,部分抗滑桩因锚索与桥墩无法避开而改为普通抗滑桩。共设抗滑桩15根,其中锚索抗滑桩12根,普通抗滑桩3根。
主要施工流程
先施工抗滑桩,滑坡稳定后施工桥梁墩台。
锚索抗滑桩施工顺序为:测放桩位→清理并稳固桩孔附近坡面→施工抗滑桩锁口→开挖→节桩孔→绑扎护壁钢筋→支模→浇注护壁砼→开挖下一节桩孔→重复上面四道工序直到设计标高→封底→绑扎桩身钢筋→浇灌桩身砼至距桩头2m处,预留锚索孔位→浇注剩余砼。锚索孔钻孔→下钢绞线→注浆→张拉→锁定。
锚索与桩身工程可分别进行,先后顺序可根据实际情况确定,但应注意相互的配合与衔接。
抗滑桩施工
测量放桩
抗滑桩要按桩排方向及控制桩身的里程、坐标位置准确放线定位。
普通地质情况桩身开挖
a.抗滑桩施工前应先将桩位附近边坡或表层易滑塌部分清除,并做好桩位附近地表水的拦截工作。
b.抗滑桩跳桩分节开挖,做好锁口盘和每节护壁。每节开挖深度不超过1m,开挖一节,做好该节护壁,当护壁砼具有一定强度后方可开挖下一节,护壁各节纵向钢筋必须焊接,禁止简单绑扎。
c.浇筑护壁砼时,必须保证护壁不侵入桩截面净空以内。桩坑开挖过程中应随时校准其垂直度和净空尺寸。 特殊地质情况桩身开挖
2#滑坡西块滑体6#~15#地质为褐黄、褐灰、褐黑色亚黏土,顶部松散。滑坡地段地表水、地下水丰富,桩身开挖过程中渗水量大,土质流动性大,呈流塑状,桩身护壁四周坍塌严重,成孔困难。护壁后侧的部位空洞严重,已完成的护壁承受土压力极大,导致护壁变形、开裂,给工程施工安全带来极大隐患。
特殊地质抗滑桩护壁施工处治方案:
(1)已完成的护壁,由于变形、开裂严重,用φ108*6钢管做横撑做临时支撑,控制护壁变形。
(2)在已完成的护壁上开孔,由孔口处向护壁后空洞部分填充C25砼,直至护壁后空洞完全密实为止。护壁开孔由上往下,尺寸为30×30cm方孔,按2m间距梅花型布设,并在开孔处适当加设φ25Ⅱ级钢筋,使护壁、填充砼、桩周土体形成一体。
(3)护壁砼厚度由原设计的`20cm调整至40cm,护壁钢筋由原单层钢筋网调整为双层钢筋网。抗滑桩每节护壁长度控制60cm。
(4)为保证抗滑桩顺利施工,在滑动面地段布置超前小导管,超前小导采用L=2mφ42*4花管,间距为50×50cm梅花型布置,外插角30度,小导管超前有效长度为,可以分二个至三个循环进行开挖。小导管采用双液注浆机注双液浆,双液浆配合比为C:S=1:水灰比为,注浆压力为。小导管不仅固结已开挖段护壁四周背后松散体,还起到超前支护的作用。
(5)护壁开挖严重无法进行,下步开挖时,回填透水性材料碎石土至开裂处进行二次开挖。
抗滑桩锚索施工
a.锚索孔位测放应准确,偏差不得超过±3口,倾角允许误差小于锚索长度的3%;考虑沉碴的影响,为确保锚索深度,实际钻孔深度再大于设计深度。
b.锚索钻孔时禁止开水钻进,以确保锚索深度施工不致于恶化滑坡工程地质条件。2#滑坡锚索施工时,锚索孔眼时常发生塌孔,不能正常施工。处治方法为注双液浆固结松散体,钻机二次钻孔。
c.锚索张拉分五级进行,每级荷载分别设计拉力的、、、、倍,最后一级需要稳定10~20分钟外,其余每级需要稳定5分钟,分别记录每一级钢绞线的伸长量。在每一级稳定时间内必须测读锚头位移三次。锚索张拉除考虑预张拉外还要交替分级张拉,交替张拉可保证各孔锚索受力均匀,张拉后若有明显的预应力损失,及时进行补张拉。
d.张拉到最后一级荷载且变形稳定后,卸荷至锁定锚索。锚索锁定后,按要求切除多余钢绞线,锚头及锚孔在桩身的锚孔部位补浆完成后,用C25砼及时封闭锚头。
5 结论
以上对滑坡的形态特征、影响边坡稳定性因素及滑坡形成条件、滑坡的防治措施做了简单的介绍。天然的或人工开挖形成的边坡到处可见,由于各种原因导致边坡失稳,引起各种规模的滑坡时有发生,给人们的生产生活带了巨大的灾难。因此,作为土木工程技术人员,我们有责任和义务去研究和治理滑坡,从而减少滑坡的发生和降低因滑坡造成的损失。相信通过我们研究的不断深入,滑坡现象将在一定程度上得到控制,我们的公路建设也会更加安全。
参考文献
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由于人口的增长,可供利用的土地不断减少,城市化向不稳定地区扩张,滑坡等地质灾害造成的损失不断增加。当决策者面临灾害防治和减轻决策时,不仅需要对过去灾害事件的“静态”环境的空间表征,更需要具有“预测性”的空间表征。这意味着管理决策者需要知道未来灾害的发生概率和可能的发生地点,以便采取适当的防灾措施和制定减灾计划。为此,从20世纪80年代后期开始,世界各地广泛开展了滑坡危险性评估以及滑坡风险评估与区划研究等工作。
一、滑坡灾害危险性评估
Cross于1996年采用滑坡敏感性指数(LSI)(Landslide Susceptibility Index)作为定量化指标进行滑坡灾害危险性区划,并在英国Derbyshire地区进行了实践。. 和 Fell Robin(1997)从滑坡灾害风险辨识和可接受滑坡风险水平出发,对澳大利亚和香港的滑坡灾害进行了研究,其成果包括滑坡灾害的调查、土地开发原则、滑坡灾害的分类、滑坡灾害造成的生命财产损失可接受概率等。Finlay ., Mostyn Robin(1999)用统计学原理,对香港1984-1993年间的3000多个滑坡灾害记录数据库进行了统计分析研究,建立了机遇滑坡灾害几何条件的预测滑坡灾害水平运动距离的多元回归模型。 Conor & Stephen A. Royle (2000) 以Niteroi城市为研究对象,研究了湖泊承灾体城市居民的易损性,分析了滑坡致灾因子及其影响,并提出了相应的滑坡灾害风险管理措施。Fausto Guzzetti(2000)建立了意大利1279-1999年间滑坡灾害导致生命死亡的数据库,对致命滑坡的发生频率及其致命率的评估进行了系统的研究。Piyoosch Rautelal 和 Ramesh Chandna Lakhera(2000) 利用GIS和遥感技术对印度的Giri 和 Tons River (in Himachal Himalaya)流域的滑坡灾害进行了风险评估研究。 和 . Mohammmed(2001) 利用GIS和遥感技术研究了滑坡灾害与致灾因子之间的统计关系,并用风险系数(0-1)来评估滑坡灾害风险。 Ragozin等在2000年提出了应用于滑坡灾害风险评估的危险性指标和易损性指标以及相应的表达式。Johnson等2000年在澳大利亚一项为城市发展规划服务的崩塌、滑坡、泥石流灾害预测中,把地质灾害危险性、易损性和风险评估作为一体,以GIS软件为技术平台,分别采用了平面和三维评估系统,对Cairns地区进行了崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的危险性分析和风险区划研究。P. Aleollt(2000)采用了GIS技术对意大利北部阿尔卑斯山前缘地区的滑坡、洪水、雪崩、山谷口堆积等灾害的危险性及总的风险进行了区划性制图研究。(2000)从理论上研究了滑坡灾害风险评估中的危险性、易损性和风险性,提出了考虑危险性评估目标有效期限在内的单个滑坡灾害危险性指标,并用其主要控制因素的概率乘积表示;对于区域性滑坡灾害评估,提出用给定地区的面积、滑坡发生面积、滑坡数量和时间之间的关系建立定量模型。
Suzen等人提出了运用滑坡种子元(seeds)图和统计百分位(percentile)图的新概念进行区域滑坡危险性评估。其主要原理是,运用统计学方法,估计影响滑坡稳定性的各因素的相对贡献率。种子元是指未被扰动的地貌单元(地带),它用来确定滑坡边界;而百分位类型的划分则用来将连续变量转化为类级离散变量。他们将这一方法应用到土耳其的Asarsuyu集水流域的滑坡灾害危险性评估。在GIS环境下生成岩性、到断层线段距离等13个影响边坡稳定性的变量图。分别将13个影响变量图与滑坡灾害分布图相叠置,获得“种子元”和“滑动元”的属性数据库。根据各影响因素中不同百分位类别中滑动单元的数目以及未滑动(种子) 元的数目,计算出各影响因素的权重。
Bonham提出了基于统计学的Bayesian方法的数据驱动权重模型(weights ofevidence modeling),将其应用到找矿领域。Van Westen进一步将该模型应用到滑坡灾害危险性评估领域。数据驱动权重模拟方法的主要原理是利用滑坡历史分布数据,建立滑坡分布与各影响因子之间的统计关系,即根据在各影响因子不同类别中滑坡分布的统计情况来确定各影响因子对滑坡灾害的贡献率(权重)大小。与专家知识模型相比,该类模型对权重的确定更加科学和可靠,避免了专家的主观性所带来的不确定性。最后,利用另一时期的滑坡分布历史数据对评估结果进行检验和成功率预测,调整不合理的边界,使评估结果更加具有可信度。基于贝叶斯(Bayesian)统计方法的数据驱动权重模型较其他统计方法更加严谨,充分考虑了滑坡影响因素之间的关系,以及各影响因素与滑坡灾害的关系;并进行影响因素的独立性分析,找出最关键的影响因子。在此基础上再计算各影响因素的权重。
Carrara(1989)利用多变量或“黑箱”模型,在意大利的一些地区开展了滑坡危险性定量评估编图工作,预测实际和潜在滑坡的失稳事件。作为一种“预警”工具,这种编图可用于选择“危险性大”、需进一步详细调查的场所。所采用的主要方法包括:①根据专家经验和知识进行直接的估计;②将代表斜坡不稳定因素的图层按一定的权重进行叠加获得“指数”主题图;③利用多变量模型,通过统计方法评估实际/潜在的斜坡不稳定性,以确定滑坡危险性概率水平。应用这些方法的基本假设条件是:在统计训练样本地区滑坡失稳的产生条件与整个研究区的环境条件相同。统计分析中的基本单元是“具有地貌意义”的斜坡单元(面积大小不等)。影响滑坡失稳的各种影响因子之间的运算都是在GIS环境下的基本网格单元上进行。利用判别分析方法,将稳定性斜坡单元和不稳定性斜坡单元分成不同类别,在此基础上将其转换成概率。最后将得到的滑坡危险性预测概率图与实际/编目的滑坡图进行对比,获得“可靠性”程度的检验。不幸的是,在许多案例分析中往往这样的可靠性检验实际上没有任何意义。因为进行预测分析所使用的滑坡数据就是实际的滑坡数据,即进行预测建模的数据与验证模型的数据没有分开,是同一组数据。
Mark和Ellen(1995)对美国加利福尼亚州数千条泥石流记录的数据库和5个滑坡要素图层进行了回归分析。在分析中假定暴雨触发泥石流的条件与1982年加州暴雨事件相同。对滑坡重现的研究使用了模拟技术,选用了10m精度的DEM数据。他们利用一组浅层泥石流数据(200多个泥石流)的分布和频率来模拟泥石流的触发区、滑动体积、沉积区以及最大物质运移距离,划分出泥石流高、中、低危险区。用另一组历史滑坡数据对模拟预测结果进行了验证。
Carrara和Guzzetti(1995、1999)在以前的研究基础上,将基础编图单元划分为三种:网格单元、独特条件单元、斜坡单元,对三种危险性模型进行了对比分析:I-对斜坡单元进行判别分析;II-对独特单元进行了条件分析;III-对独特单元进行判别分析。在危险性模型(I)中,使用了40个因素用于建立判别函数,将266个斜坡单元划分为稳定地区(滑坡面积不超过2%)和不稳定地区。65%的单元数据集为训练数据,其余35%的单元数据集用于检验。结果表明,三种危险性模型划分单元的“正确率”分别是、82%、75%。
Liener等(1996)提出了SLIDISP的滑坡危险性评估程序,利用通过岩土调查获得的安全系数来确定滑坡易发区。在瑞士的研究区,根据安全系数确定滑坡临界坡度,大于临界坡度的地区为滑坡易发区,对不同滑坡类型和土壤估计出不同的临界坡度,编制称为SLM的滑坡危险性图。经验证发现,这种方法的准确率达到86%。然而该方法的缺陷是,不能进行滑坡预测,因而不能说明未来滑坡事件的可能发生位置及其与几个参数图层(或参数组合)之间的关系,从而无法对危险性指数进行检验。
Guzzetti等(1999)对滑坡危险性评估现状进行了全面的评述,指出:“滑坡危险性预测图的可靠性和危险性评估的标准没有规范可循”。尽管他对此没有提出任何有关的建议,但他注意到,“滑坡危险性预测模型不易用传统的科学方法进行检验,检验滑坡预测图的唯一方法是时间。针对这些挑战,其解决途径可能是通过新的科学实践处理不确定性难题。”
Clerici等(2002)提出了基于条件概率和GIS的滑坡敏感性评估的程序,编写了宏语言用于处理繁杂的空间数据计算。他们考虑了5个与滑坡发生相关的环境因素:地质、土地利用、坡度、降雨量、层状地层/地形坡度关系。5个要素图进行了叠加后将整个研究地区划分为无数个“独特-条件多边形”。每个多边形是均质的,即其产生滑坡的环境条件相同。空间数据库的分辨率是5m×5m,共有1300万个单元。假定滑坡密度等于滑坡敏感性。计算每个多边形的滑坡密度后再进行分类,最后划分为5个敏感性等级。滑坡敏感性图由2131个独特-条件区组成,其中1542个独特-条件区至少受到一个滑坡的影响。共考虑了6种不同类型的滑坡,但没有将它们区别计算。因此,所产生的敏感性图是一种“一般”性的概略图。关于用于预测的统计分析方法以及进行验证所使用的技术在文献中作者都没有提及。
Dai和Lee(2002)利用逻辑分析方法对香港的Lantau岛进行了斜坡不稳定性预测评估,还研究了滑坡的物质活动行为特征,但遗憾的是,同样没有对预测结果进行检验评估。
Gritzner等(2001)尝试将历史滑坡数据随机分为两组,一组用于预测,一组用于检验,但遗憾的是,他们的分组不是根据滑坡的历史发生时间进行的,然而这种分组评估和验证思路是正确的。
Disperati等(2002)利用由Chung和Fabbri(1993)提出的统计技术,对意大利中部的一个研究区开展了滑坡危险性区划研究。他们使用了1∶10000空间数据库(包括滑坡、陡崖、物质位移范围等数据,还包括岩性、坡度和坡向、高程、土地利用等滑坡影响要素图层)。在预测建模中,随机选取了一组训练数据集,将不同的滑坡影响因素进行了组合叠加,得到滑坡危险性预测图。利用剩余的一组数据集通过生成的预测率曲线(prediction-rate curves)对预测图进行了检验。尽管预测结果并不理想,但毕竟他们的工作在使用系统程序开展滑坡危险性空间定量预测并检验和解释其预测结果方面向前迈出了重要的一步。
Park等(2002)分析和研究了滑坡危险性编图中的空间不确定性。他们对空间预测模型中的影响要素图层的边界模糊性进行了表征。用预测率曲线来解释和验证了不同要素组合和不同空间不确定水平下的预测结果。
表2-1和表2-2概述了在过去30多年里,世界各地关于滑坡编目和危险性空间分析研究的主要情况。在区域尺度的滑坡空间分析研究中,广泛使用了统计方法进行滑坡敏感性分析(如Baeza和Corominas,2001;Carrara,1989;Fernandes等,2004;Griffiths等,2002)和危险性评估(如Guzzetti等,1999;Asch等,1992),最近还使用了模糊模型(如Ercanoglu和Gokceoglu,2002;Pistocchi等,2002)和概率预测模型等先进的统计方法(Pistocchi 等,2002)进行滑坡敏感性分析。
岩石滑坡空间分析主要包括岩石塌落和(大规模)岩石滑动(表2-3)。一些岩石滑坡的编目给出了其空间分布的信息,还有一些编目利用统计方法和经验模型对岩石塌落进行了空间分析(如Dorren和Seijmonsberegen,2003;Mei,2001;Wieczorek等,1998)。还有一些研究人员(如Guzzetti等,2002a)开发了数值模型模拟岩石滑坡的空间运动模式。
世界各国广泛开展了泥石流的流域、区域和国家尺度的调查(表2-4)。主要是泥石流发生的空间分布编目以及在显著的触发事件(如暴雨、地震等)作用下发生的滑坡分布情况。普遍采用了统计技术以及数值方法评估泥石流敏感性和危险性(如D’Ambrosio等,2003;Lorente等,2002)。除了流域和区域尺度外,一些国家(如美国和瑞士)还开展了国家尺度的泥石流编目和敏感性空间分析。
世界各国还广泛开展了土体滑动的空间分析研究(表2-5)。主要包括深位滑动和浅层转换滑动。对于场地尺度的浅层转换滑动,主要应用无限平衡滑坡稳定性分析模型,用以估计坡体的安全系数(FoS)和失稳概率(如Dietrich等,1995;Montgomery 等,2000;Wu和Abdel-Latif,2000)。Moller等(2001)开发了基于水文响应单元和土壤力学响应单元的一种无限滑坡模型。启发式(heuristic)专家评判方法主要用于区域和国家尺度的研究。这种研究为进一步使用先进模型的研究奠定了基础。
从国家尺度的研究来看,Paige-Green(1985)基于专家判断给出了滑坡危险性的分类。Jones和Lee(1994)概述了英国滑坡编目的信息。Guzzetti等(1994)对意大利进行了滑坡的综合编目。Dikau和Glade(2003)根据岩性和坡体的几何特征进行了国家尺度的滑坡敏感性编图。尽管国家尺度的分析所提供的信息是粗略的,但它们为进一步开展区域滑坡风险分析奠定了基础,例如,结合风险承灾体(风险元素)和相关的社会—经济属性,可以开展区域滑坡风险评估。
表2-1 世界不同地区滑坡编目(流域和区域尺度)
续表
表2-2 世界各地滑坡空间危险性分析概览
续表
表2-3 世界各地崩塌、岩质滑坡空间评估概览
续表
表2-4 世界各地泥石流危险性空间分析评估概览
表2-5 世界各地土体滑坡空间分析评估概览
续表
二、滑坡灾害风险评估
联合国减灾组织-UNDRO于1982年提出了风险概念。此后有不少研究人员(如Brabb,1984;Einstein,1988;Fell,1994;Hearn和Griffiths,2001;Leoneo等,1996;Leroi,1996;等)将这一概念引入滑坡灾害领域。由Cruden和Fell(1997)编辑出版的滑坡风险评估国际研讨会论文集,首次全面介绍了滑坡风险研究的情况。此后,陆续出版了滑坡风险研究的案例(如Cardinali等,2002;Dai等,2002;Finlay等,1999;Guzzetti,2000;Hardingham等,1998;Hearn和Griffiths,2001;Michael-Leiba等,2000)。
目前普遍采用的是滑坡工作组风险评估委员会(IUGS,1997)和由澳大利亚岩石力学协会的Fell(2000)提出的滑坡风险定义。大多数滑坡风险研究主要采用的是自然科学的方法,而关注社会对滑坡灾害事件的应对战略或受影响社区的弹性能力相关的社会科学研究与洪水或地震等自然灾害相比还十分有限。以下列出了最近10多年来滑坡风险研究的重要成果。
Mario Mejia-Navarro和Ellen (1994)在分析哥伦比亚的 Meddllin 地区地质灾害危险性和土地及生命易损性的基础上,利用GIS技术将二者合成产生了风险评估分区图。和Bhawani Singh(1996)在前期关于山区滑坡灾害评估和区划制图研究的基础上,提出了风险评估制图的新方法;风险评估矩阵(RAM)。Jefferies等在1996年提出了用Bayesian方法进行风险概率的评估。
Mejía -Navarro和Garcia(1996)开发出IPDSS,即综合规划决策支持系统(Integrated Planning Decision Support System),它是基于GIS平台和图形用户交互界面的滑坡灾害危险性、易损性和风险评估的综合信息系统。滑坡危险性(敏感性)评估是根据影响滑坡的要素图层(如地形、坡面、基岩、地表和构造地质、地貌、土壤、土地覆被、土地利用、水文、降雨量、行洪道分布图以及以前灾害的历史数据)按一定的权重叠加完成的。权重是根据多变量统计分析及专家知识得出的。同样地,IPDSS系统没有将物质运动划分为不同的时段,因而无法表征滑坡发生地与其影响因素之间的关系,也就无法验证预测模式。尽管IPDSS相比以前的研究前进了一步,除了危险性评估,还进行了易损性评估和风险评估,但在整个评估过程中,其属性表征和选择随意性大。
Cardinali等(2002)通过航片解译和野外调查,编制并分析了多时段滑坡编目图。他们将调查限制在过去60年正在发生物质运动以及过去发生过物质运动的地区,重点研究各种失稳类型的演化和分布。通过以下战略开展滑坡危险性、易损性和风险性评估:①确定研究区范围;②编制多试点滑坡编目图和分类图;③确定滑坡灾害带(单相和多相滑坡的影响范围);④滑坡危险性评估;⑤识别并编制承灾体图,并评估其对于不同滑坡类型的易损性;⑥滑坡风险评估。假设条件是研究区内未来发生的滑坡可能会出现在已发生过滑坡的邻近地区或发生在同一坡体上或同一水系流域中。出于经济的考虑,作者只进行了局部滑坡危险性评估(占研究区面积的,980个滑坡影响带中的210个影响带,面积为20km2),没有对整个研究区或汇水流域进行区域滑坡危险性评估。滑坡危险性区划也只限定在可能会发生物质运动的地区。将估计的滑坡频率等级和观测到的滑坡强度等级进行交叉后得到不同危险性等级,将其归并后重新划分为4个相对等级。在编制的1∶10000的概略图上,表征了11种承灾体,针对每种滑坡类型的不同滑坡强度,划分出3个易损性等级。该项研究特别让人感兴趣的是,对过去60年内的物质运动进行了航片解译,将滑坡的演化过程进行了时间对比分析。但该项研究还存在3大缺憾:①没有给出滑坡危险性水平的定量化绝对值;②对滑坡危险性评估/预测结果没有进行检验;③没有使用一致性的空间单元和空间覆盖。
Lerio(1996)对法国上世纪70年代以后,特别是在1982年7月13日颁布自然风险规划法(PER)以来的滑坡风险性评估与编图进行了全面的评述。根据PER法律的要求,在法国普遍开展了1∶5000到1∶10000的滑坡风险性编图工作,并将编制的图件作为灾害防治和灾后补偿的依据。灾害风险评估与编图主要回答以下问题:①物质运动的类型是什么?②潜在不稳定地区在哪里?③什么时候会触发灾害的发生?④灾害影响范围有多大?⑤灾害与环境的关系是什么?是自然原因还是人为因素造成的?⑥灾害引起的损失有多大?Lerio总结出3种可供使用的编图方法:①专家评估(具有主观性,需要进行解释和运用统计技术);②回归分析(利用已发生滑坡地区可靠的空间数据库,建立物质运动模式与其环境因素的关系,据此推测其他类似地区滑坡发生的可能性,主要用于较大区域的分析);③机械分析(基于确定性稳定性模型,预测滑坡发生概率,主要用于场地尺度的滑坡评估与预测)。Lerio指出:“几乎所有的风险图都没有将时间概念综合进去,而灾害的预防投资将需要基于大量历史数据的可靠的灾害时空预测模型。
Leone等(1996)提出了损失函数,作为构建易损性框架的一部分。为此,收集和对比分析历史滑坡及其相关数据是至关重要的。必要的表征是将研究区划分为若干个空间区块,不同区块其滑坡发生概率不同。
Glade(2001)在德国Rheinhessen地区开展了区域滑坡风险评估。将不同土地利用划分为不同的风险因素,因生命风险在该地区很小,所以在该研究中忽略了生命风险分析。对每类风险因素(不同土地类型)进行了货币价值的折算(表2-6)。将滑坡灾害信息与风险因素的易损性相结合,构成风险矩阵。以此划分滑坡风险的不同等级。90%地区划分为低风险区,8%地区为中等地区,2%为高风险区,为非常高风险区。尽管所得出的滑坡风险图不能用于当地政府的详细规划目的,但所确定的滑坡灾害易发区无论是对当地政府还是地区政府用于确定“热点”地区的详细分析,无疑都具有很大价值。
表2-6 不同潜在损害价值(欧元)的风险因素(Glade等)
Glade和Jensen(2004)在冰岛fjord西北地区Bildudalur开展了崩塌灾害风险分析研究,确定了建筑物的易损性和人员伤亡的风险概率。尽管历史上没有崩塌灾害的伤亡记录,但这种研究还是为当地政府对危险岩石的恰当管理提供了可靠的依据。在研究中将确定的崩塌路径转换为危险带区划,再与潜在的损失价值和相关的风险因素相结合,确定了风险水平。在后果分析中,不仅考虑了研究区任何地点的易损性、影响的时空概率,还考虑了崩塌灾害的季节影响概率。在GIS环境下,将这些成果以图件的形式表征出来。最后确定的风险不仅包括个人生命风险,还包括社会生命风险。崩塌灾害的个人风险很低,范围是×10-5/年至×10-5/年;92%地区属于低风险,8%地区属超低风险区;然而社会风险则变化在×10-3/年至×10-5/年,4%地区属超低风险区,27%地区为低风险区,58%地区为中等风险区,11%地区属高风险区。所计算的生命总风险水平,即年死亡率为。
表2-7概述了世界不同地区开展的各种空间尺度的滑坡风险评估。一些研究基于编图程序进行了滑坡危险性和风险区划(如Espizua和Bengochea,2002),另一些研究提出了泥石流(如Liu等,2002)等不同类型的滑坡风险评估的经验公式,还有一些研究利用概率方法进行滑坡风险评估(如Chung和Fabbri,2002;Rezig等,1996)。尽管在许多出版的文章中,“风险”一词出现的频率很大,但真正意义上的滑坡风险研究并不多。滑坡风险研究还处于探索阶段。
表2-7 世界各地地质灾害风险空间评估概览
续表
应对山体滑坡的山区公路施工措施论文
摘要: 滑坡对工程建设的危害很大,常使交通中断,影响公路的正常运输,本文结合实际,重点阐述了应对山体滑坡的山区公路施工措施。
关键词: 滑坡;公路;措施
1 滑坡概述
斜坡上的部分岩体和土体在自然或人为因素的影响下沿某个滑动面发生剪切破坏向下运动的现象称为滑坡。滑动面可以是受剪应力最大的贯通性剪切破坏面或带,也可以是岩体中已有的软弱结构面。规模大的滑坡一般是缓慢的、长期的往下滑动,有些滑坡滑动速度也很快,其过程分为蠕动变形和滑动破坏阶段,但也有一些滑坡表现为急剧的滑动,下滑速度从每秒几米到几十米不等。滑坡多发生在山地的山坡、丘陵地区的斜坡、岸边、路堤或基坑等地带。滑坡对工程建设的危害很大,轻则影响施工,重则破坏建筑;由于滑坡,常使交通中断,影响公路的正常运输;大规模的滑坡,可以堵塞河道,摧毁公路,破坏厂矿,掩埋村庄,对山区建设和交通设施危害很大。
滑坡分类的目的在于对发生滑坡作用的地质环境和形态特征以及形成滑坡的各种因素进行概括,以便反映出各类滑坡的工程地质特征及其发生发展的规律,从而有效地预测和预防滑坡的发生,或在滑坡发生之后有效的进行治理。根据不同的原则和指标,各国学者和工程部门对滑坡提出了各种分类方案。对于一个滑坡,从不同的角度可以有不同的分类,但实践中,我们应该抓住问题的主要矛盾,根据突出因素对滑坡进行分类,分类的原则就是看对我们认识、防治和处理此滑坡是否有帮助。
2 滑坡机理分析
在地质构造上,坡体表层为全、强风化岩层,岩性较软弱,岩石破碎,节理裂隙发育;
路堑边坡开挖后,造成坡体岩层层面临空,使坡体上的岩土体失去平衡;
路堑的开挖和削坡,破坏了坡体原有的平衡,同时坡体的卸荷,造成坡体节理裂隙张开,为坡体上水的入渗提供了通道,而灌溉水沟的存在又为坡体滑动提供了水源;
下渗的水软化强风化板岩和其中的泥质,为滑坡的最终形成提供了有利条件。
3 滑动面参数取值
根据对该滑坡勘察所取得的地质资料及目前滑坡的滑动状态,采用反演分析方法,选取典型的横断面反算滑面的力学参数,并将此反演值作为滑坡处理设计时的参数值。地下水是诱发滑坡的因素之一,在滑坡稳定性分析中,均考虑了地下水的场应力。
4 某山区公路应对滑坡的设计方案
按照“安全、环保、舒适、美观”的原则,在满足安全和规范要求的前提下,考虑施工技术的可行性和经济上的合理性,同时根据场地地形、工程地质条件及本合同段现场实际情况,对滑坡体进行处理。
在某山区公路施工中,由于滑坡推力较大,故在2#滑坡西块滑体的上级滑坡布设一排预应力锚索抗滑桩,以抵抗滑坡的下滑力作用,桩中心距左线线路中线约18m。由于锚索孔与桥墩存在交叉,部分抗滑桩因锚索与桥墩无法避开而改为普通抗滑桩。共设抗滑桩15根,其中锚索抗滑桩12根,普通抗滑桩3根。
主要施工流程
先施工抗滑桩,滑坡稳定后施工桥梁墩台。
锚索抗滑桩施工顺序为:测放桩位→清理并稳固桩孔附近坡面→施工抗滑桩锁口→开挖→节桩孔→绑扎护壁钢筋→支模→浇注护壁砼→开挖下一节桩孔→重复上面四道工序直到设计标高→封底→绑扎桩身钢筋→浇灌桩身砼至距桩头2m处,预留锚索孔位→浇注剩余砼。锚索孔钻孔→下钢绞线→注浆→张拉→锁定。
锚索与桩身工程可分别进行,先后顺序可根据实际情况确定,但应注意相互的配合与衔接。
抗滑桩施工
测量放桩
抗滑桩要按桩排方向及控制桩身的里程、坐标位置准确放线定位。
普通地质情况桩身开挖
a.抗滑桩施工前应先将桩位附近边坡或表层易滑塌部分清除,并做好桩位附近地表水的拦截工作。
b.抗滑桩跳桩分节开挖,做好锁口盘和每节护壁。每节开挖深度不超过1m,开挖一节,做好该节护壁,当护壁砼具有一定强度后方可开挖下一节,护壁各节纵向钢筋必须焊接,禁止简单绑扎。
c.浇筑护壁砼时,必须保证护壁不侵入桩截面净空以内。桩坑开挖过程中应随时校准其垂直度和净空尺寸。 特殊地质情况桩身开挖
2#滑坡西块滑体6#~15#地质为褐黄、褐灰、褐黑色亚黏土,顶部松散。滑坡地段地表水、地下水丰富,桩身开挖过程中渗水量大,土质流动性大,呈流塑状,桩身护壁四周坍塌严重,成孔困难。护壁后侧的部位空洞严重,已完成的护壁承受土压力极大,导致护壁变形、开裂,给工程施工安全带来极大隐患。
特殊地质抗滑桩护壁施工处治方案:
(1)已完成的护壁,由于变形、开裂严重,用φ108*6钢管做横撑做临时支撑,控制护壁变形。
(2)在已完成的护壁上开孔,由孔口处向护壁后空洞部分填充C25砼,直至护壁后空洞完全密实为止。护壁开孔由上往下,尺寸为30×30cm方孔,按2m间距梅花型布设,并在开孔处适当加设φ25Ⅱ级钢筋,使护壁、填充砼、桩周土体形成一体。
(3)护壁砼厚度由原设计的`20cm调整至40cm,护壁钢筋由原单层钢筋网调整为双层钢筋网。抗滑桩每节护壁长度控制60cm。
(4)为保证抗滑桩顺利施工,在滑动面地段布置超前小导管,超前小导采用L=2mφ42*4花管,间距为50×50cm梅花型布置,外插角30度,小导管超前有效长度为,可以分二个至三个循环进行开挖。小导管采用双液注浆机注双液浆,双液浆配合比为C:S=1:水灰比为,注浆压力为。小导管不仅固结已开挖段护壁四周背后松散体,还起到超前支护的作用。
(5)护壁开挖严重无法进行,下步开挖时,回填透水性材料碎石土至开裂处进行二次开挖。
抗滑桩锚索施工
a.锚索孔位测放应准确,偏差不得超过±3口,倾角允许误差小于锚索长度的3%;考虑沉碴的影响,为确保锚索深度,实际钻孔深度再大于设计深度。
b.锚索钻孔时禁止开水钻进,以确保锚索深度施工不致于恶化滑坡工程地质条件。2#滑坡锚索施工时,锚索孔眼时常发生塌孔,不能正常施工。处治方法为注双液浆固结松散体,钻机二次钻孔。
c.锚索张拉分五级进行,每级荷载分别设计拉力的、、、、倍,最后一级需要稳定10~20分钟外,其余每级需要稳定5分钟,分别记录每一级钢绞线的伸长量。在每一级稳定时间内必须测读锚头位移三次。锚索张拉除考虑预张拉外还要交替分级张拉,交替张拉可保证各孔锚索受力均匀,张拉后若有明显的预应力损失,及时进行补张拉。
d.张拉到最后一级荷载且变形稳定后,卸荷至锁定锚索。锚索锁定后,按要求切除多余钢绞线,锚头及锚孔在桩身的锚孔部位补浆完成后,用C25砼及时封闭锚头。
5 结论
以上对滑坡的形态特征、影响边坡稳定性因素及滑坡形成条件、滑坡的防治措施做了简单的介绍。天然的或人工开挖形成的边坡到处可见,由于各种原因导致边坡失稳,引起各种规模的滑坡时有发生,给人们的生产生活带了巨大的灾难。因此,作为土木工程技术人员,我们有责任和义务去研究和治理滑坡,从而减少滑坡的发生和降低因滑坡造成的损失。相信通过我们研究的不断深入,滑坡现象将在一定程度上得到控制,我们的公路建设也会更加安全。
参考文献
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摘要:近年来,随着铁路、公路的不断扩建、增建和城市旅游开发等建设,在某种程度上破坏了原生地质、地貌,尤其是乱伐森林、乱开采地下矿产资源,导致水土大量流失,地质灾害频繁发生,泥石流、高边坡滑坡事件屡见不鲜。为遏止此类现象的发生,开展地质高边坡滑坡治理工作,就显得尤为迫切和重要,笔者拟就地质高边坡滑坡(灾害)治理施工及其安全管理作一简述。 精心勘测,合理布局,高速公路、铁路、城市、旅游开发的工程建设和施工设计是按照国家(当地政府)审批的统一规范进行的。为了避免地质灾害和浪费土地,高速公路、铁路、城市、旅游开发的选择和定向,都要以达到全新发展效果为目的。在实施各项内容的开发建设中,一些基础性开发容易产生新的高边坡滑坡和泥石流。 第一,在地质灾害治理工作中,应首先做好施工前期的准备工作,由领导、专业技术骨干组成前勘小分队,前往易于发生地质灾害、高边坡滑坡治理区域范围进行实地踏勘,获取施工进场的第一手资料,根据滑坡的地形地貌,拟定出进场后施工的可行性方案。 第二,做好施工前期的安全教育工作。根据高边坡滑坡治理的难度和存在的安全问题,拟订《生产安全事故应急预案》,在施工场地张贴公告。与此同时,还要对进场施工的所有从业人员进行岗位安全技术交底,说明危险程度和具体防范(护)要求。 第三,做好后勤保障工作。严格执行建设部颁布的《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)的要求,建立健全“临时用电设计”,在现场勘察用电内容中的计划需用设备与该项目工程施工组织设计中的设备数量(容量)必须相匹配,提高用电效率,确保施工现场用电质量与用电安全。 因地制宜 防止坍塌 高边坡滑坡是地质、地貌受到严重破坏,原生地质、地貌结构产生变化,新鲜土壤裸露后造成整个山体滑坡或坡面岩块脱落的现象。实施地质高边坡滑坡的治理,是消除高边坡滑坡危害、动态治理的最佳途径。为避免施工从业人员在治理过程中发生事故,在施工过程中应采取以下具体措施。 (1)进入高边坡滑坡治理前,首先应在被治理的山顶设计开挖一个宽12m的呈“∩”字型的沟,作为坡顶排水系统(注:可以是明沟,也可以是暗沟),使自然降雨不渗透到整治区域内,防止雨水通过滑坡间隙的渗透导致危岩和风化带的再次坍塌。 (2)高边坡滑坡治理,属高处作业,一般的高边坡滑坡治理项目,少则高15m,多则高几十米甚至几百米,坡面大都在65°~75°,施工难度大、工期短、技术要求高。为了减少从业人员在高架施工过程中动作重复,在锚杆、锚钉和加固作业期间,钻探设备方面建议使用反巡回潜孔锤“全孔钻进、不取岩心”工艺,既可以保证对孔进度,又可以保证中孔质量,达到事半功倍的效果,减少施工从业人员在高架作业重复搬运各种钻具而导致的危险。 (3)监控手段要实行科技与传统相结合的办法。在对高边坡滑坡治理期间,可利用现代安全报警传感器对施工治理区域实施24h监控和测试,做到预警在前,掌握高边坡滑坡体的运动规律,从而采取有效监控;同时,也可以采取传统的监测手段进行监控,及时有效地掌握高边坡滑坡体的静动变化。具体做法是,利用废旧玻璃、麻线等易于断裂的物品(注:旧玻璃和麻线可根据裂隙的间距定长短),将其搁放在岩体断面口之间,用水泥将两端粘接固定,作为静态观察。当玻璃、麻线出现断裂或脱落,则说明正在治理中的山体滑坡仍在运动之中;反之,危岩体处于静态之中。由此,可有效确定施工人员是否处于安全作业区域内。 保证安措费的投入 加强领导和保证资金投入,是地质高边坡滑坡治理安全施工的重要前提和条件。各级领导应依法落实施工项目与安措资金的比配,确保安措资金的投入。有计划、定专款、按比例,逐项落实。严格按照工程货币总量3‰~5‰的比例安排使用安措费资金,保证资金及时到位。对施工从业人员所需防护用品要具体落实到个人,做到“安全防护保障有力、防护产品合格优良”。地质高边坡滑坡治理是一项危险的高处作业,除依法为施工从业人员进行意外和工伤保险外,务必配置相应的防护用品和必须的安全设备,例如锚固卷扬机、钢绳、缆绳、管架、扣件、大小滑轮盘、防尘过滤面罩、安全网、安全带、安全帽、防滑鞋、手套、防尘镜、各类安全标志牌,以及交叉立体施工作业所需的隔离木板和跳板等。还要随时收听、收看当地的天气预报,禁止在雷电和大风、大雨天气进行高架作业。雷阵雨后,务必先检查、后施工。 高架敷设科学化 设备移位规范化 地质高边坡滑坡治理工程中的基础工作就是管架敷设,然而管架敷设的好坏直接影响到施工从业人员的人身安全。因此,必须严格执行建设部颁布的《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJI30-2001)的规定。 (1)高边坡管架敷设,务必实施“满堂架”,必须由持有钢管架上岗证的从业人员进行敷设,横竖宽窄、支撑、方向绳、避雷设施等各环节都要规范实施,保证管架敷设质量的牢固性、可靠性、稳定性、安全性。 (2)保证钢管质量,拒绝假冒伪劣产品。地质高边坡滑坡治理的管架具有特殊性,它不仅要负载施工从业人员,而且还要负载钻探设备和机械附属配件的重量。所以,在购买(租赁)钢管、扣件时要认准钢管、扣件的有效期限、厂名、产品质量合格证、新旧程度、有无破损等质量问题,实行钢管、扣件(购买)租赁验收责任制,保证钢管、扣件的质量。 (3)架设好每一根管,敷设好每一块板,是施工从业人员安全的保障。地质高边坡滑坡治理过程中,多数为立体交叉作业施工,所以,在搭架跳板和施工平台时,务必做到管扣要牢,平台要宽,跳板有边就要有栏,有路就有安全通道。铺板必须要实,切忌虚实不一,有效圈定出危险区域和安全通道,管架上下不留隐患。 (4)设备移位务必规范化。地质高边坡滑坡治理中全部所需要的设备都搁放于高架平台上,为了尽量减少高架的载重负荷和人为的施重,要求做到管架上所有钻探设备操作务必规范,移动设备务必坚持分零移动标准化、运输设备程序化,切忌钻机冒险自掉移动和蛮干拖拉各类钻探附件设备。 严格执行操作规范和技术指标 地质高边坡滑坡治理施工涉及各类规范较广,如钢管、扣件质量、管架敷设规范;建筑施工规范;钻机、钻探操作规范;空压机操作规范;电缆、电线敷设、配电输出输入规范;焊工操作规范;塔吊施工规范;高处作业规范以及灌浆、混凝土搅拌的各类国家及行业标准参数等,都要严格执行,把好安全生产环节关,营造“安全重于效益、质量重于数量”的安全管理氛围。要树立实事求是的思想,在履行和签订地质高边坡滑坡施工合同时,务必做到安全生产实施和工程质量及工作数量的正确评估,避免签约后给施工从业人员带来心理压力,留有宽松的余地,抓好安全管理与安全生产各个环节,切忌签工程时间和工作数量与安全管理相悖的供需矛盾的合同,如出现时间紧、工期短、任务重、技术要求高、无安全措施费等与实际工作脱节等问题,从源头上消除安全隐患。要切实加强地质高边坡滑坡治理安全工作,定岗、定员和落实制度。有效地发挥各类技术人员的管理能力和聪明才智,强化由静态管理变动态管理。只有通过人 科技改造 岗位制度 督促检查 隐患整改 宣传教育等综合手段,才能有效遏制在地质高边坡滑坡治理施工中各类事故的发生,把事故隐患消除在萌芽状态。 参考文献:<中国滑坡防治> 王恭先 2008-8-6
研究报告一研究动机近年来重大泥石流山体滑坡之类自然灾害频繁发生。例如2008年9月10日山西临汾新塔矿业有限公司发生泥石流,造成128人遇难。 2008年11月5日云南滑坡泥石流灾害已造成40人死亡43人失踪,电力、交通、水利、通信等基础设施不同程度受损,因灾直接经济损失亿元。二研究的目的让人知道自然灾害的严重性,并学会去避免这种灾害,即使发生也知道如何保护自己,学会把损失降到最低。三研究方法上网调查或者问专家。四研究内容1产生原因:地震是因为板块移动,地震可以造成滑坡和泥石流。山上植被减少也会增加滑坡和泥石流的风险。2两类灾害的区别:我觉得首先要明确堆积体的规模,然后要清楚其组成部分,了解周围岩土体的成分,然后再根据这些堆积体的性质来确定比较清楚。一般来说,滑坡的岩石、矿物成分一般和附近土和岩石一致,而泥石流堆积体物质成分更为复杂,来源更广更远,可以把大部分这种堆积物排查。例如本地岩石是砂岩,而堆积物里有花岗岩碎块,可以初步断定是泥石流堆积体及冰川堆积体物质。泥石流的形成需要沟谷上游比较开阔,坡度较缓,这样产汇流面积大,并且有利于松散堆积物的堆积。而滑坡体主要看坡度、后缘和植被等。3分布的地域:山区4治理方法:泥石流防治是一项由多种措施组成的系统工程。它主要由四方面措施组成:①防止和削弱泥石流活动的防治体系--通过生物措施和工程措施,保护和治理流域环境,消除或削弱泥石流发生条件;②控制泥石流运动的防治体系-采用拦挡坝、谷坊、排导沟、停淤场等工程措施,调整和疏导泥石流流通途径和淤积场地,减少灾害破坏损失;③预防泥石流危害的防护工程体系~一修建渡槽、涵洞、隧道、明硐、护坡、挡墙、顺坝、丁坝等工程,对重要危害对象进行保护;④预测、预报及救灾体系一一对于遭受泥石流严重威胁的居民、企业和重要工程设施,及时搬迁、疏散,受灾时有效地抢险救灾,减少灾害破坏损失。治理滑坡可以从以下两个大的方面着手:(一)消除和减轻地表水和地下水的危害,滑坡的发生常和水的作用有密切的关系,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水压力和动水压力,防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有:防止外围地表水进入滑坡区,可在滑坡边界修截水沟;在滑坡区内,可在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖,防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多,应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。常用的方法有:①水平钻孔疏干;②垂直孔排水;③竖井抽水;④隧洞疏干;⑤支撑盲沟。(二)改善边坡岩土体的力学强度 通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。常用的措施有:①削坡减载;用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。削坡设计应尽量削减不稳定岩土体的高度,而阻滑部分岩土体不应削减。此法并不总是最经济、最有效的措施,要在施工前作经济技术比较。②边坡人工加固;常用的方法有:①修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;②钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程;③预应力锚杆或锚索,适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡;④固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度。5崩塌前兆是:崩塌的前缘不断发生掉块、坠落、小崩小塌的现象;崩塌的脚部出现新的破裂形迹;不时偶然听到岩石的撕裂摩擦声;出现热、气、地下水异常;动物出现异常。 滑坡前兆是:滑坡前缘出现横向及纵向裂缝,前缘土体出现隆起现象;滑体后缘裂缝急剧加宽加长,新裂缝不断产生,滑坡体后部快速下座,四周岩土体出现松动和小型塌滑现象;滑带岩土体因摩擦错动出现声响,并从裂缝中冒出气或水;在滑坡前缘坡角处,有堵塞的泉水复活或泉水、井水突然干涸;动物出现惊恐异常现象;滑坡体上的观测点明显位移;滑坡前缘出现鼓丘;房屋倾斜、开裂和出现醉汉林、马刀树等。6应急避险:避免受灾对象与致灾作用遭遇。分为主动和被动两种情况,就是指主动的躲避与被动式的撤离。对于处于危险区的工程及人员,所采用的方法是:预防、躲避、撤离、治理,这四个环节每一个都含有很大的防灾减灾的机会。 崩塌、滑坡灾害的应急防治措施是:视险情将人员物资及时撤离危险区;及时制止致灾的动力作用;事先有预兆者,应尽早制订好撤离计划。 躲避泥石流不应顺沟向下游跑,应向沟岸两侧跑,但不要停留在凹坡处。五研究结论消除和减轻地表水和地下水的危害,滑坡的发生常和水的作用有密切的关系,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水压力和动水压力,防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有:防止外围地表水进入滑坡区,可在滑坡边界修截水沟;在滑坡区内,可在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖,防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多,应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。常用的方法有:1,水平钻孔疏干;2,垂直孔排水;3,竖井抽水;4,隧洞疏干;5,支撑盲沟。改善边坡岩土体的力学强度 通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。六研究心得....
来个简洁明了的..工程灾害一座雄伟的单跨桥,被风吹得像波浪一样起伏,还带有一些摇晃。这段年代久远的录像记录了1940年11月7日,当时享有世界单跨桥之王的塔科马大桥,被一阵不太强的风吹垮,坍塌。 日前在云南大学,中国科学院院士、中国科学院力学所研究员白以龙以一段录像开始了他的报告《破坏性灾害与力学》,这是“科学与中国”院士专家巡讲团在昆明的第二场报告。看了这段录像,底下听众很诧异。“一场那么小的风,把新型的塔科马大桥吹成那样。人们百思不得其解,后来研究发现,罪魁祸首就是卡门涡街。” 白以龙详细解释了“卡门涡街”的形成原理。“1911年在哥廷根,博士生希门茨研究水流中的圆柱表面的压力,但测出的压力总是波动不已。后来,希门茨以日耳曼人那股'傻劲’,将圆柱磨得滚圆,将水槽精磨固定,但圆柱总是晃动。其导师卡门在周末到实验室探索晃动的原因。他考虑了两种可能性,假设涡流从圆柱体顶部和底部交替出现,卡门回忆说,'我清晰地想象到,若两股涡流按一定几何图案排列,其外形就会稳定。’再经过仔细地'做’——力学和数学分析,求解,再实验,冯·卡门终于发现了'卡门涡街’。” 白以龙列举了很多工程灾害实例,从工程破坏和健康管理角度分析了演化诱致突变和灾害预测,说明在管理、技术和科学几个方面都存在需要解决的问题: 北京时间2003年2月1日22:00,美国哥伦比亚号航天飞机坠毁; 1998年9月24日晚,宁波发生了招宝山大桥断裂事故——在大桥即将合龙之前,发生主梁断裂事故,十六号块接缝面出现破坏性裂崩; 1988年,美国夏威夷群岛上空飞行的一架波音737民航班机,在飞行中忽然发现顶部蒙皮有一些小裂纹,但不久它们很快相互连接,造成机身顶部6米多长的外壳脱落。这起事故起因于几条小裂纹,每条均在承载的容限以内,一般而言应是安全的,但不巧的是这几条小裂纹的空间分布非常不利,容易贯通,正是这种细节最终酿成事故。影片《九霄惊魂》描述了这个事故。美国家交通安全委员会通过鉴定得出结论:由于疲劳等多因素形成若干小裂纹,虽均在承载容限内,但空间位形却非常不利。 白以龙介绍,这类灾难性事件从科学的角度讲,属于固体介质的破坏现象。如果能够预测固体破坏现象,我们一定能有效地应对甚至防止这类灾难的发生。 “工程到了突然破坏的时候,为什么不能预测?不能早点告诉公众?但由于问题的复杂性,虽然人们已对固体介质破坏现象的机理和规律进行了长期的研究,一些基本的问题仍未找到比较令人满意的答案,破坏预测也缺乏有效的途径和手段。当今,固体破坏问题已成为固体力学、材料科学、物理学以及诸多相关学科的跨世纪难题。” “对工程结构进行健康管理,就是把监测数据变成判断的依据,根据某种迹象进行判断,做出正确的判断,及时发出警报,帮助延缓或修补某种不足。因为人类对自己造的工程还停留在这样一个阶段。既要用显微镜,又要用望远镜来看。我们注意到灾变的共性前兆——应变局部化和跨尺度涨落。”还可以来这里看看有没你需要的资料