“5.12”汶川地震后映卧公路边坡崩塌灾害形成机理和危险性评估的研究.pdf

Study on Collapse Formation Mechanism and Risk Assessment of the slope near the Highway from Yingxiu to Wolong after “5.12”Wenchuan Earthquake A Dissertation Submitted for the Degree of Master Candidate：Cheng Liangxia Supervisor：Prof. Su Shengrui Chang’an University, Xi’an, China 万方数据 万方数据 摘 要 崩塌，作为山区公路主要病害类型，经常会给山区公路工程建设和安全运营造成 严重威胁，进一步恶化山区公路环境。一般情况下，崩塌诱发的原因多是重力和降雨。 在山区，强烈地震引起的崩塌灾害所引发的后果，往往比重力和降雨诱发的崩塌灾害 要严重得多，其速度之快和规模之大往往造成村毁人灭、道路毁坏、江河堵塞等，带 来惨重的人员伤亡和巨大的经济损失。 在 2008 年“5.12”大地震中，仅四川省境内就有 9 条高速公路、16 条重要公路干线 和大量山区公路遭受不同程度的破坏，其中，地震直接引发的崩塌灾害使得四川省省 道 S303 线映秀至卧龙段 （本文简称映卧公路）几乎全部瘫痪，导致公路交通中断，进 而成为震后抗震救灾工作的瓶颈所在。 对处于山区的映卧公路而言，震后崩塌是最为突出的地质灾害问题。所以，为保 证山区公路被阻断后的快速抢通和后续安全，研究震后山区公路边坡崩塌灾害的特征 是很有必要的。深入开展震后公路边坡崩塌灾害特征研究，可为日后山区公路的选址 如何规避这同一类崩塌灾害提供理论基础。在此基础上，研究映卧公路边坡崩塌灾害 的形成机理，对其危害性进行评估，其研究成果可以为岩体变形破坏规律学方面的研 究提供参考依据，为公路边坡崩塌灾害灾情预测和评估提供借鉴；同时对崩塌灾害防 治工程的决策具有指导意义，以及于推动地震影响下交通基础设施的防灾减灾和生态 环境的改造也有极其重要而深远的意义。 本论文依托西部交通建设科技项目“震后公路边坡崩塌灾害评估与对策研究” 中的 机理与评估专题研究，以四川省震后重建的 S303 线为依托工程，在对震后 S303 公路 沿线崩塌灾害进行系统调查分析的基础上，选取映秀至卧龙段 （K0+000～K45+500 ） 作为研究对象，结合前人资料和现有研究成果，深入研究了震后公路边坡崩塌灾害的 特征；应用整体观方法，从时空的角度分析了震后公路边坡崩塌灾害的时间特征和空 间特征；从系统论的角度分析了震后公路边坡崩塌灾害的发育特征，从运动学的角度 分析了震后公路边坡崩塌灾害的运动特征；从辩证法的角度分析了震后公路边坡崩塌 灾害的破坏特征。在总结得出震后映卧公路边坡崩塌灾害特征的基础上，归纳得出震 后公路边坡崩塌灾害的形成机理，并采用 UDEC 数值模拟软件反演了震后公路边坡崩 塌灾害的演化过程，最后运用未确知理论进行了震后崩塌危害性分级研究；主要取得 了以下结论： I 万方数据 （1）根据详细的震后公路地质调查，发现汶川强震引起的 99 处崩塌，造成映卧 公路严重损毁。位于北川—映秀断裂和茂汶断裂之间的映秀—耿达段是崩塌灾害发育 极强烈区，崩塌灾害连续分布，70% 以上公路被埋，公路几乎全部瘫痪。而在耿达以 西，崩塌灾害减少，零星分布。 （2 ）通过崩塌灾害调查和分析，汶川地震后映卧公路边坡崩塌的形成演化过程包 含四个阶段：原始结构面的形成阶段、潜在变形体的形成阶段、震裂岩体的形成阶段 和震裂岩体失稳破坏阶段，前三个阶段的形成相对较为缓慢，而第四个阶