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概念设计在地质灾害治理中的作用

新闻时间:2019-08-09 文章来源: 文章作者:ztcjjt
地质灾害具有隐蔽性强、突发性强和破坏性强等特点。其隐蔽性体现在人们对地质、地貌等控制滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害发生的区域地质环境条件难以了解清楚,即使采用工程勘查等手段,也难以以点带面,而降水、地震、人类工程活动的随机性又很大,因此,人们很难及时准确地捕捉到有关信息。尽管我们已经有了很多诸如卫星、雷达、无人机等高科技的现代化监控措施,但对地质灾害的认识还难以达到人们所期望的准确率。

坚持以预防为主、避让与治理相结合和全面规划、重点突出的防治原则是从我国地质灾害治理工作主要经验和教训的基础上提出的。但是地质灾害治理工程与一般的建设工程不论是在研究的对象还是内容上均有较大差异,做好地质灾害的治理设计需要清晰的认识到地质灾害的特殊性。

首先,地质灾害治理研究的对象是地表以下的岩土体,目的是如何利用工程措施如加固、改良等防治岩土体(含水体)等地质体发生而产生的破坏性活动。而地质灾害是在多种动力作用下形成的,其影响因素更是复杂多样,如地质体的物质组成、地质构造、地表形态、气象条件以及人类活动等都是地质灾害形成和发展的重要影响因素。在现有技术水平下,难以准确查明地质体的内部情况,只能是以点带面的推测性的结论。

其次,不同类型地质灾害的成因各不相同,大多数地质灾害的成因具有多元性,往往受气候、地形地貌地质构造和人为活动等综合因素的制约,勘查设计人员对灾害区区域的各种制约因素难以准确和全面掌握,更加难以准确分析各因素的影响权重。

基于以上因素,地质灾害治理设计需要设计人员踏勘现场,对周围环境、交通状况、地形地貌、灾害体的特征等进行实地调查,对灾害体有总体宏观的感性认识,再通过自己的知识体系初步给出结论,从总体上勾划出设计框架,即概念设计。

这种概念设计,必须对原理有深刻的理解,对现象有本质的认识,有丰富的经验和总结,并应有灵活的运用能力,能够总揽全局,掌握影响工程成败的关键,对设计后实施效果要有基本正确的估计。在进行概念设计时,必须符合科学原理,不能犯概念性的错误。概念错误或不清,往往只见现象,不见本质,凭局部经验处理问题,容易走入误区,可能犯原则性的错误,概念清晰才能透过现象,看到本质,能自觉地运用理论和经验。

在实际工作中表现为,通过野外的地质现象,结合地质、岩土、力学等知识以及类似工程经验,先宏观判定该灾害体的状态及可能的破坏形式,结合灾害体的环境条件、保护对象等初步确定适当的治理方案,再通过地质环境调查、地质测绘、地质勘探、岩土监测、现场和室内试验等确定基本数据,采用自然历史分析法、工程地质类比法、图解分析法、岩体质量分级法、极限平衡法以及有限元法等数值模拟与数学方法进行综合分析和评价,通过定性分析和定量-半定量分析的结果,选用适当的治理方案以形成成果资料。这也是在国土部门内审查勘查设计单位提交的成果以及治理工程的竣工验收必须请专家组踏勘现场的原因。

地质灾害治理不仅涉及到地质科学、环境科学、灾害学等学科,同时还涉及到土木工程学、工程力学、岩石力学、土力学、水力学等方面的知识,是一个融合多学科理论的交叉学科,其研究方法不仅要遵循各个学科的传统研究方法,同时由于地质环境的系统性、复杂性要求环境地质学的研究要将时间与空间相结合、宏观与微观相结合、物理模拟与数值模拟相结合、区域与局部相结合、自然科学方法与社会科学方法相结合,以概念设计为基础,探索新的研究方法和途径。

目前在地质灾害设计方法中,应用最多的还是传统的荷载-结构法,这类方法将地质体和结构分开计算,其物理意义明确,使用简便,可以通过概念宏观判断,较准确的定性分析,在岩土体与结构体融合后相互作用的研究尚未进行到能实际运用之前,概念性设计依然任重而道远。

根据本人这几年参与的设计项目及后续服务经验,也算是在这方面的一些不成熟的考量,考虑不周及错漏处还请各位专家提供宝贵意见。

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