地質(zhì)災害視角下的水利水電論文

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1滑坡的形成

若滑坡體處于飽和狀態(tài)，有效應力將會有所減小，而空隙之間的壓力為正，若滑坡內(nèi)的孔隙壓力過大，那么滑坡將會失穩(wěn)。受水力梯度的影響，水在滑坡內(nèi)將會形成滲流荷載，主要包括浮托力和滲透力。托浮力是一個向上的力，它會導致坡體的穩(wěn)定性降低，當有隔水層存在于滑坡內(nèi)時，隔水層將會受到滲流荷載的凈水壓力作用，靜水壓力的大小隨著裂隙深度的增大而增大，當力的大小達到一定程度時極可能造成梳理劈裂，從而導致滑坡發(fā)生；若滑坡內(nèi)存在較大裂隙，那么水流的速度也會隨之而變大，滑坡的穩(wěn)定性也將會受到動水壓力的影響。

2利用有限單元法對滑坡的穩(wěn)定性進行分析

2.1有限單元法

有效單元法是一種數(shù)值分析法，主要用于研究復雜工程。有限單元法同傳統(tǒng)的數(shù)值分析法相比具有的優(yōu)點是：不用事先對遭受破壞面的形狀及位置進行假設；可以對處于復雜地區(qū)的地貌、地質(zhì)、地形的工程進行分析；可以利用計算機對工程中使用的各種材料以及工程中的載荷、本構(gòu)關(guān)系、約束條件進行模擬。

2.2基本原理

利用有限單元法可以將連續(xù)介質(zhì)逐步轉(zhuǎn)化成離散介質(zhì)，有限各單元的組合體代替原理的連續(xù)介質(zhì)，各單元通過結(jié)點互相連接，把結(jié)點位移作為基本未知量，通過充分原理或虛功原理建立求解結(jié)點位移的聯(lián)立方程。可以利用函數(shù)插值來獲取，再通過計算獲得單元內(nèi)應力和單元內(nèi)應變革。單元的適應力隨著函數(shù)階次增高而增高，但在實際應用中并不是選取的階次越高而越高，因為隨著階次的增高，計算也會變得更加復雜，因此選取合適的階次對于緩坡的穩(wěn)定性研究來說十分重要。在運用時步增量時，第n時步的節(jié)點位移增加量為{Δσ}En與內(nèi)部位移增加量{ΔX}n分別為：{Δσ}En={ΔX}N={ΔU,ΔV,ΔW}T根據(jù)節(jié)點位移增減量可以得到單元內(nèi)部位移增加量，即：{ΔX}n={N}{Δσ}En依據(jù)彈性倫理，得到{Δσ}n={Δε}n=[S]其中[S]=[D][B]式中[S]代表應力矩陣；[D]代表彈性矩陣；[B]代表應變矩陣。根據(jù)經(jīng)理等效將體力、面力等外力合理的分配到相關(guān)結(jié)點上，即式中{ΔV}、{Δq}、{Δp}分別表示體積、增加集中力的量、面力。在通過虛偽原理可以推出平衡方位為：在將繞結(jié)點進行組合，就能得到全體結(jié)點荷載增加量同全體結(jié)點位移之間的對應關(guān)系，即：[K]{Δσ}n={ΔF}En將以上的所有數(shù)據(jù)進行疊加處理后，便可以得到n時步時結(jié)構(gòu)的位移量分別為（б）m、（σ）n、（ε）k。

3水利水電工程滑坡災害評價

3.1災害評價的概述

在對滑坡災害進行評價時，必須要對引發(fā)災害的主要因素進行確定，在依據(jù)主導因素確定指標時，最好針對滑坡災害評價建立指標體系。對于庫岸滑坡的災害評價主要包括危險性、破壞損失、防治工程效益等方面。進行危險性評價時，要對滑坡體的穩(wěn)定性進行分析，對其穩(wěn)定性做出正確的判斷；危險性評價是破壞損失的評價前提，是對滑坡造成經(jīng)濟損失、人員傷亡及環(huán)境等進行評價；防治工程效益評價需要依據(jù)危險性評價來選取相應的工程加固措施，針對防治工程的可行性、合理性做出一個正確的判斷，為防治工程優(yōu)化提供合理方案。

3.2主要工程措施

在對滑坡工程的災害進行正確的評價后應當采取相應的治理措施有排水、抗滑擋墻、錨固支護、阻滑鍵等方式。滑坡治理最常見的方式是地下排水和地表排水。采用地下排水時主要就是在滑體內(nèi)安裝排水盲洞、排水鉆孔、排水平洞、支撐滲溝等方式。采用何種處理方式對滑體進行處理要根據(jù)滑體的實際情況進行選擇。地表排水的處理主要采用的方式有截、排、防等。截，主要是在滑體周圍設置截水溝，使滑體周圍的水不會進入到滑體內(nèi)；排，指的是利用滑體周圍天然的水溝或修建的排水溝，將地表的水引流到滑體的外圍處，減少滲入；防，主要是采用合理的防滲措施對已經(jīng)流到滑坡范圍內(nèi)的降雨或地表水進行處理，在處理過程中可采取對地表的裂縫用水泥漿封口或用黏土進行回填夯實，降低滲入滑體內(nèi)部的水的速度，并盡快將水引到滑體外部。

4結(jié)語

隨著工程建設、能源開發(fā)的快速發(fā)展，水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境成了目前最突出的問題，其中地質(zhì)環(huán)境中的滑坡問題在全球范圍內(nèi)造成了較為嚴重的影響。水利水電工程的滑坡問題研究涉及到許多學科，如地理學、巖石力學、環(huán)境地質(zhì)學等，對水利水電工程滑坡問題進行研究將會推動水利水電工程的健康發(fā)展。

作者：葉萍舟 單位：江西省萍鄉(xiāng)市水利水電勘察設計院