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概念設計在地質(zhì)災害治理中的作用
地質(zhì)災害具有隱蔽性強、突發(fā)性強和破壞性強等特點(diǎn)。其隱蔽性體現在人們對地質(zhì)、地貌等控制滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災害發(fā)生的區域地質(zhì)環(huán)境條件難以了解清楚,即使采用工程勘查等手段,也難以以點(diǎn)帶面,而降水、地震、人類(lèi)工程活動(dòng)的隨機性又很大,因此,人們很難及時(shí)準確地捕捉到有關(guān)信息。盡管我們已經(jīng)有了很多諸如衛星、雷達、無(wú)人機等高科技的現代化監控措施,但對地質(zhì)災害的認識還難以達到人們所期望的準確率。
堅持以預防為主、避讓與治理相結合和全面規劃、重點(diǎn)突出的防治原則是從我國地質(zhì)災害治理工作主要經(jīng)驗和教訓的基礎上提出的。但是地質(zhì)災害治理工程與一般的建設工程不論是在研究的對象還是內容上均有較大差異,做好地質(zhì)災害的治理設計需要清晰的認識到地質(zhì)災害的特殊性。
首先,地質(zhì)災害治理研究的對象是地表以下的巖土體,目的是如何利用工程措施如加固、改良等防治巖土體(含水體)等地質(zhì)體發(fā)生而產(chǎn)生的破壞性活動(dòng)。而地質(zhì)災害是在多種動(dòng)力作用下形成的,其影響因素更是復雜多樣,如地質(zhì)體的物質(zhì)組成、地質(zhì)構造、地表形態(tài)、氣象條件以及人類(lèi)活動(dòng)等都是地質(zhì)災害形成和發(fā)展的重要影響因素。在現有技術(shù)水平下,難以準確查明地質(zhì)體的內部情況,只能是以點(diǎn)帶面的推測性的結論。
其次,不同類(lèi)型地質(zhì)災害的成因各不相同,大多數地質(zhì)災害的成因具有多元性,往往受氣候、地形地貌地質(zhì)構造和人為活動(dòng)等綜合因素的制約,勘查設計人員對災害區區域的各種制約因素難以準確和全面掌握,更加難以準確分析各因素的影響權重。
基于以上因素,地質(zhì)災害治理設計需要設計人員踏勘現場(chǎng),對周?chē)h(huán)境、交通狀況、地形地貌、災害體的特征等進(jìn)行實(shí)地調查,對災害體有總體宏觀(guān)的感性認識,再通過(guò)自己的知識體系初步給出結論,從總體上勾劃出設計框架,即概念設計。
這種概念設計,必須對原理有深刻的理解,對現象有本質(zhì)的認識,有豐富的經(jīng)驗和總結,并應有靈活的運用能力,能夠總攬全局,掌握影響工程成敗的關(guān)鍵,對設計后實(shí)施效果要有基本正確的估計。在進(jìn)行概念設計時(shí),必須符合科學(xué)原理,不能犯概念性的錯誤。概念錯誤或不清,往往只見(jiàn)現象,不見(jiàn)本質(zhì),憑局部經(jīng)驗處理問(wèn)題,容易走入誤區,可能犯原則性的錯誤,概念清晰才能透過(guò)現象,看到本質(zhì),能自覺(jué)地運用理論和經(jīng)驗。
在實(shí)際工作中表現為,通過(guò)野外的地質(zhì)現象,結合地質(zhì)、巖土、力學(xué)等知識以及類(lèi)似工程經(jīng)驗,先宏觀(guān)判定該災害體的狀態(tài)及可能的破壞形式,結合災害體的環(huán)境條件、保護對象等初步確定適當的治理方案,再通過(guò)地質(zhì)環(huán)境調查、地質(zhì)測繪、地質(zhì)勘探、巖土監測、現場(chǎng)和室內試驗等確定基本數據,采用自然歷史分析法、工程地質(zhì)類(lèi)比法、圖解分析法、巖體質(zhì)量分級法、極限平衡法以及有限元法等數值模擬與數學(xué)方法進(jìn)行綜合分析和評價(jià),通過(guò)定性分析和定量-半定量分析的結果,選用適當的治理方案以形成成果資料。這也是在國土部門(mén)內審查勘查設計單位提交的成果以及治理工程的竣工驗收必須請專(zhuān)家組踏勘現場(chǎng)的原因。
地質(zhì)災害治理不僅涉及到地質(zhì)科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、災害學(xué)等學(xué)科,同時(shí)還涉及到土木工程學(xué)、工程力學(xué)、巖石力學(xué)、土力學(xué)、水力學(xué)等方面的知識,是一個(gè)融合多學(xué)科理論的交叉學(xué)科,其研究方法不僅要遵循各個(gè)學(xué)科的傳統研究方法,同時(shí)由于地質(zhì)環(huán)境的系統性、復雜性要求環(huán)境地質(zhì)學(xué)的研究要將時(shí)間與空間相結合、宏觀(guān)與微觀(guān)相結合、物理模擬與數值模擬相結合、區域與局部相結合、自然科學(xué)方法與社會(huì )科學(xué)方法相結合,以概念設計為基礎,探索新的研究方法和途徑。
目前在地質(zhì)災害設計方法中,應用最多的還是傳統的荷載-結構法,這類(lèi)方法將地質(zhì)體和結構分開(kāi)計算,其物理意義明確,使用簡(jiǎn)便,可以通過(guò)概念宏觀(guān)判斷,較準確的定性分析,在巖土體與結構體融合后相互作用的研究尚未進(jìn)行到能實(shí)際運用之前,概念性設計依然任重而道遠。
根據本人這幾年參與的設計項目及后續服務(wù)經(jīng)驗,也算是在這方面的一些不成熟的考量,考慮不周及錯漏處還請各位專(zhuān)家提供寶貴意見(jiàn)。
堅持以預防為主、避讓與治理相結合和全面規劃、重點(diǎn)突出的防治原則是從我國地質(zhì)災害治理工作主要經(jīng)驗和教訓的基礎上提出的。但是地質(zhì)災害治理工程與一般的建設工程不論是在研究的對象還是內容上均有較大差異,做好地質(zhì)災害的治理設計需要清晰的認識到地質(zhì)災害的特殊性。
首先,地質(zhì)災害治理研究的對象是地表以下的巖土體,目的是如何利用工程措施如加固、改良等防治巖土體(含水體)等地質(zhì)體發(fā)生而產(chǎn)生的破壞性活動(dòng)。而地質(zhì)災害是在多種動(dòng)力作用下形成的,其影響因素更是復雜多樣,如地質(zhì)體的物質(zhì)組成、地質(zhì)構造、地表形態(tài)、氣象條件以及人類(lèi)活動(dòng)等都是地質(zhì)災害形成和發(fā)展的重要影響因素。在現有技術(shù)水平下,難以準確查明地質(zhì)體的內部情況,只能是以點(diǎn)帶面的推測性的結論。
其次,不同類(lèi)型地質(zhì)災害的成因各不相同,大多數地質(zhì)災害的成因具有多元性,往往受氣候、地形地貌地質(zhì)構造和人為活動(dòng)等綜合因素的制約,勘查設計人員對災害區區域的各種制約因素難以準確和全面掌握,更加難以準確分析各因素的影響權重。
基于以上因素,地質(zhì)災害治理設計需要設計人員踏勘現場(chǎng),對周?chē)h(huán)境、交通狀況、地形地貌、災害體的特征等進(jìn)行實(shí)地調查,對災害體有總體宏觀(guān)的感性認識,再通過(guò)自己的知識體系初步給出結論,從總體上勾劃出設計框架,即概念設計。
這種概念設計,必須對原理有深刻的理解,對現象有本質(zhì)的認識,有豐富的經(jīng)驗和總結,并應有靈活的運用能力,能夠總攬全局,掌握影響工程成敗的關(guān)鍵,對設計后實(shí)施效果要有基本正確的估計。在進(jìn)行概念設計時(shí),必須符合科學(xué)原理,不能犯概念性的錯誤。概念錯誤或不清,往往只見(jiàn)現象,不見(jiàn)本質(zhì),憑局部經(jīng)驗處理問(wèn)題,容易走入誤區,可能犯原則性的錯誤,概念清晰才能透過(guò)現象,看到本質(zhì),能自覺(jué)地運用理論和經(jīng)驗。
在實(shí)際工作中表現為,通過(guò)野外的地質(zhì)現象,結合地質(zhì)、巖土、力學(xué)等知識以及類(lèi)似工程經(jīng)驗,先宏觀(guān)判定該災害體的狀態(tài)及可能的破壞形式,結合災害體的環(huán)境條件、保護對象等初步確定適當的治理方案,再通過(guò)地質(zhì)環(huán)境調查、地質(zhì)測繪、地質(zhì)勘探、巖土監測、現場(chǎng)和室內試驗等確定基本數據,采用自然歷史分析法、工程地質(zhì)類(lèi)比法、圖解分析法、巖體質(zhì)量分級法、極限平衡法以及有限元法等數值模擬與數學(xué)方法進(jìn)行綜合分析和評價(jià),通過(guò)定性分析和定量-半定量分析的結果,選用適當的治理方案以形成成果資料。這也是在國土部門(mén)內審查勘查設計單位提交的成果以及治理工程的竣工驗收必須請專(zhuān)家組踏勘現場(chǎng)的原因。
地質(zhì)災害治理不僅涉及到地質(zhì)科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、災害學(xué)等學(xué)科,同時(shí)還涉及到土木工程學(xué)、工程力學(xué)、巖石力學(xué)、土力學(xué)、水力學(xué)等方面的知識,是一個(gè)融合多學(xué)科理論的交叉學(xué)科,其研究方法不僅要遵循各個(gè)學(xué)科的傳統研究方法,同時(shí)由于地質(zhì)環(huán)境的系統性、復雜性要求環(huán)境地質(zhì)學(xué)的研究要將時(shí)間與空間相結合、宏觀(guān)與微觀(guān)相結合、物理模擬與數值模擬相結合、區域與局部相結合、自然科學(xué)方法與社會(huì )科學(xué)方法相結合,以概念設計為基礎,探索新的研究方法和途徑。
目前在地質(zhì)災害設計方法中,應用最多的還是傳統的荷載-結構法,這類(lèi)方法將地質(zhì)體和結構分開(kāi)計算,其物理意義明確,使用簡(jiǎn)便,可以通過(guò)概念宏觀(guān)判斷,較準確的定性分析,在巖土體與結構體融合后相互作用的研究尚未進(jìn)行到能實(shí)際運用之前,概念性設計依然任重而道遠。
根據本人這幾年參與的設計項目及后續服務(wù)經(jīng)驗,也算是在這方面的一些不成熟的考量,考慮不周及錯漏處還請各位專(zhuān)家提供寶貴意見(jiàn)。
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