地质工程中岩土体稳定性分析与灾害防治研究

一、引言

在基础设施建设与资源开发过程中，地质工程面临着复杂的岩土体稳定性问题。滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害不仅威胁工程安全，还可能引发生态环境破坏。我国是世界上地质灾害最频发的国家之一，每年因岩土体失稳造成的经济损失超百亿元。岩土体稳定性受岩性、地质构造、水动力条件等多因素影响，其破坏过程具有非线性、时效性特征。通过科学的稳定性分析与精准的灾害防治措施，可有效降低地质工程风险。本文结合理论分析与技术应用，探讨岩土体稳定性评价方法及灾害防治关键技术。

二、岩土体稳定性影响因素与评价方法

（一）关键影响因素分析

岩土体稳定性受内在属性与外部荷载共同作用：

1.内在因素：包括岩土体类型（如松散堆积体、硬质岩体）、物理力学性质（黏聚力、内摩擦角、弹性模量）、地质结构面（断层、节理的产状与充填特征）及地下水赋存状态（水位变化、渗透压力）。例如，强风化岩体因结构破碎、强度低，易发生渐进式破坏；地下水浸润会降低岩土体有效应力，诱发滑动面形成。

2.外部因素：工程荷载（如边坡开挖卸荷、基础加载）、气象条件（降雨、冻融循环）、地震作用等。统计显示， 70% 以上的滑坡灾害与连续降雨或强震相关，雨水渗透使岩土体自重增加、抗剪强度降低，地震动荷载则加剧结构面剪切破坏。

（二）稳定性评价方法

1.极限平衡法：基于摩尔-库仑强度准则，通过计算滑动力与抗滑力的平衡关系评价稳定性，如瑞典条分法、毕肖普法。该方法适用于简单边坡稳定性初判，但未考虑岩土体应力-应变全过程特性。

2.数值分析法：利用有限元（FEM）、离散元（DEM）等方法模拟岩土体应力场与变形特征，如ANSYS、FLAC3D 软件可实现对复杂地质条件的精细化分析。数值模拟能揭示破坏路径与能量释放规律，为防治方案设计提供依据。

3.监测预警法：通过布设位移计、应力计、测斜仪等监测设备，实时获取岩土体变形数据。例如，GNSS 监测可精确测量边坡表面位移（精度达毫米级），倾角计可捕捉结构面微小转动，为灾害预警提供实时数据支撑。

三、岩土体灾害形成机理与防治策略

（一）主要灾害类型及机理

1.滑坡：滑坡是指斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。俗称“ 走山” 、“ 垮山” 、“ 地滑” 、“ 土溜” 等。

2.崩塌：块状岩体在重力作用下突然脱离母岩坠落，多因边坡卸荷裂隙扩展、岩体根部掏空或地震动引发。崩塌具有突发性强、破坏力大的特点，易对下方工程设施造成冲击。

3.泥石流：松散堆积物与水混合形成的高速流动体，其形成需具备丰富物源、陡峻地形与充足水源。泥石流运动过程中能量转化复杂，可造成河道堵塞、建筑物损毁等连锁灾害。

（二）灾害防治关键技术

1.工程结构防治：

支挡结构：采用抗滑桩、挡土墙、锚杆（索）等抑制岩土体滑动。抗滑桩通过桩身刚度抵抗滑动力，适用于深层滑坡治理；锚杆（索）通过施

加预应力增强结构面抗剪强度，提升边坡整体性。

排水系统：设置地表截水沟、地下排水廊道降低地下水水位，减少渗透压力对稳定性的不利影响。例如，在滑坡体后缘开挖环形截水沟，可拦截坡面径流，降低滑体饱水度。

2.岩土体加固技术：

注浆加固：向松散岩土体或裂隙注入水泥浆、化学浆液，改善岩体完整性与强度。高压旋喷注浆可形成连续加固体，适用于砂层或破碎岩体加固。

植被固坡：通过种植灌木、草本植物根系固土，减少雨水冲刷与坡面侵蚀。植被覆盖率达 60% 以上的边坡，表层岩土体抗蚀能力可提升40%60% ，有效抑制浅层滑坡与崩塌。

3. 智能监测与预警：

构建“ 空-天-地” 一体化监测体系：卫星 InSAR 技术实现区域地表形变普查（精度达厘米级），无人机航测快速识别边坡危岩体，现场传感器网络实时监测位移、应力、含水率等参数。通过大数据分析模型，可提前72 小时对滑坡灾害发出预警，为应急处置争取时间。

四、岩土体稳定性分析与防治技术发展趋势

（一）多学科交叉融合

岩土体稳定性研究正从单一力学分析向“ 地质-力学-环境-工程” 多学科融合发展。例如，结合地质学分析岩土体演化历史，利用环境科学评估防治措施对生态的影响，通过工程科学优化结构设计，形成综合评价体系。

（二）智能化与精准化技术

1.人工智能应用：基于机器学习算法建立岩土体稳定性预测模型，利用历史监测数据训练模型，实现破坏概率与发展趋势的智能预测。

2.纳米材料加固：研发纳米水泥基复合材料，其粒径小于 100nm ，可渗透至微米级裂隙，提升岩土体胶结强度与耐久性，适用于精细加固场景。

五、结语

岩土体稳定性分析与灾害防治是地质工程领域的永恒主题，其核心在于揭示破坏机理、精准评价风险、创新防治技术。未来需进一步加强多源数据融合的智能监测体系建设，推动纳米材料、人工智能等新技术的工程应用，贯彻生态化防治理念，实现地质工程安全与可持续发展的统一。通过理论创新与技术突破，我国岩土体灾害防治能力将逐步向精准化、智能化、生态化方向迈进，为重大工程建设与国土空间安全提供坚实保障。

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参考文献

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