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公路高邊坡崩塌地質災害防控 版權信息
- ISBN：9787030693235
- 條形碼：9787030693235 ; 978-7-03-069323-5
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
公路高邊坡崩塌地質災害防控 本書特色
本書以我國西部山區公路工程建設為依托， 詳細分析了崩塌的演化階 段， 通過現場調查和室內實驗， 揭示了崩塌形成與演化的地質學成因。
公路高邊坡崩塌地質災害防控 內容簡介
針對山區公路高邊坡崩塌地質災害，通過大量實體邊坡調查分析、理論研究、實驗測試、數值模擬、監測預警系統開發和防治技術研究，取得了以下成果：①系統梳理了國內外崩塌災害研究現狀，并從巖體變形破壞的力學本質角度將崩塌分為傾倒型、拉張型和剪切型破壞3個大類；②將崩塌形成過程劃分為危巖形成、變形發展和突變成災三個階段，深化了對崩塌的認識；③研究了崩塌形成的差異風化機理；④劃分了黃土邊坡崩塌類型；⑤給出了各種類型崩塌穩定性計算公式；⑥提出了公路邊坡崩塌災害危險性分級方法；⑦開發了崩塌監測預警信息管理平臺；⑧開發了崩塌視頻監測系統；
公路高邊坡崩塌地質災害防控 目錄
目錄
序
前言
第1章崩塌研究現狀1
1.1我國地質災害概況1
1.2崩塌地質災害3
1.3本書寫作目的與特點11
1.4本書技術思路13
第2章崩塌與風化作用15
2.1崩塌形成的影響因素15
2.2邊坡的風化作用21
2.3水對風化作用的影響30
2.4成分與膠結的影響43
2.5溫度的影響58
2.6本章小結59
第3章崩塌的演化階段與類型61
3.1崩塌演化階段61
3.2崩塌的類型65
3.3本章小結74
第4章危巖體穩定性計算與評價78
4.1危巖體穩定性分析步驟78
4.2定性分析方法79
4.3定量計算方法83
4.4公路崩塌災害危險性分級方法105
第5章崩塌災害監測預警126
5.1概述126
5.2公路崩塌災害監測預警設備與方法133
5.3路網地質災害監測預警管理云平臺143
5.4公路崩塌災害監測與預警系統160
5.5監測預警系統在依托工程上的應用178
5.6本章小結190
第6章崩塌災害防治技術191
6.1概述191
6.2崩塌災害主動防治技術194
6.3崩塌災害被動防護技術216
6.4橋隧群區崩塌災害防治工程體系研究224
6.5崩塌災害防治技術在工程中的應用240
6.6本章小結246
參考文獻247
序
前言
第1章崩塌研究現狀1
1.1我國地質災害概況1
1.2崩塌地質災害3
1.3本書寫作目的與特點11
1.4本書技術思路13
第2章崩塌與風化作用15
2.1崩塌形成的影響因素15
2.2邊坡的風化作用21
2.3水對風化作用的影響30
2.4成分與膠結的影響43
2.5溫度的影響58
2.6本章小結59
第3章崩塌的演化階段與類型61
3.1崩塌演化階段61
3.2崩塌的類型65
3.3本章小結74
第4章危巖體穩定性計算與評價78
4.1危巖體穩定性分析步驟78
4.2定性分析方法79
4.3定量計算方法83
4.4公路崩塌災害危險性分級方法105
第5章崩塌災害監測預警126
5.1概述126
5.2公路崩塌災害監測預警設備與方法133
5.3路網地質災害監測預警管理云平臺143
5.4公路崩塌災害監測與預警系統160
5.5監測預警系統在依托工程上的應用178
5.6本章小結190
第6章崩塌災害防治技術191
6.1概述191
6.2崩塌災害主動防治技術194
6.3崩塌災害被動防護技術216
6.4橋隧群區崩塌災害防治工程體系研究224
6.5崩塌災害防治技術在工程中的應用240
6.6本章小結246
參考文獻247
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公路高邊坡崩塌地質災害防控 節選
第1章崩塌研究現狀 1.1我國地質災害概況 人類生存的地球表面，山地面積約占陸地總面積的1/4。與山地地貌緊密相關的山地地質災害影響程度僅次于地震，但其出現的頻度和廣度都遠遠大于地震事件，是人類社會面臨的所有自然災害中遭遇*廣泛、受害*嚴重的災害。 地質災害通常指在自然或人為因素作用下形成的、對人類生命財產造成損失或對環境造成破壞的地質作用或地質現象。由降雨、融雪、地震等因素誘發的稱為自然地質災害；由工程開挖、堆載、爆破、棄土等因素引發的稱為人為地質災害。廣義而言，凡直接或間接的、已發生或潛在的惡化環境、降低環境質量、危害人類安全及整個生物圈生態發展的地質事件，都屬于地質災害。地質災害的種類有很多，如地震、火山、地裂縫、地下熱害、煤田自燃、瓦斯爆炸、巖爆、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地面塌陷、滲透變形、突水突泥、砂土液化、特殊巖土地質災害、冰川運動、土地冷浸、鹽漬化、沼澤化、沙漠化、水土流失、河湖變遷、海洋地質災害、地下水污染和地方病等30多種類型。狹義地質災害的種類有6種，根據2003年11月19日國務院第29次常務會議通過的《地質災害防治條例》，地質災害主要指危害人民生命財產安全的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降這6種與地質作用有關的災害。其中自然因素引發的占大多數，自然因素主要為降雨、冰雪凍融，人為因素主要為采礦和切坡開挖等。 我國現有地質災害種類多、分布廣、活動頻繁，且數量極為龐大。2015年底統計數據顯示全國地質災害隱患點有28.9萬處，其中崩塌有6.7萬處，滑坡有14.8萬處，泥石流有3.2萬處，其他地質災害合計4.1萬處，共威脅1891萬人生命安全和4431億元財產安全，每年因地質災害造成的直接經濟損失占自然災害總損失的20%以上中華人民共和國國土資源部，2015，全國地質災害通報（2015年）。。另據區域性調查結果顯示（李志平等，2005；徐志文和黃潤秋，1999），僅長江上游100km2的范圍內就分布潛在災害型崩塌、滑坡10萬余處，泥石流溝10萬條以上；四川省1998年1～9月洪水期間，全省發生較大型地質災害109處，其中滑坡有48處、泥石流有36處、崩塌有25處，死亡人數達到283人，受傷人數達到1868人，經濟損失數億元（劉傳正等，2004a）（不同口徑統計數據的出入可能與統計標準有關，但足以明確反映我國地質災害數量之多和危害之大）。 近年來全國地質災害發生數量、死亡失蹤人數及直接經濟損失（2007～2017年）統計見圖1-1～圖1-3《全國地質災害通報》（2007～2017年）。。可以看出，全國每年發生地質災害總數均在萬次左右，傷亡人數從數十人到數百人，2010年甚至超過2000人（含舟曲泥石流）；每年直接經濟損失達數十億元，其中2013年超過100億元。 2013年之后，全國地質災害數量總體略呈下降趨勢。災害數量總體居高不下的原因是我國幅員遼闊，地質條件復雜，防控困難；而漸呈下降趨勢的原因應是近年國家對自然災害防控更加重視，在群測群防、監測預警及防治等方面的投入逐年增加。盡管如此，隨著極端氣候現象不斷出現，地殼運動活躍性增強，預計今后多年地質災害發生數量居高不下的態勢仍將保持。 在公路交通方面，我國已形成龐大路網，截至2020年路網通車總里程已超過520萬km，其中高速公路超過16萬km，遍布全國的各個角落。因路網建設在地質、地理和氣象條件復雜的自然環境中，不同的巖性、地質結構與構造、地形地貌以及氣候氣象條件等都會對道路基礎設施的安全造成極大影響。在各種自然或人為因素作用下，龐大路網必然會面臨大量的滑坡、崩塌、泥石流等路域地質災害。據不完全統計，2010～2018年，每年公路邊坡、路基等因災塌方量都達數億立方米，災損造成道路中斷平均5萬～6萬處（*高年份2012年超過10萬處），經濟損失數百億元（*高年份2016年約為650億元）。從多年災損總體態勢來看，路網災損數量及經濟損失基數較大，總體呈波動增高趨勢，地質災害防控形勢嚴峻。 1.2崩塌地質災害 1.2.1崩塌地質災害的危害 崩塌是地質災害的一個重要類型。據自然資源部發布的《全國地質災害通報》（2007～2017年）等資料，我國地質災害類型典型構成如圖1-4所示；潞捅浪倲嫡嫉刭|災害的89.5%，崩塌災害在地質災害中占有的比重僅次于滑坡，約占地質災害總數的1/3～1/4，我國每年發生的有記錄的崩塌災害總數達數千起。 崩塌災害的規模差距非常大，較為常見的崩塌體積從數立方米到數萬立方米，歷史上規模巨大的崩塌不乏其例。1970年5月31日，南美秘魯*大的漁港欽博特市發生7.7級地震，引發瓦斯卡蘭山峰山體及冰冠崩塌，約5000萬m3的冰塊、巖塊、泥土和冰雪形成冰雪泥石流以300～400km/h的速度，沖向15km外的城市，4分鐘內將容加依城2.3萬人沖埋，創迄今世界歷史上冰雪泥石流沖埋死亡之*。2017年8月28日，貴州畢節市納雍縣張家灣鎮發生山體崩塌，崩塌巖體約60萬m3，垂直落差約200m，塌方體覆蓋6000m2。災害發生時，垮塌山體像石浪一樣傾瀉而下，引起的震動強度相當于1.8級地震。事故造成26人死亡，9人失蹤，52棟房屋被掩埋，直接經濟損失近億元。2009年6月5日，重慶武隆雞尾山在發生多次小規模崩塌后（許強等，2009;殷躍平，2010；劉傳正，2010；馮振等，2012）突然垮塌，總體積約500萬m3的危巖體臨空剪出，經過墜落、沖撞溝谷形成碎屑后沿溝谷向下游高速運動后形成2000多m2，體積約700萬m3的堆積區，災害造成70多人遇難。湖北遠安縣鹽池河磷礦崩塌是又一起規模較大且典型的崩塌地質災害。1980年6月3日湖北省遠安縣鹽池河磷礦突然發生的巖體崩塌，體積約130×104m3，向下運動到相對高差400m的鹽池河谷，崩塌堆積體南北長560m，東西寬400m，*大堆積厚度約40m。崩塌發生瞬間在鹽池河上筑起一座高達38m的堤壩，并形成一座湖泊，崩塌產生的氣浪把磷礦的五層大樓掀倒并掩埋。事故死亡307人，掩埋了大量設備和財產，損失慘重。規模相對較小的崩塌則不計其數，我國每年都發生數千起。如2015年3月19日發生在廣西桂林疊彩山景區的崩塌，體積為數百立方米，導致7名游客死亡，25人不同程度受傷。2016年3月8日，四川省樂山市馬邊縣省道103線，山體崩塌約160m3，導致7人遇難。 表1-1中列舉了一些公開報道過的崩塌地質災害典型案例。從案例中可以看出，崩塌災害的發生有的是自然原因，有的是人為原因；有造成數百數千人死傷的，也有截斷河流，摧毀房屋、道路、橋梁隧道，砸毀車輛的，生命財產損失巨大。 1.2.2崩塌地質災害的概念 崩塌災害的分布隨機廣泛，規模差別巨大，規律性差，共性特征不明顯，成災環境、形成機理、孕育過程和影響因素等方面復雜多樣。很多學者對崩塌災害進行了研究，但由于常見的崩塌往往具有規模較小、規律性差、發生突然等特點，以及學術界重視程度不足，甚至尚未形成明確的定義，崩塌、落石、危巖體、滾石、巖崩、垮塌等概念經；煊。在地質學、地貌學、工程地質學等方面的教材及眾多有關的專業文獻中，除了對滑坡地質災害有著較為一致的共識外，對崩塌這一地質現象的理解并不完全相同。 《普通地質學》（夏邦棟，1983）中，將塊體運動分為崩落、蠕動、滑坡和泥石流四類，并將崩落定義為陡峻斜坡上的巖石或土體大塊或整體地向坡下垮落，是突發性的，其速度十分快。崩落常發生在新近上升的山體邊緣、堅硬巖石組成的懸崖峽谷地帶、河、湖、海岸的陡岸等。大規模的崩落能摧毀鐵路、公路、隧道、橋梁，破壞工廠、礦山、城鎮、村莊和農田，直至危害人民的生命安全，造成巨大災害。在工程建筑上視為“山區病害”之一。 由北京大學、南京大學、上海師范大學等高校編寫的《地貌學》（北京大學等，1979）中崩塌的定義為在陡峻的斜坡上，巨大的掩體、土體、塊石或碎屑層，在重力的作用下，突然發生急劇的崩落、翻轉和滾落，在坡腳形成倒石堆或巖屑堆，這種現象稱為崩塌。 張卓元和王士天（1964）在《工程動力地質學》中認為陡峻或極陡斜坡上，某些大塊或巨塊巖體，突然崩塌或滑落，順山坡猛烈地翻滾跳躍，相互撞擊破碎，*后堆于坡腳，這一過程稱為崩塌，個別巨石崩落則稱墜石。 鄭象銑（1991）在《實用鐵路工程地質學》中寫道：巨大巖塊或巖體因長期經受風化剝蝕或振動作用使本身脫離母體，在自重支配下，瞬息間突然而猛烈地由高陡處翻滾到較低的地方，撞擊成破碎的散塊，其運動往往是跳躍式前進，這種現象成為崩塌。山區斜坡巖層，由于風化作用或節理裂隙發達，經常發生小型巖塊的墜落，其現象與崩塌相似，唯規模較小，一般稱為落石或墜石。 胡厚田在《崩塌與落石》（1989）中認為陡坡上的巨大巖體或土體，在重力和其他外力作用下，突然發生向下崩落的現象叫作崩塌。崩塌的過程中巖體（或土體）順坡猛烈地翻滾、跳躍、相互撞擊，*后堆于坡腳。所謂落石是指陡峻斜坡上的個別巖石塊體在重力和其他外力作用下，突然向下滾落的現象。有人認為落石就是小型崩塌，但從其形成條件和產生原因來看，和崩塌不完全一致。它的形成條件更簡單、更容易，還包括個別的巖塊的滾落。 蘇聯著名工程地質學家洛姆塔澤（1985）在其著作《工程動力地質學》中寫道：單個巖塊或巖體從塹坡、礦坑邊坡，或從以堅硬或半堅硬巖體組成的高陡斜坡突然脫開并落下，亦即倒塌破壞謂之崩落。夾雜于軟黏土或松散砂土中的個別塊石、漂礫或膠結、壓密的巖石有時也脫落下來。無論是個別的塊石和巖塊，或者是更大的堅硬的和較堅硬的巖體，從位于坡肩以上的高陡露頭，或是從陡峻直立的斜坡上部陷落，并伴隨有翻滾、跳躍和擊碎稱之為崩塌。巖體在崩落時從其脫離母體的位置到其墜落點，所經過的路徑大部分是在空中，而在崩塌時則是沿山坡翻滾。 徐嘉謨認為（2006年1月12日談話記錄）滑坡和崩塌是地質體在工程狀態或在自然狀態下兩種不同的失穩方式或運動行為，前者是指沿某一固定底面滑動而不滾動的現象；后者是指脫離地質母體后直接墜入空間或沿坡面滾動的現象。就運動方式而言，有時前者可以向后者轉化（這往往取決于地形條件）。
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