滑坡災害形成機理與防治方法研究

張永波，張哲驁

（西藏大學，西藏自治區(qū) 拉薩 850000）

正常來說，滑坡災害一般都發(fā)生在山區(qū)有斜坡的地方，因為斜坡結構不穩(wěn)定，或者是受到了外力的影響，就會導致其中的石土凸顯滑落的情況。通常滑坡災害初期的滑動速度很慢，但是在受到自然天氣催動的情況下就會導致滑動速度大大增加。由于其內(nèi)部結構異常不易被人們發(fā)覺，因此會造成十分嚴重的危害。

1 滑坡災害的形成機理

滑坡災害造成危險的原因分為內(nèi)外兩種。一般在山體發(fā)生滑坡災害之前，其就具備了內(nèi)部結構不穩(wěn)定，導致其中的某一面或者是某一部分有了足夠的滑動條件，讓其能夠在外部因素的刺激下而產(chǎn)生滑坡。外部因素是自然天氣中出現(xiàn)狂風暴雨等惡劣天氣催動本不穩(wěn)定的山體移動，或者是出現(xiàn)地震之類的自然災害，促使山體發(fā)生震動而產(chǎn)生了滑坡。大多數(shù)產(chǎn)生滑坡災害的地方都具有巖層軟弱或者是部分巖層軟弱的地質情況，在重力、風力或者是其他外力的推動下產(chǎn)生了極為不穩(wěn)定土狀軟層，進而在外力刺激下產(chǎn)生滑坡災害。

當斜坡中的巖石與斜坡的傾斜方向一致，或者是沒斜坡中的軟弱部分的傾斜角度與斜坡相同并且比坡腳還低的時候，就會在風雨侵蝕或者是人工挖掘的情況下暴露軟弱面，給滑坡災害奠定了發(fā)生的基礎。軟弱面相當于山體巖石產(chǎn)生滑動的“潤滑劑”，而且還會在雨水或者地下水滲入的時候使周圍土體軟化。因此一旦軟弱面受到一些其他因素的影響，就會在重力的帶動下產(chǎn)生滑坡災害。

滑坡災害的形成一般都包含三個階段：第一個階段，是蠕動變形。在這個階段，山體會因為軟弱面帶來的滑動空間，而在重力的引導下產(chǎn)生緩慢的位移。其速度極慢，在不經(jīng)過詳細的測量的情況下，很難發(fā)現(xiàn)其變化。第二個階段就是劇烈滑動。在此階段已經(jīng)積攢出了足夠的滑動空間，而且其滑動面已經(jīng)連接在一起，在滑動面順滑的前提下，山體會超快速位移，甚至能夠達到每小時數(shù)百米的速度，會給人們帶來嚴重的危害。第三個階段就是滑動穩(wěn)定。滑梯受到阻力或者其他因素的影響，最終其滑動速度會慢慢地降下來，直到達到最后的穩(wěn)定狀態(tài)。但是在這個階段也不能夠輕易地進行救援工作，因為山體還可能會因為其他因素的影響而繼續(xù)滑動。

2 造成滑坡災害的原因

2.1 自然環(huán)境

滑坡災害發(fā)生主要有兩種原因，其中一種就是自然環(huán)境因素。自然環(huán)境因素包括兩種。其一就是地質條件。產(chǎn)生滑坡災害的地質大多是巖土體，巖土體存在孔隙，會給水營造運動的壓力，讓水將巖石侵蝕和軟化，也能夠降低土體的強度，從而導致巖土體的容重強度增大。與此同時還會在巖土層之中產(chǎn)生一種浮托力，具有很強的軟化滑面，降低滑面強度的能力。長此以往，巖土體的結構就會越來越松散，其抗拒狂風和剪強度的能力就會越來越小，進而在其軟弱面產(chǎn)生嚴重的滑坡，進而形成滑坡災害。另一種元素就是降水條件，一旦一個地區(qū)經(jīng)常降雨，或者是突降大暴雨，就會導致雨水流入軟弱層，促使斜坡發(fā)生滑落的問題，進而對國家經(jīng)濟和人身安全造成影響。

2.2 人為因素

滑坡災害發(fā)生的另一種主要原因就是人為因素。這是因為人們在進行經(jīng)濟建設的時候，一味地追求經(jīng)濟發(fā)展忽略的盲目發(fā)展對大自然造成的傷害，在建設的時候違背了生態(tài)環(huán)境的發(fā)展規(guī)律。在平坡的地方建設建筑，大肆砍伐樹木，不計后果地挖山取礦，導致巖土體沒有樹木根系的保護，也出現(xiàn)了結構穩(wěn)定性被破壞的情況，原來的底層架構越發(fā)不穩(wěn)定，給滑坡災害創(chuàng)造了條件。一方面人們大力建設將一些山體下部或者中部的支撐給挖掘了，讓山體在沒有支撐的情況下產(chǎn)生了下滑的問題。另一方面，人們大肆地挖掘和建設產(chǎn)生的振動讓身體受到影響，營造了更多滑動的空間。還有一方面就是人們肆意砍伐樹木，土壤表面吸水量少，大量水滲透到巖土層，致使山體出現(xiàn)滑坡的情況。

3 滑坡災害防治方法

3.1 滑坡監(jiān)測

3.1.1 GPS法

GPS主要是用來對固定隊形進行定位的空間定位技術，使用此種技術進行滑坡檢測可以形成巖土層的位置影響，通過對其定期監(jiān)測位置數(shù)據(jù)的方式，構建一個更加精準的控制網(wǎng)，從而能夠精確地分析巖土層位置變化或者形狀變化的情況，以此來實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控并預警滑坡災害的目標。當前這種方法已經(jīng)被廣泛地應用到了各個國家，并且通過不斷的優(yōu)化和升級來實現(xiàn)更加精準的監(jiān)控山體情況的目的。GPS檢測滑坡的方法最早使用在20世紀90年代，但是當時雖然能夠實現(xiàn)無人值守的目標，但是其精準度無法得到保證，進而沒有辦法真正地實現(xiàn)精準分析的作用。在經(jīng)歷多次優(yōu)化之后，當前GPS技術已經(jīng)可以精準到毫米，將其使用到測繪領域就創(chuàng)建了超高精準度的空間定位網(wǎng)絡。

3.1.2 自動遙感技術

這種技術是在自動化技術發(fā)展的過程中，逐漸研發(fā)出來的遠程遙感監(jiān)控技術，其主要是使用空間衛(wèi)星進行遙測，或者是利用遠距離遙控監(jiān)測系統(tǒng)來進行監(jiān)視，從而采集滑坡的實時情況，對于其變形的信息進行高效的采集和處理，并且將分類儲存、精準分析，形成更為直觀的曲線圖表，由此來達到高效檢測的目的。與此同時，自動遙感技術的使用不光能夠更為精準地做到數(shù)據(jù)分析的作用，還能夠實現(xiàn)每時每刻監(jiān)測的目的，將監(jiān)測信息遠距離傳輸?shù)綌?shù)據(jù)接受的系統(tǒng)，從而更加安全地完成檢測工作。但是自動遙測技術也有一定的缺點，那就是其會受到外部不確定因素的影響，導致傳感器受到損傷，進而無法保證長期穩(wěn)定的檢測狀態(tài)，沒有辦法將其利用在長期監(jiān)測工作中。

3.1.3 宏觀監(jiān)測法

此種方法主要是針對宏觀角度滑坡產(chǎn)生的異常進行的檢測，其中包括地面的鼓脹或者凹陷、地面的上升或者沉降、地下水的流通情況以及滑坡地區(qū)動物的異常舉動等等。通過對這些明顯的變化進行動態(tài)監(jiān)測，就能夠及時發(fā)現(xiàn)滑坡是否出現(xiàn)異常變動，以及滑坡變形的趨勢。比如在監(jiān)測到地表出現(xiàn)裂縫的時候，就可以及時到相應位置來對裂縫的情況進行監(jiān)測，其中包括裂縫的長寬變化和深度變化等等。并且將檢測的數(shù)據(jù)進行科學合理的分析，從而及時地發(fā)出警報或者是采取一些措施進行管理。這種方法主要是針對地表宏觀角度發(fā)生的變化進行監(jiān)測，其準確性較高，是比較可靠的檢測手段。而且這種方法需要的成本較低，能夠廣泛地使用在各種環(huán)境，適合各種滑坡類型監(jiān)測。

3.2 滑坡勘察

3.2.1 勘察內(nèi)容

要想預防滑坡災害就需要提前對各個滑坡進行勘察，找出存在滑坡災害風險的滑坡，之后再采取相應的手段進行防護。在進行滑坡勘察的時候，其主要是需要采用先進的科學技術來對滑坡的地質情況進行調查，并且通過測繪、鉆探、水文觀測等等勘探的方法來獲得滑坡情況的全部數(shù)據(jù)。比如通過測繪調查滑坡的實際規(guī)模、通過地質鉆探調查滑坡的空間分布情況、通過水觀察了解滑坡的水文地質情況等等。再通過先進設備對數(shù)據(jù)的分析處理來將滑坡進行分類。確定滑坡類型之后，還需要對滑坡產(chǎn)生的原因進行研究。再通過其他數(shù)據(jù)綜合分析，推測出滑坡一旦發(fā)生災害會造成的危害程度。通常勘察工作都需要多次分析和驗證，確保勘察數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。

3.2.2 鉆探法和物探法

鉆探法是勘察滑坡時經(jīng)常采用的一種方法，其主要被使用在中型滑坡。通過鉆探技術，能夠更加準確地了解滑坡的具體規(guī)模以及其實際的范圍，還能夠通過鉆探得知滑坡中巖土體的構成情況。此外還可以通過采樣的方式進行巖土體的研究。利用物理實驗來對巖土體中的水層分布情況進行探究，并且了解水自控的來歷和分布情況。進而研究出其對巖土層的影響，確定巖土體是否有滑坡災害的風險。而物探法主要是使用雷達、聲波、地質勘探等方法來進行地質情況。通過這種方法能夠更加準確地了解到巖土層的各個層次分布的情況，以及各個層之間物理性質的差異，進而分析出滑坡的地質特點以及各各地層的分布情況，以此來為后續(xù)的防范工作奠定良好的基礎。

3.3 滑坡防治

3.3.1 錨索穩(wěn)定

首先可以采用將預應力錨索與能夠抵抗山體滑動的抗滑樁融合使用的方式來防范滑坡災害。這主要是通過這兩種方式的結合來讓其能夠同時承受滑坡的變形力度，提高其抗滑的能力，進而保障滑坡的推力區(qū)域的穩(wěn)定性。首先是利用錨索減少滑坡推理區(qū)域的滑動以及其對其他地區(qū)的推動。其次再利用抗滑樁來進行承受力的加強。在這兩種方法的結合之下，一方面減少了懸臂拼裝的承受力度，徹底改變了受力機制，在降低樁的彎矩方面達到了最大的效果。而且這種方法還能夠在樁預埋深度降低的情況下就能夠讓整個結構達到受力平衡的目標，從而實現(xiàn)更加低成本的工程建設目標，而且還不會影響到整個結構的抗力能力。由此實現(xiàn)低成本、高效益的工程建設目的。

3.3.2 灌漿技術

這種技術主要是往滑坡的內(nèi)部灌入能夠加固的物質，以此來加固原來的巖土層，讓其能夠利用自身的力量減少產(chǎn)生滑坡災害的風險。比如采用過旋噴注漿的方式將固定物質灌入到滑動帶土層，讓其在固定物質的作用下能夠更加牢固，讓容易產(chǎn)生滑動的滑面與滑體更加穩(wěn)固地連接在一起，減少滑坡能夠滑動的空間，從而提升滑坡整體的抗剪強度，讓整個滑坡都能夠更加穩(wěn)定。這種技術主要是使用了先進的機械設備，其操作起來相對來說較為方便，能夠使用更少的勞動力來完成加固的工作，是一種讓巖土體能夠自身變得堅固的方式。但是這種方法會受到施工環(huán)境的影響，個別較為崎嶇地區(qū)機械無法進入，因此需要施工人員酌情選擇，否則會導致防范成本增加。

3.3.3 格構錨固工法

這種方法是當前新研究的一種方法，主要通過坡面支擋的結構來實現(xiàn)滑坡災害防護的目標。這種技術是和預應力錨索技術相結合，通過在滑坡地區(qū)澆筑混凝土格子的方式來讓滑坡具有足夠的阻力，讓其能夠在混凝土結構的阻攔之下，減少坡體滑動的情況。由此就算山巖體中存在軟弱面和讓山巖體滑動的空間，也會在水凝土結構的阻攔下無法繼續(xù)滑動，從而減少滑坡災害的產(chǎn)生。這種方式主要是通過給滑坡滑動帶來阻力的方式來減少其滑動的可能性，讓其不具備足夠的滑動動力，從而減少了高速滑動帶來的危害。這種方法被廣泛使用在滑坡治理工作之中，主要應用在公路的邊坡或者是滑坡，從而讓被挖開支撐體的滑坡能夠有足夠的支撐力，進而保證其穩(wěn)固性。

3.3.4 地下排水技術

滑坡災害的形成少不了水的催動。一方面人們砍伐樹木減少了吸收雨水的植株，讓滑坡中吸收了大量的水分從而增加了巖土體被腐蝕的速度，增加了其產(chǎn)生軟弱面的可能性。另一方面大量的雨水灌入會像潤滑劑一般讓滑面連接在一起，給滑坡快速滑動創(chuàng)造了條件。因此可以采取地下排水技術來減少水的影響，從而讓滑坡更加的穩(wěn)定。首先可以在滑坡中垂直鉆孔，將水分引入到地下河流之中，從而減少水對巖土體結構的侵蝕。其次還可以通過深度水平排水廊洞建設的方式，來增加地下水排除的速度，從而減小孔隙水的壓力。由此來讓巖土體的正應力更強，而且沒有水的催動，其抗滑力也能夠得到提升，進而實現(xiàn)穩(wěn)定滑坡的目標，減少滑坡災害帶來的經(jīng)濟損失。

3.3.5 預應力錨固技術

此種技術是經(jīng)過了長時間的研究分析才得出來的一種比較成熟的技術。其主要是通過在滑坡中較為容易滑動的區(qū)域進行打孔，再將其用鋼索固定在孔底更為穩(wěn)定的結構中，并且通過鋼索的拉力來減少其產(chǎn)生滑動的可能。這種方法能夠讓滑坡的穩(wěn)定性更強，通過最少的挖掘量來減少對滑坡的傷害。與此同時，還可以在不影響其他工作的情況下來對其進行加固，將其中一部分的壓力進行分散，從而讓其能夠更加穩(wěn)固。當前隨著技術的提高，其承載力上限也在不斷提升，而且還研究出了能夠具有更強的防腐能力的可再拉張性錨索，讓滑坡的穩(wěn)固性更強。由于這種方法強大的承載能力，企業(yè)被廣泛地使用在山洞挖掘的工程之中，用來提高身體結構的穩(wěn)固性。

4 結論

綜上所述，滑坡災害通常具有極強的隱秘性，輕易不會被發(fā)現(xiàn)，當其發(fā)生的時候就會帶來極大的災難。其主要是受到自然和人為兩種因素的影響，在其受到刺激的時候軟弱面就會出現(xiàn)崩塌或者移動的情況。因此就需要人們采取錨固鎖定、地下排水、灌漿技術等多種方式進行防范，減少滑坡災害帶來的經(jīng)濟危害。