趙祥玉
摘要:要加快我國(guó)邊(滑)坡工程發(fā)展步伐,必須以科學(xué)發(fā)展觀(guān)為指導(dǎo),以滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展與防災(zāi)減災(zāi)需求為依據(jù),以人為本,實(shí)施保護(hù)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,瞄準(zhǔn)國(guó)際巖土工程設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)值化、施工與災(zāi)害預(yù)報(bào)監(jiān)控化、信息化發(fā)展大方向,學(xué)習(xí)借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的成功經(jīng)驗(yàn),依靠自主創(chuàng)新,解決邊(滑)坡工程中的關(guān)鍵技術(shù)管理,總體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
關(guān)鍵詞:邊(滑)坡防治工程管理戰(zhàn)略
當(dāng)前,我們要在解決邊(滑)坡工程“高風(fēng)險(xiǎn)、高耗費(fèi)”問(wèn)題上,做出突破性進(jìn)展。爭(zhēng)取在巖土體整體破壞機(jī)理方面,提出基于應(yīng)變、位移或能量的巖土整體破壞判據(jù),進(jìn)一步發(fā)展與推廣數(shù)值極限分析法,并在邊坡工程防治技術(shù)上部分領(lǐng)域達(dá)到世界領(lǐng)先水平。
一、改進(jìn)鉆探技術(shù),發(fā)展物探技術(shù),提升地質(zhì)勘查與勘察水平
邊坡工程地質(zhì)勘察與地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)勘査是邊(滑)坡防治的基礎(chǔ),只有勘察清楚了,才能獲得準(zhǔn)確的勘測(cè)數(shù)據(jù);勘査清楚了,才能獲得準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)災(zāi)害地域。目前鉆探是勘察的主要手段,通過(guò)鉆探取樣,可以清楚地了解滑坡體的巖石構(gòu)成及其物理力學(xué)性質(zhì)、空間狀況等。但還存在如下一些問(wèn)題:鉆孔容易垮塌、鉆進(jìn)速度低;利用水作為沖洗液鉆進(jìn)時(shí),容易誘發(fā)滑坡或崩塌等。消除目前鉆探勘察中的一些具體技術(shù)問(wèn)題,仍是當(dāng)務(wù)之急。近幾十年來(lái),地球物理的物探技術(shù)迅速地?cái)U(kuò)展,為弄清滑坡體的空間分布特征、滑動(dòng)面的位置和形狀、滑坡體的物質(zhì)組成和地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征提供了有效手段。目前國(guó)內(nèi)外常用的地球物理物探方法有:淺層高分辨率地震方法、地質(zhì)雷達(dá)法、音頻大地電場(chǎng)法、激發(fā)極化法、電測(cè)深法、自然電場(chǎng)法、高密度電阻率法、充電法、微重力法等。應(yīng)重視物探方法的正確選擇,從目前應(yīng)用狀況來(lái)看,首選地質(zhì)雷達(dá)法、淺層高分辨率地震方法、高密度電阻率法的發(fā)展。盡管地球物理的物探技術(shù)具有簡(jiǎn)單、快速與經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn),但儀器的精度與應(yīng)用范圍及數(shù)據(jù)分析軟件都有待提高,技術(shù)人員分析判讀水平也急需提升,要加強(qiáng)投入,組織攻關(guān),快速提高技術(shù)水平。同時(shí),大力加強(qiáng)包括遙測(cè)在內(nèi)的各種先進(jìn)技術(shù)勘察手段,提高勘察質(zhì)量,為邊(滑)坡工程提供可靠技術(shù)數(shù)據(jù)。
二、明確經(jīng)典土壓力理論與傳統(tǒng)極限平衡法適用的范圍,擴(kuò)展支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
經(jīng)典土壓力理論與傳統(tǒng)極限平衡法是目前邊(滑)坡穩(wěn)定分析的主要方法,但上述方法都有一定的適用條件,例如庫(kù)侖公式或朗肯公式只適用于均勻的土質(zhì)邊坡,由于它們采用了直線(xiàn)滑動(dòng)面假設(shè),與實(shí)際滑面有一定差距。那么在多大坡高下適用,需要進(jìn)一步研究。在《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》中,提出的巖石邊坡巖石壓力計(jì)算公式,假定了滑動(dòng)面是一條連續(xù)貫通的滑面,應(yīng)用范圍也受到坡高的限制。
當(dāng)前傳統(tǒng)極限平衡法的具體計(jì)算公式很多,它們都做了假設(shè),究竟哪些計(jì)算方法合理,需要研究。有些方法,例如我國(guó)廣泛采用的傳遞系數(shù)法,究竟采用顯示解好還是隱式解好,在何種情況下會(huì)出現(xiàn)重大偏差,這些都需要分析研究,因?yàn)樗鼈兡壳岸荚趶V泛應(yīng)用。
三、發(fā)展與推廣數(shù)值化先進(jìn)技術(shù),提升各類(lèi)邊(滑)坡工程設(shè)計(jì)計(jì)算方法
由于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法難以解決設(shè)計(jì)中的各種問(wèn)題,許多地方只能依據(jù)設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì),有些地方甚至主觀(guān)假設(shè)。如按傳統(tǒng)算法無(wú)法計(jì)算抗滑樁的抗力,更無(wú)法對(duì)抗滑樁樁長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算,一直采用樁長(zhǎng)伸到地面的傳統(tǒng)做法,既無(wú)法保證在設(shè)計(jì)安全系數(shù)要求的前提下土不從樁頂越出,又會(huì)造成不少浪費(fèi)。同時(shí)用傳統(tǒng)方法無(wú)法計(jì)算多排抗滑樁,主觀(guān)假定每根樁分擔(dān)多少推力缺乏科學(xué)依據(jù),影響了工程的可靠性。因而必須逐步采用更為科學(xué)合理的數(shù)值計(jì)算,做到設(shè)計(jì)數(shù)值化,使邊(滑)坡設(shè)計(jì)更為可靠合理。對(duì)于邊(滑)坡工程設(shè)計(jì),還要采用數(shù)值極限分析方法,只有采用有限元強(qiáng)度折減法,才可以出算有支護(hù)情況下邊(滑)坡的安全系數(shù),純粹的數(shù)值方法無(wú)法做到這點(diǎn)。采用先進(jìn)數(shù)值計(jì)算方法,可以有效提升各類(lèi)邊(滑)坡工程設(shè)計(jì)水平。
四、發(fā)展與推廣先進(jìn)監(jiān)控手段,加強(qiáng)邊(滑)坡工程動(dòng)態(tài)施工,提升預(yù)瞀預(yù)報(bào)水平
國(guó)外監(jiān)測(cè)技術(shù)已發(fā)展到一定的水平,采用了全自動(dòng)、多參數(shù)監(jiān)測(cè)的遙測(cè)臺(tái)網(wǎng),已運(yùn)用30技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害空間分析、模型預(yù)報(bào)和預(yù)警系統(tǒng)研究。目前國(guó)內(nèi)這方面進(jìn)展很快,深部位移監(jiān)測(cè)、時(shí)間域反射監(jiān)測(cè)技術(shù)、光纖應(yīng)變分析儀等先進(jìn)技術(shù)已在國(guó)內(nèi)應(yīng)用,精度不斷提高。研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害光纖傳感等關(guān)鍵監(jiān)測(cè)技術(shù)與儀器設(shè)備十分迫切。雖然國(guó)內(nèi)外都出現(xiàn)了不少預(yù)警預(yù)報(bào)方法,但目前還缺乏公認(rèn)的實(shí)用方法,離預(yù)警要求還有一定距離。目前應(yīng)發(fā)展、引進(jìn)與推廣先進(jìn)監(jiān)控手段,對(duì)不同的邊(滑)坡工程提出不同的監(jiān)測(cè)手段與方法,既能做到及時(shí)提供可靠數(shù)據(jù),又能減少監(jiān)測(cè)費(fèi)用與工作量。而對(duì)邊坡動(dòng)態(tài)施工與滑坡預(yù)警預(yù)報(bào)方法上必須有新的突破,對(duì)重大邊坡與地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)警必須采取觀(guān)測(cè)、監(jiān)測(cè)、計(jì)算等多種手段,進(jìn)行全過(guò)程預(yù)報(bào),努力減少誤報(bào)與漏報(bào)。
五、積極研發(fā)新方法、新材料、新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備,以降低風(fēng)險(xiǎn),節(jié)約資源,保護(hù)環(huán)境
基于數(shù)值極限分析法,有助于開(kāi)發(fā)出多種工程治理新技術(shù)、新工藝,如用于埋入式抗滑短樁設(shè)計(jì)計(jì)算,使樁長(zhǎng)縮短,推力減少,經(jīng)濟(jì)效益巨大;可以改善加筋土擋墻的合理設(shè)計(jì)計(jì)算,擴(kuò)大加筋土擋墻在高邊坡的應(yīng)用范圍。高密度微型樁在應(yīng)急搶險(xiǎn)工程中廣泛應(yīng)用,但其設(shè)計(jì)計(jì)算方法有待改進(jìn)。還有許多新的工藝,如預(yù)應(yīng)力錨索的優(yōu)化布置、樁錨結(jié)合工藝、多排樁合理布置、組合樁結(jié)構(gòu)形式、排水管合理布置及其定量計(jì)算、水泥灌漿工藝及其合理計(jì)算等都有待深入研究和發(fā)展。
六、加強(qiáng)特殊土邊坡穩(wěn)定分析計(jì)算與工程治理方法研究
我國(guó)特殊土區(qū)域分布很廣,尤其是膨脹土與黃土,而這兩類(lèi)特殊土邊坡節(jié)理裂隙發(fā)育又易遇水軟化,是有名的邊坡治理難題。近年來(lái)我國(guó)黃土地區(qū)連年發(fā)生滑坡災(zāi)害,造成人員傷亡,財(cái)產(chǎn)損失,膨脹土邊坡極易坍塌,造成工程破壞,且治理費(fèi)用昂貴,因而都是我國(guó)急需解決的難題。我國(guó)各行業(yè)部門(mén)十分重視這兩類(lèi)邊坡的研究,取得了一定的成績(jī),但無(wú)論從破壞機(jī)理、分析計(jì)算與治理措施方面仍然存在較多問(wèn)題,并未妥善解決。
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