滑坡的预测预报及防治措施研究

唐志强 廖炎

摘要：本文对滑坡预测预报的一些分析研究方法做了一些简单的介绍，并对滑坡的防治措施做了简要的说明。

关键词：滑坡预测预报防治

1概述

作为边坡失稳的主要表现形式，滑坡的预测预报日益受到人们的重视。这反映了随着经济活动的扩展，滑坡给人类带来的损害日趋严重，人们迫切希望掌握有效避免或减轻灾害的方法，也反映了至今也未形成较成熟的滑坡预测预报理论和方法，许多研究尚处于探索阶段。

滑坡的预测预报是指滑坡发生、演变的相应空间预测及其时间预报。前者是以预先判断滑坡发生的地点为主，称为滑坡预测；后者以预先判断滑坡活动时刻为主，称为滑坡预报。在实际工程建设中，人们除了关心滑坡的临界时刻外，还会关心滑动范围、滑动规模、滑动方向和滑动可能造成的灾害。

2研究方法

滑坡预测预报方法可概括为过程随机制分析法、理论计算法和工程地质类比法。

2.1过程随机制分析法：这种方法的实质就是应用滑坡变形、破坏的基本规律，通过追溯边坡演变的全过程，对滑坡稳定性发展的总趋势和区域性特征作出评价和预测。主要包括以下方面：（1）根据阶段性规律预测滑坡所处演变阶段和发展趋势。即，确定滑坡可能的变形和破坏方式；根据滑坡变形迹象判断边坡演变阶段；演化过程再现模拟分析。（2）根据周期性规律判定促使滑坡演变的主导因素。促使滑坡变形破坏的各种因素，在地质历史中都有其各自的周期性变化规律。如河流由侵蚀变为淤积，由淤积变为侵蚀；地震的周期性出现，气象、水文动态的季节性变化和多年变化。因此滑坡的演变也会具有周期性，并且必然受主导因素的周期性变化规律所制约。

2.2理论计算法：是将土力学、岩石（岩体）力学、弹性力学、断裂力学、损伤力学等多种力学和数学计算方法应用于滑坡稳定性的定量评价和预测。量化分析涉及到稳定性计算、失稳时间预报、稳定空间预测等。但所有计算方法都必须建立在深入查明原型特征和作出符合实际情况的演化机制分析的基础上，机制分析至少必须从以下几个方面为理论计算提出信息：(1)力学模型和数学模型。必须根据地质和演化机制模式建模，潜在破坏面的位置和形态特征、坡体中的变形破裂迹象，以及水动力学模式等，均要通过变形破坏机制分析加以确定。（2）主导因素。根据滑坡演化过程与各环境动力因素的相关分析加以确定。（3）计算参数的选取。坡体中各种强度参数和物理性质、水理性质参数，都是随滑坡演化的变量，因而只有判明滑坡的演化机制和发展阶段，才能正确选定。如进入滑移面贯通阶段的变形体，滑移面强度已接近残余值；缓慢变形的蠕变体，可采用流变实验确定有关参数。

2.3工程地质类比法。其实质是把已有的天然斜坡或人工边坡的研究、设计、施工、监测等经验应用到条件相似的对象斜坡或边坡的治理中去。经验包括有边坡的分类、变形破坏、发展变化规律、整治等。在类比时，不但要考虑滑坡结构特征的相似性，还要考虑滑坡所处自然环境的相似性，以及促使滑坡演变的主导因素和阶段的相似性。

3滑坡的预测预报

滑坡预测的目的是为重大的国民经济建设规划提供可靠的依据，提高国土开发和整治工作的科学性，合理使用和维护工程地质环境，保持地质生态平衡，防止环境质量恶化；为具体建筑物和建设场地布置，选择无滑坡或不易形成滑坡的安全地带，节省建设投资，提高基建工程的设计施工质量；及时预报已有滑坡产生新的滑动或位移，预防事故及人员伤亡和减少财产损失。

滑坡空间预测是时间预报的先决基础条件，滑坡的时间预报是空间预测的进一步深入和具体化；原则上滑坡的预测预报既是空间的，又是时间的，但二者又具有相对的独立性与工作先后的有序性。

3.1空间预测。滑坡空间预测主要是指对滑坡可能出现的位置及可能滑动的规模进行预测。 有多种评价方法，主要有外延法、斋藤法、灰色预报、非线性理论预报、因子叠加法等。但所有的方法，都建立在对区域斜坡变形破坏或崩塌、滑坡灾害与环境背景相关分析基础上。结合某个地区滑坡勘探资料，一般情况下选择以下几个数值化量作为滑坡空间位置的控制参数，即土的抗剪强度、土体结构面发育程度、地形坡度、地形切割深度、地震烈度、地下水埋深、坡脚开挖深度、降雨时间和强度。要求所选择的控制参数可确切反映静态条件和动态因素与滑坡规律之间的关系。一般需经初选、筛选和组合的过程，以便全面反映滑坡的控制条件和因素，排除次要条件和因素，以达到尽可能不遗漏重要信息又不致重复引用某种信息的目的，使预测方程优化。

预测成果的分析检验主要包括：①预测方程的显著性检验；②外推预测的实际抽样检验。

3.2时间预报。滑坡预报可分为趋势预报和临滑预报。趋势预报是预先判断数十年后，数年甚至数月后，滑坡将要发生或老滑坡将要复活的预报。临滑预报是指预先对数天内滑坡发生或活动时刻所作出的预报；它是建立在预报者的经验和观测结果的基础上进行的，以预报滑坡发生时间或复活时间为主。

日本学者斋藤通过大量实践得出，均质土坡发展为滑坡的时间与蠕变速率之间有如下经验关系：或 式中：—达到最终破坏（或破坏）所经历的时间（min）；—等速蠕变速率（10-4/min）a、b—常数；±0.59—包括95%的测定值的范围；一般是根据伸缩计测得的位移变化量按：求得的。式中：—两测点间相对位移，即时间内滑动位移量（㎜）；—变形后缘沿滑移方向两测点间距（跨距长度）（㎜）；—观测所经历的时间（min）。

加速蠕变阶段中破坏时间图解

根据计算，当=1×10-5/ min，距整体滑动大约还有一天时间，当ε=1×10-4/ min时，仅有3小时左右。与两者在对数坐标上大致呈线性关系。如坡体已进入加速蠕变阶段，可根据加速蠕变阶段的位移—时间曲线做预报。斋藤提出在曲线上取相邻点间相对位移量（）相等的三个点（A1、A2、A3），它们分别对应的时间为t1、t2、t3，则发生破坏的时间可推算：

如上图，点T所对应的时间就是破坏时间。

3.3预测系统的建立。随着科学技术的发展，特别是信息技术的进步，滑坡的预测系统的智能化很有必要，也必将成为现实。地理信息系统（GIS）的发展应用为其提供了技术支持。GIS是一种基于计算机空间图形和数据处理的工具，它是用来综合分析和处理描述地理数据，特别是人类的生存空间的各种地理数据，并用以支持决策的综合系统。在铁路、公路、江河沿线以及山区城镇、露天矿山等大型或比较具有危害性的边坡管理中，运用GIS可以对其进行监测和评价，指导日常的维护和管理，主要包括：信息查询和分析、灾害的预测与监测、灾害的防治与决策、防护工程的优化设计等。将GIS等工具与边坡稳定分析系统结合起来，便可形成边坡稳定的监测与预测系统，这是一个发展趋势。

4防治措施

滑坡的发生与发展，多属综合因素作用的结果。但在复杂的多种因素中，经过分析，找出影响边坡稳定的主要因素，采取适当的处理措施，以确保施工或使用中的安全。防治方法一般可分为三个方面：①排除不利外因，如地面入渗；②改善力学条件，如消坡减重、支撑、排水；③提高或保持滑动面的力学强度。如锚固。各种方法应综合、合理应用、以达到合理、优化的整治效果。

4.1原则和依据。防治原则以防为主，及时治理，并根据工程的重要性及社会效应制定具体的整治方案，主要依据以下几个方面：一、工程措施的技术可能性及必要性；二、工程措施的经济合理性；三、工程措施的社会环境特征和效应。

4.2植物护坡的环境效应。植被对边坡稳定的有利影响可概括为水文地质效应和力学效应两个方面。以树木为例，在水文地质效应方面，它可通过树冠遮挡降雨，减少雨水入渗量；通过根茎吸水、叶面蒸发而疏干土体和降低地下水位；又可阻滞地面径流，降低水的面蚀能力。在力学效应方面，根茎可起到根固土壤，提高土体抗冲刷能力的作用，嵌入基岩的根茎可起到锚筋的作用，成为坡体的支撑。植被不仅可以达到支护的目的，而且可以改变局部小环境，达到美化的效果。

但在一定条件下，植被也会产生一些不利于边坡稳定的影响。如树木本身的重量增加了坡体的荷重，并向边坡传递风的动力荷载；在减少雨水入渗的同时，必然造成表面径流的加大，使雨水冲蚀能力变大。

4.3防水措施。就是要作好地表和地下的排水工作来降低或保持地下水位，使边坡土体处入良好的稳定状态。

一、地表水处理：在坡体内做截水沟，使地表水不能进入滑坡范围以内；在坡体可能滑动范围内修筑各种排水沟，使地表水排出坡体外；整平地表，夯实裂缝和地表，筑隔水层，减少地表水下渗并使其尽快汇入排水沟。

二、地下水处理：截断坡体内自由水来源，引出坡体内的自由水；在坡体前缘，常因土中水活动而松软潮湿，引起边坡坍塌，可采用边坡渗沟疏干，或做盲沟，兼起支撑和疏干作用；对潜在滑动带附近的水可采用拦截、疏干、排出等措施来降低地下水位。

5结语

滑坡作为一种严重的自然灾害，给人民的生命财产安全带来了极大的威胁，对其预测预报并预先作出处理是有效避免和减轻危害的方法，通过建立有效的预测系统与采用一些常规的防治措施结合，具有一定的实际意义。

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