基于無人機調查的滑坡穩定性快速評價技術研究

范育雷

（中鐵十九局集團第三工程有限公司，遼寧沈陽 110136）

0 引言

隨著人類的第四次工業革命的不斷發展，各種新型技術被應用于工程實踐中，近年來，無人機技術開始逐漸在滑坡穩定性分析領域得到應用[1]。儲昭飛等[2]使用對某滑坡的穩定性采用傳統方法進行了計算、分析。張江偉等[3]對某滑坡進行了現場調查，詳細分析了該滑坡的成因機制。連繼峰等[4]以垮梁子滑坡為例，繪制了點位等勢圖，綜合分析了場地的地下水走向。

對云南省某滑坡，采用無人機技術進行了現場的測繪調查，建模后進行了分析計算，這種方法具有快速、合理的優點，對同類工程具有較好的示范意義。

1 工程概況

1.1 地理與氣象水文條件

K033+600 滑坡區位于云南省麗江市大樹寨村。場地內交通較便利。場地的年平均降雨量可以達到750～850 mm。

1.2 工程地質條件

滑坡區位于滇西地區，地勢北低南高，地表河谷侵蝕切割較強烈。地形坡度范圍在8°～24°，為“圈椅狀”地貌，場地的覆蓋層土體以殘積、殘坡積及滑坡堆積粉質黏土為主。

2 災害體發育特征及成因機制分析

2.1 邊界特征

根據地面地質調查與測繪，滑坡邊界明顯，如圖1-圖4 所示。滑坡后緣以高1.5 m，寬0.3 m 的擋土墻為界；右緣以狹長的排水溝延伸到前緣為界；左緣以擋墻與階地的分界為界，此處上下裂縫高差0.3 m，以地表開裂、沉降并伴有裂縫壁擦痕為主要特征；滑坡體前緣以水流沖刷形成的弧形沖溝為界。

圖1 滑坡左緣

圖2 滑坡右緣

圖3 滑坡后緣

圖4 滑坡前緣

2.2 變形機制及影響因素分析

場地下部土體為硬塑—堅硬狀粉質黏土，上部為軟塑—可塑狀粉質黏土，上部巖土體整體性較差，為易滑地層，下部巖土體相對較穩定，不具備滑動變形的地形、地質條件。上軟下硬的斜坡結構特征是滑坡變形的物質基礎，地形地貌上，場地為圈椅狀，這樣的地形條件有利于坡面流、大氣降雨匯集，因此在降雨與物質條件兩種不利組合情況下，容易失穩，形成滑坡。

3 穩定性分析

結合無人機測繪成果建立的數值模型，進行數值計算，數值模型如圖5 所示。巖土力學指標取值見表1。

考慮到該滑坡所處區域雨量充沛，需要考慮降雨作用。主要設置天然工況和暴雨工況兩種。滑坡穩定性判別標準見表2。

采用極限平衡的基本理論和方法，計算天然工況下滑坡穩定性，得到的計算結果如圖6、圖7 所示。天然工況下，滑坡處于基本穩定狀態。暴雨工況下，滑坡處于欠穩定狀態。與現場調查情況基本一致，說明采用無人機建模分析是基本合理的。

圖5 數值計算模型

表1 巖土體主要物理力學指標建議值

表2 穩定性判別標準

圖6 天然工況穩定性計算結果

圖7 暴雨工況穩定性計算結果

4 結束語

通過該研究，得出了以下2 點成果：

（1）采用無人機對滑坡區進行測繪，可以快速建立數字地表模型與數字高程模型，可以為后期數值模型的建立提供基礎。

（2）研究區滑坡上覆堆積體結構松散，可為降水匯流提供集合空間，不利于滑坡穩定性。數值模型計算結果發現，天然狀態下，滑坡處于基本穩定狀態，降雨作用下處于欠穩定狀態，分析成果與現場調查成果基本一致，說明這種方法是可靠的、合理的。