边坡滑动范围和深度的探地雷达勘定.pdfVIP

浙江理工大学学报 ，第26卷，第3期，2009年 5月 JournalofZhejiangSci—TechUniversity Vo1．26，No．3，M ay2009 文章编号：1673—3851(2009)03—0395—04 边坡滑动范 围和深度的探地雷达勘定 杨云芳 ，张作宏 ，傅 军 (1．浙江理工大学建筑工程学院，杭州 310018；2．江苏省工程物理勘察院，南京 210008) 摘 要 ：针对某港 口堆场竣工即发生滑坡的工程案例 ，运用快速无损 的探地雷达设备，对滑动区范围和滑动深 度进行探测。探讨滑坡区内外土层的探地雷达探测机理，分析推断滑坡区域和滑坡深度。探地雷达探测推断的该 工程滑坡范围、滑动面深度与现场静力触探试验结果和圆弧滑动稳定计算得到的滑动面基本吻合。应用探测结果 设计的加固工程运行正常，说明了探地雷达方法探测滑动范围的有效性，可为滑坡治理设计提供科学依据。 关键词 ：堆场；滑坡 ；探地雷达 ；探测 中图分类号：TU443 文献标识码：A 0 前 言 世界各地每年都要发生大量的滑坡，这些滑坡有 自然产生的，也有人类活动产生的，造成人员伤亡和财 产损失巨大。人类在边坡治理和防护上投入了大量的人力和物力，但有许多问题仍未解决。 以往滑坡勘探工作中，主要靠地质调查、坑探、钻探、现场监测等方法调查分析，再比较和参照其它地质 资料，来确定滑面的位置和形状，从而确定加固处理方案。这些方法不仅成本高而且只能作定点测量，难 以 在宏观上把握滑动的范围和方向。近十几年来，世界各国则更多地利用遥感遥测、地质力学、地球化学、地球 物理等新方法、新技术来研究岩土工程灾害及其发展[1七]，并逐渐用于滑坡调查 3【]。 本文通过某江边港 口堆场超载引起滑坡的案例，运用探地雷达无损探测技术，对滑坡范围和滑动面进行 探测，从而分析滑坡的雷达图像特征和推断解析结果。 1 堆场边坡滑动概述 长江口某港 口需要将原长江滩地改造成矿石堆场 ，面积6150rlcl。。场地原地表高程为+1．7～+2．2rfl， 经堆填建筑垃圾至+5．9rfl左右 。改造后堆场地面高程+6．0m，地面铺设 18cm厚、40cmX40em 的混凝 土预制块，设计荷载 8OkPa。 本堆场紧邻长江，堆场岸边向江 3O1TI处的江底存在一个深坑。深坑范围约45rn×75m，最低处高程 一 1．41TI。为了消除近岸深坑给堆场边坡稳定带来的不利影响，改造时在堆场坡脚和深坑处施行了大量抛 石，抛石棱体顶部高程+3．7m，向上为坡度 1：2．5的干砌石护坡，与堆场边沿 0．61TI高的挡浪墙底相接 。 堆场一建成，就从下游往上游逐渐堆放铁矿石。由于没有控制好堆放速度，以致 1O个多小时堆场上就形 成了约长85in、宽47m、重2万 t铁矿石堆。最大堆矿高度达 6．5rn，对应的荷载 150kPa。这时堆场边坡开始 失稳，发生滑动，矿石前部迅速下沉，边坡坡脚处淤泥及块石隆起并露出水面，堆场前沿挡浪墙向外推移。滑坡 发生后，现场测量得到堆场前沿挡浪墙比原位置向江侧水平推移了9．4m。现场清理矿石后发现，场地中部形 收稿 日期：2008—12—12 基金项 目：浙江省科技计划项 目(2008C33051) 作者简介：杨云芳(1957一 )，女，浙江义乌人，副教授，主要从事土木工程的研究。 396 浙 江 理 工 大 学 学 报 2009年 第26卷 成一个长 73m、宽 30m、深 4．6m的大坑 ，如图 1所示。 2 滑坡的雷达探测机理和使用参数 探地雷达是利用高频 电磁波(0．01～1GHz)，以脉冲形式 通过发射天线定向地送人地下。雷达电磁波在地下介质中传播 时，遇到存在电性差异的地下介质或 目标，发生反射，返回地面 后由接收天线接收。对接收到的雷达波进行分析处理，依据波 形、强度、几何形态等因素，来确定地下 目标体的性质和状态。 天然地基的土层都具有成层性，而滑坡会使天然土体产生 错动并伴随产生大量裂缝和裂隙，这就为探地雷达探测滑坡范 图1滑坡形成的地面沉陷坑 围提供 了物质基础 。因为各种软土层的颗粒成份、组成、孔隙比、含水量等存在一定的差异，当电磁波遇到垂 些物性差异土层的界面时便发生反射