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延安市宝塔区小南沟滑坡特征及治理研究

张凡琛

延安市宝塔区小南沟滑坡特征及治理研究

张凡琛1
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作者信息

  • 1. 西北大学
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摘要

延安是一座三山两河形成的狭窄城市,城市建设不可避免的侧向山体,面对大量的边坡问题。然而,延安地处黄土高原腹地,是地质灾害高发区,近年来发生了多起引起的人员伤亡的滑坡、崩塌事件,因此研究黄土滑坡的特征、成因及其防治措施,具有重要的理论和现实意义。本文选择延安市小南沟滑坡为研究对象,分析了该滑坡的基本特征,探讨了形成原因,计算了稳定性,优化了治理方案。具体内容如下: (1)通过滑坡勘察,获取了小南沟滑坡的地质环境条件、滑坡体结构、滑坡范围、规模及岩土体物理力学参数。此滑坡体长100m,宽约40~60m,面积约为4100m2。滑体厚度为5.0~23.8m,平均厚度为13.0m,体积约为5.2×104m3;除后缘部分位于离石黄土中,其他大部分滑面位于粘土层;滑坡体的整体含水率在10%~22%之间,随着深度的加深,增率约为0.137%/m~0.194%/m。 (2)模拟了降雨对坡体含水率的影响,分析了降雨对坡体稳定性的影响,探讨了滑坡成因。暴雨后坡体局部黄土的体积含水率达到0.4以上,暴雨是斜坡含水率变化的主要原因;天然工况下坡体稳定性系数为1.103,暴雨工况稳定性下降到1.012;雨季雨水对坡体冲刷,地表水沿坡面裂隙的大量渗入后形成落水洞,底层粉质粘土相对隔水使得局部黄土体长期处于较高含水率状态,坡体黄土的抗剪性能减弱。 (3)延安市每年7、8、9月的集中降雨是滑坡形成的主要因素,大量的雨水对坡体进行冲刷,地表水沿坡面裂隙的大量渗入后形成落水洞,落水洞在坡体内形成水流通道和应力集中区域,底层粉质粘土相对隔水使得局部黄土体长期处于较高含水率状态,坡体黄土的抗剪性能减弱,在一次次雨季暴雨的影响下,最终边坡演变为滑坡。 (4)使用不平衡推力法对小南沟滑坡的1-1′剖面进行了稳定性和推力计算,在自然工况下,稳定性系数为1.057,处于基本稳定状态。饱和工况下为0.945,处于不稳定状态。对剩余下推力进行了计算,安全系数为1.15时,剩余推力为217.40kN/m。安全系数为1.30时,剩余推力为541.74kN/m。据此,设计以预应力锚索抗滑桩为主和双桩为主的两套方案,运用多目标熵权决策法,对治理方案的安全、经济、施工难度、施工周期,环境五个方面进行了评估,最终选择以预应力锚索抗滑桩为主的综合治理方案。

关键词

黄土滑坡/稳定性分析/滑坡成因/滑坡治理/数值模拟

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授予学位

硕士

学科专业

地质工程

导师

谷天峰

学位年度

2021

学位授予单位

西北大学

语种

中文

中图分类号

P5
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