沙漠铁路工程地质灾害危险性评估及防治

研究目的:工程建设项目受地质灾害影响很大,因此在项目建设前进行地质灾害危险性评估就显得非常重要.本文就此问题进行研究,以便通过评估结论为今后拟建项目后续工作提供科学依据.研究结论:(1)在项目规划阶段必须做好地质灾害危险性评估工作,以查明地质灾害体的现状危险性以及在激发地质环境因素下的危险性;(2)要对各种突发性地质灾害和缓变地质灾害进行针对性的危险性评估,不能只对突发性地质灾害进行评估,而忽略缓变地质灾害的危险性;(3)要对现状和预测评估中的地质灾害灾种作出判识和分析,根据不同灾种类型采取相应的量化因子判别方法,以确定其危险程度,从而对灾种类型、规模、危险性和危害程度做出准确的评估.同时,要针对不同的灾种提出合理的防治措施.     

隧道洞口段危岩崩塌落石冲击风险评价研究

研究目的:西南山区隧道进出口段往往位于沟谷,地形切割强烈,洞口仰坡易发生崩塌落石灾害。为评价落石灾害风险,本文建立新的隧道洞口段危岩落石风险的综合评估流程以及多指标综合评估模型,克服以往确定指标权重时人为因素影响较大的缺陷,为今后隧道洞口坡段落石灾害治理决策、落石计算和防治工程等设定风险等级提供依据。研究结论:(1)将可拓学理论引入隧道洞口危岩落石风险评估中,建立了隧道洞口危岩落石风险的可拓综合评估流程,构建了落石风险的多指标可拓综合评估模型;(2)对定性指标做定量化处理并对评价指标进行归一化处理,使得评估指标具有可比性,并提出用简单关联函数确定各指标权重;(3)构建了隧道洞口危岩落石风险分级的物元可拓模型,将落石风险等级定为极低风险(Ⅰ)、低风险(Ⅱ)、中等风险(Ⅲ)、高风险(Ⅳ)与极高风险(Ⅴ)五类,通过工程实例验证并利用层次分析-模糊数学综合评价法进行对比,验证了该评价模型的评估结果是合理的、可行的;(4)本研究结果可为落石风险评估提供一种新的思路。     

蒙华铁路黄土滑坡风险评价研究

为了降低滑坡等不良地质在铁路建设和安全运营过程中产生的危害,在选线过程中需对区域内不良地质发生的风险进行评估。以蒙西至华中煤运通道工程黄土高原区为研究对象,基于遥感与GIS技术开展区内黄土滑坡风险评价研究,通过GIS技术分析滑坡与环境要素的内在联系,确定18个滑坡影响因子并进行定量研究;根据区内滑坡遥感解译成果和影响因子数据建立加权叠加模型,实现滑坡风险等级区域划分,并提出一种新的因子权重计算方法:通过建立滑坡因子变异系数在滑坡处与研究区的数学关系确定因子权重,具有客观可靠性;基于黄土滑坡风险评价结果,对拟选线位进行方案比选,提出最优线位通过方案。研究成果可应用于铁路工程选线设计和防灾减灾等工作。     

黄土特高边坡垮塌原因分析及综合整治措施

研究目的:黄土高边坡在地表水、地下水及隐形滑动面的作用下,极易发生溜坍或滑动。例如,陕北某黄土沟谷一挖方高边坡,其挖方边坡高度为110 m,为超高边坡且原始边坡中下部发育有大型古滑坡,2015年雨季持续降雨造成六级平台以下边坡发生坍塌,2016年雨季强降雨使边坡左、右两侧滑塌区范围进一步扩大,局部六级平台已全部垮塌,坍塌面局部延升至十二级平台边缘,整个黄土特高边坡处于极不稳定状态,本文旨在对该特高边坡垮塌原因进行分析并提出综合整治措施。研究结论:(1)查明了黄土超高边坡的地质结构及相应力学特性,采用瑞典圆弧法得到了边坡稳定性检算结果;(2)根据本边坡工程地下水补、径、排情况,得出了地下水对黄土边坡稳定性影响规律;(3)探明了原始边坡古滑坡分布范围和滑面埋深,找到了古滑坡和黄土边坡坍塌的内在关系及坍塌成因;(4)本黄土特高边坡高度超过了相关规范适用范围,但经过专门论证研究,采用设置竖向渗井、抗滑桩、挡土墙等综合整治措施,保证了边坡的稳定性;(5)本边坡综合治理设计及施工经验可为高大土质边坡、地下水丰富的边坡治理工程提供借鉴或参考。     

降雨条件下灵台黄土滑坡变形机理分析

研究目的:为了更好地应对西部铁路建设中常见的黄土滑坡问题,本文以一处典型黄土滑坡为例,结合滑坡区的工程地质条件,建立地质模型,对其降雨条件下的变形特征、诱发因素及形成机理进行了分析,旨在通过深入研究黄土滑坡在降雨条件下的变形机理,为铁路工程建设中该类地质灾害的防治工作服务。研究结论:(1)灵台滑坡是在自然条件下受降雨影响,雨水顺节理裂隙下渗,坡脚遭到雨水浸润、侵蚀,上部土体充分湿陷,在自身重力影响下形成的中型滑坡;(2)对滑坡体在一定降雨条件下进行有限元模拟,得出整个灵台滑坡降雨入渗过程就是降雨对基质吸力影响强度逐渐降低同时影响范围逐渐扩大的过程;(3)结合实际勘探资料,对滑坡天然状态与饱水状态应力-应变的力学行为进行比较分析,得出滑坡失稳、破坏与滑移的力学机制;(4)本文研究成果可为黄土滑坡的防治工作提供理论基础。     

边坡安全风险评估研究综述

通过文献调研，梳理了边坡地质灾害风险定义及边坡安全风险评估概念，系统总结了边坡安全风险评估发展历程，评述了国内边坡安全风险评估现状、评估内容与方法。针对国内边坡安全风险评估没有考虑易发性的问题、滑坡灾害风险评估研究较为系统而崩塌落石灾害研究相对较少的问题，对易发性、危险性评估指标进行了区分，并提出了包括易发性、危险性、易损性及综合风险评估的边坡安全风险评估体系。     

遥感技术在蒙华铁路地质勘察中的应用研究

研究目的:蒙西至华中地区铁路通道工程浩勒报吉至三门峡段风沙、煤窑采空、黄土滑坡、崩塌等不良地质发育,同时沿线地貌类型复杂,沟壑纵横,大范围地面调绘工作开展困难。为优化地质调绘方法,提高不良地质勘察效率和质量,研究利用遥感判释技术进行沿线不良地质勘察。研究结论:(1)研究采用高分辨率遥感和三维遥感技术相结合的方法,进行沿线不良地质遥感判释,查明了沿线不良地质分布特征;(2)划分出沿线毛乌苏沙漠区风沙分布特征,识别出煤窑采空分布范围,判释出270余处黄土滑坡和崩塌,判释准确率高于85%;(3)高分辨率遥感和三维遥感技术的综合应用可满足多类型不良地质勘察的需要,为地质选线提供了直接参考;(4)该研究成果可应用于艰险山区长大线路工程不良地质勘察工作。     

延安地区黑沙蒿生长特征及护坡效应研究

研究目的:黑沙蒿是黄土边坡生态恢复与重建的优良树种,研究黑沙蒿在黄土边坡植被群落结构中的生长特征,对黄土边坡稳定性及生态恢复有着重要意义。本文基于对延安地区黄土边坡主要优势植物黑沙蒿的调查,通过植物科属分布及密度、黑沙蒿在边坡植被群落结构中的生长特征以及Simpson指数等分析,研究黑沙蒿的护坡效应,为延安地区黄土边坡复合型生态防护提供可靠依据。研究结论:(1)延安地区植物物种多样性处于中等偏下水平,基本符合黄土高原半干旱地区的边坡植被组成特征;(2)黑沙蒿由于耐寒耐旱及适生性强,成为延安地区黄土边坡主要植物物种;(3)随着坡度增大和土壤湿度降低,黑沙蒿数量相应减少,但优势度相应增大;(4)基于黑沙蒿护坡效应的分析,提出了各坡度下适宜的初期护坡植物物种及相应的工程结构措施;(5)本研究成果可为西北黄土边坡生态防护技术提供指导。     

艰险山区路基工程施工风险分析

研究目的:为实现对路基工程施工风险的动态评估,以西南艰险山区特殊环境中的路基工程为研究主体,提出一种基于动态权重—二维云模型的路基工程施工风险评估模型。研究结论:(1)基于一般路基施工存在的风险影响因素,考虑艰险山区复杂的地质环境和路基工程施工的特征,构建了艰险山区路基工程施工风险评估体系,并以路基工程施工实时反馈的动态风险信息为基准,利用动态权重模型为指标赋权;(2)以风险概率和风险损失为基础变量构建了风险评估的二维云模型,并以成贵铁路兴文至毕节段的某段路基工程为例,用该模型评估其施工的风险情况,同时借助MATLAB绘制风险云图直观反映风险程度,最后通过计算贴近度确定风险等级,以确保评估结果的准确性;(3)研究结果表明：艰险山区路基施工的风险主要源于自然和地质风险以及由其造成的材料设备和施工技术风险;(4)本文研究可为艰险山区路基施工风险预防及控制提供参考。     

遥感技术在既有铁路地灾防治中应用方法研究

研究目的:我国铁路运营里程已超过13万公里,其中山区铁路众多,沿线地质灾害多发,给铁路运营安全带来极大挑战。为探索既有铁路灾害防治经济高效的技术手段,研究利用三维遥感、雷达遥感、无人机遥感、卫星定位等技术手段,开展既有铁路沿线地质灾害筛查监测工作。研究结论:(1)通过高分辨率三维遥感解译技术,可实现既有线一定缓冲区内的滑坡、崩塌、泥石流等灾害的快速筛查,并通过数据解译更新,及时掌握既有铁路沿线灾害发育演变特征;(2)无人机遥感技术在局部高陡边坡、危岩落石及大型滑坡及错落等灾害调查中优势明显;(3)雷达干涉测量技术可作为边坡形变监测的有效手段;(4)建立基于北斗卫星定位系统的既有铁路地质灾害实时监测和信息管理系统,能够提升既有铁路防灾减灾和信息化管理水平;(5)本研究成果可广泛应用于山区铁路防灾减灾工作。     

陇南市三家地黄土地震滑坡形成机理研究

研究目的:5.12汶川大地震给人民生命财产造成了极大损失。震后10年内,将是次生地质灾害频发期。其中,滑坡是最为广泛、危害最大的灾害之一。正确认识地震诱发型滑坡形成机制,是防治设计的基础和依据。研究结论:以陇南三家地黄土地震滑坡为例,认为黄土泥岩顺层缓倾结构是此地震滑坡产生的内在因素,地处两构造交汇地带为滑坡形成提供内在动力,泥石流异常发育是滑坡形成的主要外部因素,而地震波传播方向与坡体应力场方向耦合、地震波与黄土显微结构的耦合及地震波与突发地下水异常的耦合是该滑坡形成的诱发因素。针对滑坡形成机理提出了防治建议,对认识地震诱发型滑坡形成机理,有效降低地震诱发的次生灾害,促进灾后重建工作有一定指导意义。     

基于AHP的路堑护坡风险动态加权综合评估模型研究

为建立运营期既有铁路路堑护坡风险评估模型,在朔黄铁路(神池—黄骅港)全线病害排查结果的基础上,结合层次分析法和动态加权综合评价方法,建立路堑护坡风险动态加权综合评估模型。研究结论如下:基于朔黄铁路全线野外调查、物探和钻探结果,提出护坡病害自身严重性评价指标及评定标准;基于护坡病害对邻近线路安全的影响程度,提出护坡病害对铁路的危险性评价指标及评定标准;对护坡病害自身严重性和对铁路的危害性各评价指标进行分层和排序,采用层次分析法得到各指标权重;结合两种评价模型,运用动态加权综合评价方法,提出动态加权综合评估模型;通过一高边坡对该模型合理性进行验证,结果表明该模型可科学全面地评估运营期路堑护坡风险。     

基于指数矩阵的深基坑邻近砌体房屋安全风险评估

为客观评估深基坑邻近的砌体结构房屋的安全风险等级,基于综合风险指数矩阵法建立具有实操性的安全风险评估模型。根据深基坑施工对房屋的影响机理及砌体结构的受损机理,从深基坑和砌体房屋2个方面各选取4个二级评价指标;利用层次分析法结合改进灰色关联度法确定指标权重;提出具有区分度的评价标准和赋值方法,并同时考虑修正系数来综合评定砌体房屋的安全风险等级;最后通过工程实例,该评价模型的可操作性和可靠性得到了有效验证。     

既有成渝铁路线地质灾害特性及防治对策分析

研究目的:既有成渝铁路线为新中国成立后修建的西南地区第一条铁路线,至今通车运营已60多年,鉴于当时国家的经济和技术力量不强等影响,铁路修建技术标准较低,且工程支防护措施极弱。受地层岩性、地质构造、强降水及人类活动等因素影响,沿线重力不良地质、水毁及隧道病害等地质灾害发育,影响行车安全及营运。本文在现场调绘的基础上,分析既有成渝铁路线沿线地质灾害特性及其成因机制,并探讨其防治对策,以期为工程服务。研究结论:(1)铁路沿线主要地质灾害有风化剥落、溜坍(滑坡)、危岩落石(崩落)及滚石等重力不良地质,基底软化、翻浆冒泥、排水沟及涵洞堵塞等水毁,以及渗水、拱顶及边坡剥落、开裂等隧道病害;(2)灾害产生和发展的成因机制可归纳为低建设技术标准、软弱的地层岩性、复杂的地质构造、丰沛的降水、活跃的地下水活动及人类活动等多因素的相互作用;(3)既有铁路地质灾害的整治应考虑对行车及安全的影响,工程防护措施应力求高效、简单实用;(4)本研究结论对既有成渝铁路线地质灾害的整治具有指导意义。     

中兰铁路黄土滑坡发育特征及成因机理研究

中兰铁路北湾至转石梁段发育有大量黄土滑坡,具有成因复杂、危害严重、治理困难等特点,对线路运营危害极大。在野外调查、无人机航拍的基础上,综合工程勘探、遥感解译成果,运用成因机制法分析沿线黄土滑坡的成因机理,提出了有针对性的防治措施。研究表明:(1)区内黄土滑坡在平面上多呈簸箕形或长舌形,普遍具有"低滑速、短滑距、多期滑动"的特征;(2)滑坡滑体多为砂质黄土,在下伏基岩风化严重的斜坡上,滑体底部存有母岩碎块,按地质成因机理可分为牵引-溜坍型滑坡和溜坍-剪切型滑坡两类;(3)牵引-溜坍型滑坡多孕育于斜坡的中、低处(多为小型滑坡),溜坍-剪切型滑坡多发育于斜坡的较高处(多为中型滑坡);(4)在降雨作用下,斜坡上覆黄土的力学行为是两类滑坡成灾的关键,可采取"清除上覆黄土+排水+坡面防护"的防治措施。     

贵州省滑坡灾害危险性分区图编制研究

基于GIS对贵州省区域内的滑坡危险性进行评估.首先,研究将历史地质灾害分布、地形、地层岩性、断裂构造、河流水系和年均降雨量作为相互独立的滑坡诱发因子,并对各因子按照一定标准再次分级,形成滑坡危险性评价指标体系,绘制各因子的分级图层;然后,考虑因子贡献率,以黄金分割法确定6个因子对发生滑坡灾害的权重;最后,在GIS环境下,应用权重线性组合模型建立滑坡危险性分区图.根据该图,研究区域被划分成4个危险等级:灾害密集发育区、灾害中等密集发育区、灾害偶发区、灾害基本不发育区.通过将滑坡危险性分区图与历史滑坡分布图叠加对比,验证分区图的准确性和可靠性.     

路堑边坡滑坡成因机制浅析及防治对策

研究目的:针对云桂铁路大菠萝黑路堑边坡滑坡,在现场地质调绘、钻探、物探及工程测试等综合勘探的基础上,从工程地质环境、采空区影响、降水及施工影响等几方面对该滑坡的成因机制进行分析研究,并提出防治对策,为类似工程提供借鉴。研究结论:(1)路堑工程边坡滑坡的产生主要受地层岩性及采空区的影响,特殊沉积环境下形成的砂岩、泥岩等膨胀岩,成岩作用差,力学强度低,受人为洞采影响形成扰动圈进一步降低了该区域地层的力学强度;(2)现场岩土体力学参数较施工图指标降低较多,岩体下滑力大于抗滑桩的抗滑力,造成第一排桩倾覆变形,第一级边坡滑动后,使第二排桩锚固段减小,致使第二排桩倾斜变形,最终形成工程边坡滑坡;(3)该工程边坡滑坡的破坏形式,下部表现为推移式破坏,而上部呈现为拉裂式破坏;(4)对该工程滑坡的整治,应在滑坡体上部清方减载的基础上根据力学指标合理布设抗滑桩,并辅以地表水及地下水的疏排措施的综合方案;(5)本研究结论对类似地质条件下的铁路及公路工程深路堑地段的勘察和施工具有借鉴意义。     

关于铁路路堑边坡区域地质灾害防治的思考

区域地质灾害是铁路工程建设和运营不可避免的工程难题。通过介绍南广铁路梧州段路堑边坡区域地质灾害防治的基本情况、项目地质灾害危险性评估成果以及相关区域地质灾害防治研究现状,分析从区域地质灾害防治角度开展铁路路堑边坡设计的重要性和必要性,提出将区域地质灾害防治贯穿路堑边坡工程整个寿命周期的观点,从设计、施工、运营维护的角度指出区域地质灾害防治的基本思路。     

有限云模型和距离判别法在边坡稳定性评价中的应用

边坡稳定性分类是一个综合的不确定系统问题,针对指标分布和等级边界模糊的特点,提出一种以有限区间下的云模型为评价主体、距离判别法确定指标权重的稳定性分类的方法。给出有限云模型的相关概念及计算模型,再介绍具体的赋权的原理及流程。引用相关文献的评价指标体系,结合隶属函数计算出各等级的基本概率分配(BPA),并依据指标间距离确定指标权重;再依据改进的云模型计算各评价因子隶属于不同等级的云特征参数,并结合评价指标权重和云发生器,得到评价样本的综合确定度,实现边坡稳定性等级的划分,与其它理论方法对比分析。研究结果表明:该模型应用于边坡稳定性分级是有效可行的,能弥补传统云理论不能整体上描述有限区间下的指标间的确定与不确定性关系的缺陷,提高云模型应用的普适性。     

威红线K36滑坡滑动机理的分析与研究

滑坡地质灾害是西南地区铁路既有线安全防控的重点。以昆明铁路局管内威红线K36滑坡治理工点为背景,从现场表观病害调查、地质水文条件分析等方面入手,研究了一个典型滑坡灾害发生的机制、成因。同时,结合该病害工点的成灾机理,对如何规避此类灾害提出了见解,以期对新线设计有所警示。