發(fā)布時間：2017-12-11 17:16

  本文關鍵詞：黑方臺滑坡機理及防治對策研究

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【摘要】：由于黃土特殊的物理力學性質,在水的作用下極易產(chǎn)生地質災害。我國西北地區(qū)黃土臺塬就有大量因農(nóng)業(yè)灌溉誘發(fā)的滑坡災害,造成了巨大的生命和財產(chǎn)損失,甘肅省永靖縣黑方臺就是其中的典型代表。本文以黑方臺黃土滑坡為研究對象,分析了研究區(qū)的地質環(huán)境條件和滑坡災害特征,檢測了臺緣地下水滲流場,發(fā)現(xiàn)了黃土滑坡周期性復發(fā)和規(guī)模逐漸擴大的原因,揭示了黃土滑坡演化過程,提出并實施了虹吸排水和淺埋盲溝相互結合的滑坡治理措施。論文研究獲得了以下主要成果:(1)現(xiàn)場調查發(fā)現(xiàn)了臺緣黃土滑坡周期性同位復發(fā)現(xiàn)象及其成因機理。臺緣黃土滑坡普遍具有陡峭的后壁及圈椅狀的后緣形態(tài),表現(xiàn)為原位繼承性溯源擴展式滑動,往往一處形成了滑坡,后續(xù)會接二連三地在相同位置附近產(chǎn)生破壞,滑坡后緣持續(xù)性地向臺緣內(nèi)部延伸�；录舫隹诰挥邳S土層與下伏粘土隔水層交界面處,沿坡腳土層交界面附近滲出地下水,滑坡堆積體被坡腳滲出地下水形成的徑流快速搬運,導致滑坡堆積體快速消失而保持坡腳臨空地條件,這是導致黃土滑坡同位周期性復發(fā)的基本原因。(2)滑坡形成的負地形有利于地下水的外滲,現(xiàn)場測試結果顯示地下水滲流方向指向滑坡后壁的弧面圓心附近。滑坡與地下水的排泄有密切聯(lián)系,臺緣滑坡破壞面處的地下水滲出量遠高于平臺其他未發(fā)生滑坡的位置,早期滑坡形成的內(nèi)凹地形,使得地下水流向發(fā)生偏轉。采用地下水流速流向儀進行現(xiàn)場測試,結果表明滑坡后緣附近區(qū)域地下水的流向近似指向早期滑坡后壁圓弧的圓心,并在坡腳附近集中排泄。(3)揭示了坡腳滲流掏蝕誘發(fā)滑坡機理及其滑坡規(guī)模的發(fā)展變化規(guī)律。研究區(qū)黃土滑坡最為關鍵的誘發(fā)因素是坡腳的滲流掏蝕,在地下水滲流侵蝕作用下,坡腳逐漸產(chǎn)生滲流破壞形成空腔,隨著坡腳破壞范圍的擴展,上覆土層失去支撐進而產(chǎn)生失穩(wěn)垮塌,地下水滲出量則因負地形條件而進一步增大,坍塌體被地下水滲出形成的地表徑流搬離坡腳產(chǎn)生新的臨空條件,為滑坡的復發(fā)創(chuàng)造了有利條件。數(shù)值模擬揭示了最初的滑坡呈現(xiàn)垂直滑動面和小規(guī)模破壞特征,隨著滑坡不斷向臺塬內(nèi)部延伸,滑坡的規(guī)模逐漸擴大,并且逐漸呈現(xiàn)圓弧狀的滑動面。(4)現(xiàn)場測試應用論證了虹吸排水的有效性。降低臺緣斜坡地下水位是防治滑坡災害的基本需要,可以減小滲透力和坡腳地下水滲出的徑流量,現(xiàn)場虹吸排水適用性測試研究表明,虹吸排水技術能夠克服黑方臺地區(qū)的不利氣候和地理環(huán)境條件,虹吸孔內(nèi)地下水位長期保持在虹吸極限揚程附近的低水位狀態(tài),虹吸排水可以對黃土斜坡地下水起到一定的下降作用,各監(jiān)測孔的地下水位普遍降深0.2～0.5m,可有效提高坡體的穩(wěn)定性。(5)提出了虹吸排水和淺埋盲溝相結合的治理方案,填補了研究區(qū)尚無可靠有效滑坡防治措施的空白。受黃土滲透系數(shù)低的制約,利用2～3m間距的鉆孔進行虹吸排水可控制地下水位上升,但不足以抑制坡腳地下水出露區(qū)的滲流侵蝕作用�；谄矫鎰萘骼碚摰姆治鲇嬎憬Y果顯示,要單純依靠虹吸完全實現(xiàn)地下水的截排,實現(xiàn)控制坡腳地下水外滲對坡腳的掏蝕作用,要求鉆孔間距減小到0.2m左右,顯然不夠經(jīng)濟。因此,提出利用虹吸排水控制坡體地下水位繼續(xù)上升和實施坡腳淺埋盲溝控制坡腳水流掏蝕坡腳相結合的治理方案,并在原黑臺焦家13#滑坡削方平臺實施取得到了顯著效果。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：P642.22

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本文編號：1279275