巖土邊坡縱向抗剪強度勘察技術研究

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巖土邊坡縱向抗剪強度勘察技術研究

巖土邊坡縱向抗剪強度是指抵抗沿邊坡高度方向的剪切力的能力,其主要影響因素包括巖土的物理性質、結構特征和施工條件。舉例來說,巖土的強度(如壓縮強度、抗剪強度等)、物理性質(如韌性、黏聚力、內摩擦角等)、環境因素(如凍融、濕潤、干燥等)、接觸面的類型和特征(如巖土、基巖、坡度和高度等)都會對其縱向抗剪強度產生明顯影響。因此,施工人員需要對這些因素進行勘查并根據勘察結果來選擇不同的巖土工程方案,以提高施工的質量與安全性。

一、巖土邊坡縱向抗剪強度勘查的意義與重要性

巖土邊坡縱向抗剪強度勘查對于巖土工程的設計和施工非常重要,該過程不但能夠確定邊坡結構的穩定性、邊坡的防護措施和場地的適宜性,而且能夠對施工風險進行評估和監測。

(一)確定邊坡結構的穩定性:首先,巖土邊坡的縱向抗剪強度是邊坡結構穩定性的重要指標,勘查能夠幫助工程師識別潛在的邊坡穩定問題,根據實測數據進行結構設計和優化。具體來說,邊坡結構的不穩定容易導致滑坡災害,進而威脅到周圍的建筑物、道路和居民等的生命財產安全,且邊坡穩定性不足會導致巖石、土壤等物質的移動和流失,對周圍的環境造成破壞,并可能對地下水等環境產生不利的影響。同時,大多數地區的建設領域都有相關的建設規范和標準,明確了邊坡的穩定性要求,而確定邊坡結構的穩定性可以確保項目符合這些規范和標準,并大幅降低設計和修復的成本。

(二)確定邊坡防護措施:其次,邊坡的縱向抗剪強度對于選擇合適的防護措施也非常關鍵,勘查能夠幫助工程師評估不同防護措施的可行性和實施方案,確保防護措施能夠有效地保護周圍的土地和建筑物。舉例來說,確定防護措施可以針對巖土邊坡穩定性中存在的問題進行措施的選擇和優化,防止開裂、滑坡等邊坡穩定問題出現。然而,如果不確定巖土邊坡的穩定性,人們在其附近進行活動或者建造房屋都會有一定的安全隱患,因而可以通過完善的邊坡防護措施來提高邊坡的安全性。并且,防護措施的選擇和使用還可以對邊坡穩定性問題進行有效處理,減少或避免邊坡上的水土流失,使生態環境造成的影響得到一定程度的緩解。

(三)確定場地的適宜性:同時,巖土邊坡縱向抗剪強度能夠反映場地土質和巖石的物理性質,因此,勘查亦能夠幫助工程師分析場地基礎性能,以決定場地是否適宜建造某些工程項目。在巖土工程中,選擇合適的工程方案對巖土基礎性能有著至關重要的影響。場地適宜性評估可以為工程方案實施符合基礎條件提供支持,從而確保工程的完整性和穩定性,且該過程可以對場地土質和巖石的物理性質進行評估和分析,從而確認基礎條件的合理性和安全性,保證基礎穩定。與此同時,巖土工程建設涉及到地基承載力的問題,而場地適宜性評估可以為地基承載力的確定提供參考,從而降低工程的風險。

(四)風險評估和監測:此外,巖土邊坡縱向抗剪強度的勘查數據還可以作為風險評估和監測的基礎,幫助工程師對巖土邊坡穩定性進行預測和監測。具體來說,巖土工程的風險控制對工程的質量和安全起著至關重要的作用,而離線監測可以實時地掌握巖土工程的情況,以確保工程符合建設標準和規范要求。且風險評估和監測的過程能夠對巖土工程存在的潛在問題和隱患進行分析和評估,從而可以及時發現問題,并通過分析數據和監測結果對工程進行相應的風險控制,這對于工程整體的質量和安全起著至關重要的作用。即使巖土工程建成后,風險評估和監測的重要性仍然不可替代。定期的監測和評估可以及時發現巖土工程的變化,進行風險控制和修復,減少因災害效應而導致的人員傷亡和財產損失。

二、雨水滲透對巖土邊坡縱向抗剪強度產生的影響及解決方案

雨水滲透是一個非常重要的因素,可能會對巖土邊坡的縱向抗剪強度造成很大的影響,包括強化黏聚和減少內摩擦力、加劇裂縫擴張、影響基巖的穩定性等若干方面,這對于工程的施工與質量來說都是極大的隱患。

(一)強化黏聚和減少內摩擦力:一方面,雨水滲透后,巖土內部的黏聚力會被增強,使巖土的強度增加,且水分的保濕作用會減少巖土內部顆粒間的摩擦力,降低了抗剪強度。針對這一問題,改良土壤是增強土壤黏聚力和減少內摩擦力的關鍵,如增加土壤中的有機質含量、調整土壤結構以及添加適當的土壤改良劑等方法都可以提高土壤的黏結和穩定性。同時,由于地表植被可以增加土壤的吸水能力,因此,維護地表的植被或淺層覆蓋物,可以減少雨滴對土壤的直接沖刷,從而減輕內摩擦力。另外,正確的灌溉方式可以幫助增強土壤的黏聚力和減少內摩擦力,如采用滴灌或噴灌等方式可以使水分均勻分布,從而減少過度的水分流失和沖刷。

(二)加劇裂縫擴張:另一方面,在陡峭的落差處,雨水經常流動,這可能會產生沖擊力,進而加劇巖土的裂縫擴張,且大量的雨水會增加滲透深度和流速,導致更多的水汽浸入巖土內部,從而進一步加重巖土的裂縫擴張。針對該類問題,對于易產生裂縫的土地,需要采取適當的土地保持措施,如建造防護墻、增加植被覆蓋、種植抗旱性強的植物等以減緩水流對土壤的沖刷,從而降低裂縫擴張的程度。同時,采用科學的動態蓄水模式也是一種有效的管理方案,可以控制雨水徑流來緩解裂縫擴大的速度。例如,在雨季到來之前,可以設立雨水收集池或雨水花園來集中收集雨水,避免雨水迅速流失,并使雨水可以慢慢滲透到土壤中。此外,較為嚴重的地面裂縫需要通過土地整理的方式進行彌補,如擠壓土壤或填補裂縫,以減少裂縫擴張的程度,且適當加強水泥基礎建設也能固化土壤并減少土地流失和降低沉降的風險。

(三)影響基巖的穩定性:除上述方面以外,雨水滲透可能會使基巖表面的土壤和松散物質被沖走,掏空巖石表面,進一步破壞基巖的穩定性,導致邊坡整體的滑動。為解決這一問題,工程人員應定期測量水位高度并將水位高度記錄下來,以監測巖石中的孔隙過度積聚水分而引起的壓力及對地下水位的影響,這可以幫助及時發現潛在的問題并采取預防措施。在滲水嚴重的區域,工程人員應在巖體表面使用防水材料。例如,可以采用鉆孔注漿的方法進行處理,以形成封閉立體防水層。通過防水層,雨水將被隔離在石壁外部,從而減少了石壁系統的雨水滲透量。同時,在重要的土地上,安裝排水管道以排放積水也能夠緩解這一問題,排水系統可以將雨水排放到堆放區域以減少對巖石系統的影響。收集的水可以進行再利用,也可以用來補充附近的凈水資源。

三、雨水滲透下巖土邊坡縱向抗剪強度的勘察技術與方法

針對于雨水滲透下巖土邊坡縱向抗剪強度的勘察需求,本文探討了目前常用的一些勘查技術。具體而言,在傳統勘察過程中,進行實地調查之前,工程人員應首先要了解有關地質、地貌以及周圍環境的一般情況,這將幫助勘察人員更好地理解周圍環境對邊坡穩定性的影響,并為勘察準備提供參考。其次,勘查需要對獲取的土壤和巖石樣本進行室內試驗,確定巖土受力、壓縮強度、抗剪強度、壓力變形性等參數,并將數據用于設計和模型分析,這些參數可以為確定邊坡在不同情況下的穩定性提供支持。同時,測量和監測是勘察工作中非常重要的環節,該過程使用測量儀器,如位移計、地下水位測量儀、激光掃描數據、邊坡表面水位計進行勘測,而通過監測數據,可以及時發現邊坡的突發情況和問題,并采取相應的措施。另外,利用相關的模型分析軟件,如Plaxis等,進行邊坡的穩定性分析與計算也是一種有效方法。通過建立巖土邊坡穩定性的數值模型,預測邊坡的穩定性,并嘗試進行一些改進和分析,以確??煽啃院桶踩?。最后,勘察人員應根據勘察信息和數據編寫詳細的勘察報告,在報告中應包括有關巖土邊坡的現狀、勘察方法、收集的數據和分析結果、巖土層參數及相應的穩定性計算,且應提供相應的風險評估報告,以便制定并實施風險管理計劃。除上述方法外,為了解決雨水滲透下巖土邊坡縱向抗剪強度的問題,一些創新的勘察技術和方法也被應用于實踐。舉例來說,根據實際情況和場地測量數據并利用高精度的三維掃描技術,建立巖土邊坡的準確三維物理模型能夠幫助勘察人員研究巖土模型的內部構造和力學特性,模擬不同工況下的受力情況,進而通過大量的模擬運算查找并修復邊坡缺陷。采用新型的光纖測量傳感器,利用其性能對邊坡的情況長期實時監測也是一種十分新穎的勘察方法。其中,傳感器測量的數據包括應變、水壓力、溫度、位移等,這些數據能夠被用于進行自動化處理和分析,及時發現和響應出現的問題。又例如,結合地理信息系統和遙感技術,對巖土邊坡上的含水層、受載區等進行全面勘察的GIS和遙感技術也十分有效,利用這種技術將星載遙感數據進行不同時間段的分析,以了解邊坡平面分布與演變規律,進而為縱向抗剪強度勘察的奠定了數據基礎。此外,利用人工智能和大數據技術對邊坡數據進行分析,實現超高精度的數據處理和大數據分析也逐漸被應用在實際的勘察工程中,通過對全樣本數據的分析和處理,可以更全面地了解邊坡情況并預測未來潛在的問題,繼而進一步指導相關工程工作。綜上所述,巖土邊坡縱向抗剪強度勘查具有極為重要的意義,其可以確保巖土工程的設計和施工更加安全合理,進而為我國的建設與開發工作做出巨大貢獻。

作者:覃欲曉 單位:廣西基礎勘察工程有限責任公司

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