Development characteristics and susceptibality zoning of slope geological hazards in Xiangli expressway
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摘要:
针对香丽高速公路边坡地质灾害，在详细的道路工程勘察设计文件的基础上，结合现场踏勘调查，系统地研究了其边坡地质灾害的主要类型、发育特征和分布规律；提出高速公路等线性工程边坡灾害的基本地质条件、自然诱发因素、人类工程活动和灾害历史记录等完整信息评价指标。采用层次分析法、专家评分法与因素累积法相结合的研究方法，建立了线性工程边坡地质灾害易发性评价模型，并基于GIS平台完成了香丽高速公路边坡地质灾害的易发性区划。为指导香丽高速公路地质灾害的危险性评价及科学防治提供了重要依据，对类似山区道路等线性工程边坡地质灾害危险性评价研究与实践具有一定的示范作用和参考价值。
Abstract:Focus on theslope geological hazard of Xiangli expressway, systematic study was carried out to find the main types, development characteristics and distribution of slope geological hazards on the basis of detailed road engineering survey.A complete information evaluation index of linear engineering of expressway, including basic geological conditions, natural induced factors, human engineering activities and historical records of slope disasters, was put forward. The susceptibility evaluation model of slope geological hazards of linear engineering was established through the combination of Analytic Hierarchy Process (AHP), expert investigation method and factor accumulation method. The susceptibility zoning of the slope geological hazards in Xiangli expressway was completed, in terms of the GIS platform, which provided an important basis for the risk evaluation and scientific prevention of geological hazards in Xiangli expressway.This paper plays a certain demonstration role and provides reference for the research and practice of slope geological hazard assessment of linear engineering such as mountainious roads.
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Key words:
- expressway /
- linear engineering /
- slope hazards /
- susceptibility evaluation /
- hazard zoning
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表 1 重力堆积地形地貌易发性评价分值表
Table 1. Susceptibility evaluation scores of gravity accumulation topography and geomorphology
重力堆积地形
地貌亚类细分不同边坡灾害类型评价分值 山体滑坡 边坡滑坡 崩塌坍塌 落石滚石 变形开裂 坡积裙 3 4 5 1 1 洪积扇 5 6 7 1 1 坡积台地 8 7 5 1 1 岩屑坡 4 5 6 9 6 岩堆 5 6 7 9 7 滑坡 9 9 9 1 1 泥石流 6 7 8 1 1 错落体 6 7 8 5 3 
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表 2 侵蚀剥蚀地形地貌易发性评价分值表
Table 2. Susceptibility evaluation scores of erosion topography and geomorphology
侵蚀剥蚀地形
地貌亚类细分不同边坡灾害类型评价分值 山体滑坡 边坡滑坡 崩塌坍塌 落石滚石 变形开裂 平坦直线坡 1 1 1 1 1 缓倾直线坡 1 1 4 5 4 陡倾直线坡 1 4 7 9 7 凸形坡 1 2 4 5 2 凹形坡 4 7 9 7 6 台阶形坡 9 7 4 1 1 山顶 1 2 3 2 1 鞍部 4 3 3 4 4 洼地、谷地 1 1 1 1 1 陡崖 4 7 9 9 7
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表 3 地层岩性评价分值
Table 3. Evaluation scores of formation lithology
地层岩性
坚硬程度细分不同边坡灾害类型评价分值 山体滑坡 边坡滑坡 崩塌坍塌 落石滚石 变形开裂 土层 9 9 9 1 9 软岩 6 6 7 9 7 硬岩 2 2 3 5 2
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表 4 节理发育程度评价分值
Table 4. Evaluation scores of joint growth level
节理发育程度 不同边坡灾害类型评价分值 山体滑坡 边坡滑坡 崩塌坍塌 落石滚石 变形开裂 0条/10 m 0 0 0 0 0 1~2条/10 m 2 2 3 4 4 3~4条/10 m 4 4 6 7 7 ≥5条/10 m 7 7 8 9 9
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表 5 土岩界面评价分值
Table 5. Evaluation scores of soil-rock interfaces
土岩界面 不同边坡灾害类型评价分值 山体滑坡 边坡滑坡 崩塌坍塌 落石滚石 变形开裂 顺倾（0°～10°） 5 4 3 1 1 顺倾（10°～35°） 9 8 7 1 1 顺倾（35°～60°） 7 8 9 1 1 顺倾（60°～90°） 4 7 9 1 1 反倾（0°～90°） 1 1 1 1 1
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表 6 岩层层面评价分值
Table 6. Evaluation scores of rock interfaces
岩层层面 不同边坡灾害类型评价分值 山体滑坡 边坡滑坡 崩塌坍塌 落石滚石 变形开裂 顺倾（0°～10°） 5 4 3 3 1 顺倾（10°～35°） 9 8 7 7 2 顺倾（35°～60°） 7 8 9 9 4 顺倾（60°～90°） 4 6 8 8 8 反倾（60°～90°） 5 7 9 9 9 反倾（35°～60°） 2 4 8 8 8 反倾（10°～35°） 1 1 1 1 4 反倾（0°～10°） 1 1 2 2 2
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表 7 断层或软弱面评价分值
Table 7. Evaluation score of fault or weak surface
断层或软弱面 不同边坡灾害类型评价分值 山体滑坡 边坡滑坡 崩塌坍塌 落石滚石 变形开裂 顺倾（0°～10°） 5 4 3 3 1 顺倾（10°～35°） 9 8 7 7 2 顺倾（35°～60°） 7 8 9 9 4 顺倾（60°～90°） 4 7 9 8 8 反倾（0°～90°） 1 1 1 1 1
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表 8 岩层结构评价分值
Table 8. Evaluation scores of rock structure
边坡地层
结构模式不同边坡灾害类型评价分值 山体滑坡 边坡滑坡 崩塌坍塌 落石滚石 变形开裂 模式1 9 9 9 0 1 模式2 6 7 8 0 1 模式3 3 4 5 0 1 模式4 1 7 9 0 1 模式5 5 6 7 5 1 模式6 4 5 6 5 1 模式7 1 3 5 7 5
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表 9 地下水发育程度评价分值
Table 9. Evaluation scores of groundwater development level
类型 发育程度 评价分值 山体滑坡 边坡滑坡 崩塌坍塌 落石滚石 变形开裂 上层滞水 坡面干燥 1 1 1 1 1 坡面潮湿 5 7 9 7 1 潜水 埋深>2 m 1 1 1 1 1 埋深<2 m 4 5 2 1 1 溢出泉 7 8 9 1 1 承压水 无承压水 1 1 1 1 1 有承压水 7 5 2 1 1 上升泉 9 5 2 1 1
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表 11 大气降雨评价分值
Table 11. Evaluation scores of rainfall
最大日降雨量/
mm评价分值 山体滑坡 边坡滑坡 崩塌坍塌 落石滚石 变形开裂 <5 0 0 0 0 0 5～25 1 1 1 1 1 25～50 2 3 5 3 2 50～100 5 6 7 6 5 100～200 6 7 8 7 6 >200 7 8 9 8 7
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表 12 人类工程活动评价分值
Table 12. Evaluation scores of human engineering activities
类型 发育程度 评价分值 山体滑坡 边坡滑坡 崩塌坍塌 落石滚石 变形开裂 路堤 一般路堤 1 1 1 0 1 高路堤 7 5 5 0 7 软基路堤 5 7 7 0 9 陡坡路堤 5 9 9 0 9 路堑 浅路堑 4 4 4 1 1 深路堑 7 7 7 7 7 超深路堑 9 9 9 7 9 桥梁（墩台） 一般斜坡 1 1 1 0 0 陡坡 7 8 9 9 9 不良地质 9 8 7 9 9 隧道 洞身 1 1 0 0 0 洞口陡坡 7 8 9 9 9 不良地质 9 9 9 9 9
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表 13 灾害点密度评价分值
Table 13. Evaluation scores of disaster point density
灾害点密度（个/km） 0 1 2 3 4 >4 评价分值 0 1 3 5 7 9
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表 14 山体滑坡基本地质条件层次分析法判断矩阵
Table 14. Judgment matrix in AHP for basic geological conditions of landslide
基本地质条件 地形地貌 地层岩性 地层结构 岩土结构 地下水 地形地貌 1 1/2 1/3 1/5 1/6 地层岩性 2 1 1/2 1/3 1/4 地层结构 3 2 1 1/2 1/3 岩土体结构 5 3 2 1 1/2 地下水 6 4 3 2 1
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表 15 山体滑坡岩土体结构层次分析法判断矩阵
Table 15. Judgment matrix in AHP for rock-soil structure of landslide
岩土体结构 节理面 土岩界面 岩层层面 断层软层 节理面 1 1/3 1/4 1/5 土岩界面 3 1 1/2 1/3 岩层层面 4 2 1 1/2 断层软层 5 3 2 1
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表 16 基本地质条件评价因子权重系数
Table 16. Weight coefficient of evaluation factor for basic geological conditions
评价因子 权重系数 山体滑坡 边坡滑坡 崩塌坍塌 落石滚石 变形开裂 地形地貌 0.0558 0.0578 0.0424 0.0428 0.0548 节理发育 0.0198 0.0232 0.0230 0.0917 0.0718 土岩界面 0.0460 0.0599 0.0761 0.0406 0.0322 岩层层面 0.0763 0.1081 0.1181 0.1529 0.1083 断层软层 0.1264 0.1140 0.1238 0.1631 0.1430 地层岩性 0.0960 0.0903 0.0814 0.0982 0.1153 地层结构 0.1571 0.1446 0.1275 0.1398 0.1420 地下水 0.4226 0.4020 0.4078 0.2710 0.3327
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表 17 人类工程活动评价因子权重系数
Table 17. Weight coefficient of evaluation factor for human engineering activity
评价因子 权重系数 山体滑坡 边坡滑坡 崩塌坍塌 落石滚石 变形开裂 路堤 0.1347 0.1558 0.1429 0.1246 0.1078 路堑 0.4042 0.4674 0.4286 0.4986 0.4312 桥梁 0.1638 0.1373 0.1429 0.1373 0.1638 隧道 0.2973 0.2395 0.2857 0.2395 0.2973
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表 18 香丽高速公路边坡地质灾害易发性分级区划结果
Table 18. Classification and regionalization results of geological hazard susceptibility on the slope of Xiangli expressway
危险性分区 不危险区 低危险区 中危险区 高危险区 区段长度/m 20240 12000 9100 7000 长度占比/% 41.9 24.8 18.8 14.5 山体滑坡/处 0 0 1 2 边坡滑坡/处 0 0 2 5 崩塌（坍塌）/处 0 0 0 9 落石（滚石）/处 0 0 0 0 变形开裂/处 0 0 1 0 合计/处 0 0 4 16 数量占比/% 0 0 20 80
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图(4)
表(18)
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