岩土边坡纵向抗剪强度勘察技术研究

岩土边坡纵向抗剪强度勘察技术研究

岩土边坡的纵向抗剪强度是指抵抗沿边坡高度方向的剪切力的能力,其主要影响因素包括岩土的物理性质、结构特征和施工条件。举例来说,岩土的强度(如压缩强度、抗剪强度等)、物理性质(如韧性、黏聚力、内摩擦角等)、环境因素(如冻融、湿润、干燥等)、接触面的类型和特征(如岩土、基岩、坡度和高度等)都会对其纵向抗剪强度产生明显影响。因此,施工人员需要对这些因素进行勘查并根据勘察结果来选择不同的岩土工程方案,以提高施工的质量与安全性。

一、岩土边坡纵向抗剪强度勘查的意义与重要性

岩土边坡纵向抗剪强度勘查对于岩土工程的设计和施工非常重要,该过程不但能够确定边坡结构的稳定性、边坡的防护措施和场地的适宜性,而且能够对施工风险进行评估和监测。

(一)确定边坡结构的稳定性:首先,岩土边坡的纵向抗剪强度是边坡结构稳定性的重要指标,勘查能够帮助工程师识别潜在的边坡稳定问题,根据实测数据进行结构设计和优化。具体来说,边坡结构的不稳定容易导致滑坡灾害,进而威胁到周围的建筑物、道路和居民等的生命财产安全,且边坡稳定性不足会导致岩石、土壤等物质的移动和流失,对周围的环境造成破坏,并可能对地下水等环境产生不利的影响。同时,大多数地区的建设领域都有相关的建设规范和标准,明确了边坡的稳定性要求,而确定边坡结构的稳定性可以确保项目符合这些规范和标准,并大幅降低设计和修复的成本。

(二)确定边坡防护措施:其次,边坡的纵向抗剪强度对于选择合适的防护措施也非常关键,勘查能够帮助工程师评估不同防护措施的可行性和实施方案,确保防护措施能够有效地保护周围的土地和建筑物。举例来说,确定防护措施可以针对岩土边坡稳定性中存在的问题进行措施的选择和优化,防止开裂、滑坡等边坡稳定问题出现。然而,如果不确定岩土边坡的稳定性,人们在其附近进行活动或者建造房屋都会有一定的安全隐患,因而可以通过完善的边坡防护措施来提高边坡的安全性。并且,防护措施的选择和使用还可以对边坡稳定性问题进行有效处理,减少或避免边坡上的水土流失,使生态环境造成的影响得到一定程度的缓解。

(三)确定场地的适宜性:同时,岩土边坡纵向抗剪强度能够反映场地土质和岩石的物理性质,因此,勘查亦能够帮助工程师分析场地基础性能,以决定场地是否适宜建造某些工程项目。在岩土工程中,选择合适的工程方案对岩土基础性能有着至关重要的影响。场地适宜性评估可以为工程方案实施符合基础条件提供支持,从而确保工程的完整性和稳定性,且该过程可以对场地土质和岩石的物理性质进行评估和分析,从而确认基础条件的合理性和安全性,保证基础稳定。与此同时,岩土工程建设涉及到地基承载力的问题,而场地适宜性评估可以为地基承载力的确定提供参考,从而降低工程的风险。

(四)风险评估和监测:此外,岩土边坡纵向抗剪强度的勘查数据还可以作为风险评估和监测的基础,帮助工程师对岩土边坡稳定性进行预测和监测。具体来说,岩土工程的风险控制对工程的质量和安全起着至关重要的作用,而离线监测可以实时地掌握岩土工程的情况,以确保工程符合建设标准和规范要求。且风险评估和监测的过程能够对岩土工程存在的潜在问题和隐患进行分析和评估,从而可以及时发现问题,并通过分析数据和监测结果对工程进行相应的风险控制,这对于工程整体的质量和安全起着至关重要的作用。即使岩土工程建成后,风险评估和监测的重要性仍然不可替代。定期的监测和评估可以及时发现岩土工程的变化,进行风险控制和修复,减少因灾害效应而导致的人员伤亡和财产损失。

二、雨水渗透对岩土边坡纵向抗剪强度产生的影响及解决方案

雨水渗透是一个非常重要的因素,可能会对岩土边坡的纵向抗剪强度造成很大的影响,包括强化黏聚和减少内摩擦力、加剧裂缝扩张、影响基岩的稳定性等若干方面,这对于工程的施工与质量来说都是极大的隐患。

(一)强化黏聚和减少内摩擦力:一方面,雨水渗透后,岩土内部的黏聚力会被增强,使岩土的强度增加,且水分的保湿作用会减少岩土内部颗粒间的摩擦力,降低了抗剪强度。针对这一问题,改良土壤是增强土壤黏聚力和减少内摩擦力的关键,如增加土壤中的有机质含量、调整土壤结构以及添加适当的土壤改良剂等方法都可以提高土壤的黏结和稳定性。同时,由于地表植被可以增加土壤的吸水能力,因此,维护地表的植被或浅层覆盖物,可以减少雨滴对土壤的直接冲刷,从而减轻内摩擦力。另外,正确的灌溉方式可以帮助增强土壤的黏聚力和减少内摩擦力,如采用滴灌或喷灌等方式可以使水分均匀分布,从而减少过度的水分流失和冲刷。

(二)加剧裂缝扩张:另一方面,在陡峭的落差处,雨水经常流动,这可能会产生冲击力,进而加剧岩土的裂缝扩张,且大量的雨水会增加渗透深度和流速,导致更多的水汽浸入岩土内部,从而进一步加重岩土的裂缝扩张。针对该类问题,对于易产生裂缝的土地,需要采取适当的土地保持措施,如建造防护墙、增加植被覆盖、种植抗旱性强的植物等以减缓水流对土壤的冲刷,从而降低裂缝扩张的程度。同时,采用科学的动态蓄水模式也是一种有效的管理方案,可以控制雨水径流来缓解裂缝扩大的速度。例如,在雨季到来之前,可以设立雨水收集池或雨水花园来集中收集雨水,避免雨水迅速流失,并使雨水可以慢慢渗透到土壤中。此外,较为严重的地面裂缝需要通过土地整理的方式进行弥补,如挤压土壤或填补裂缝,以减少裂缝扩张的程度,且适当加强水泥基础建设也能固化土壤并减少土地流失和降低沉降的风险。

(三)影响基岩的稳定性:除上述方面以外,雨水渗透可能会使基岩表面的土壤和松散物质被冲走,掏空岩石表面,进一步破坏基岩的稳定性,导致边坡整体的滑动。为解决这一问题,工程人员应定期测量水位高度并将水位高度记录下来,以监测岩石中的孔隙过度积聚水分而引起的压力及对地下水位的影响,这可以帮助及时发现潜在的问题并采取预防措施。在渗水严重的区域,工程人员应在岩体表面使用防水材料。例如,可以采用钻孔注浆的方法进行处理,以形成封闭立体防水层。通过防水层,雨水将被隔离在石壁外部,从而减少了石壁系统的雨水渗透量。同时,在重要的土地上,安装排水管道以排放积水也能够缓解这一问题,排水系统可以将雨水排放到堆放区域以减少对岩石系统的影响。收集的水可以进行再利用,也可以用来补充附近的净水资源。

三、雨水渗透下岩土边坡纵向抗剪强度的勘察技术与方法

针对于雨水渗透下岩土边坡纵向抗剪强度的勘察需求,本文探讨了目前常用的一些勘查技术。具体而言,在传统勘察过程中,进行实地调查之前,工程人员应首先要了解有关地质、地貌以及周围环境的一般情况,这将帮助勘察人员更好地理解周围环境对边坡稳定性的影响,并为勘察准备提供参考。其次,勘查需要对获取的土壤和岩石样本进行室内试验,确定岩土受力、压缩强度、抗剪强度、压力变形性等参数,并将数据用于设计和模型分析,这些参数可以为确定边坡在不同情况下的稳定性提供支持。同时,测量和监测是勘察工作中非常重要的环节,该过程使用测量仪器,如位移计、地下水位测量仪、激光扫描数据、边坡表面水位计进行勘测,而通过监测数据,可以及时发现边坡的突发情况和问题,并采取相应的措施。另外,利用相关的模型分析软件,如Plaxis等,进行边坡的稳定性分析与计算也是一种有效方法。通过建立岩土边坡稳定性的数值模型,预测边坡的稳定性,并尝试进行一些改进和分析,以确保可靠性和安全性。最后,勘察人员应根据勘察信息和数据编写详细的勘察报告,在报告中应包括有关岩土边坡的现状、勘察方法、收集的数据和分析结果、岩土层参数及相应的稳定性计算,且应提供相应的风险评估报告,以便制定并实施风险管理计划。除上述方法外,为了解决雨水渗透下岩土边坡纵向抗剪强度的问题,一些创新的勘察技术和方法也被应用于实践。举例来说,根据实际情况和场地测量数据并利用高精度的三维扫描技术,建立岩土边坡的准确三维物理模型能够帮助勘察人员研究岩土模型的内部构造和力学特性,模拟不同工况下的受力情况,进而通过大量的模拟运算查找并修复边坡缺陷。采用新型的光纤测量传感器,利用其性能对边坡的情况长期实时监测也是一种十分新颖的勘察方法。其中,传感器测量的数据包括应变、水压力、温度、位移等,这些数据能够被用于进行自动化处理和分析,及时发现和响应出现的问题。又例如,结合地理信息系统和遥感技术,对岩土边坡上的含水层、受载区等进行全面勘察的GIS和遥感技术也十分有效,利用这种技术将星载遥感数据进行不同时间段的分析,以了解边坡平面分布与演变规律,进而为纵向抗剪强度勘察的奠定了数据基础。此外,利用人工智能和大数据技术对边坡数据进行分析,实现超高精度的数据处理和大数据分析也逐渐被应用在实际的勘察工程中,通过对全样本数据的分析和处理,可以更全面地了解边坡情况并预测未来潜在的问题,继而进一步指导相关工程工作。综上所述,岩土边坡纵向抗剪强度勘查具有极为重要的意义,其可以确保岩土工程的设计和施工更加安全合理,进而为我国的建设与开发工作做出巨大贡献。

作者:覃欲晓 单位:广西基础勘察工程有限责任公司