公路工程灾害调查与评估研究

1、河南城建建学院2010年度大学生科技创新基金项目 河南城建学院大学生科技创新基金项目研究报告项目名称：公路工程灾害调查与评估分析研究申 请 者： 冯零付 指导老师： 罗从双 所在系部： 交通工程 摘要 随着国民经济的快速发展以及国家基本建设力度的加大，近年来公路建设步伐明显加快，公路等级不断提高，公路工程灾害不明思议就是公路工程地质灾害。就河南省平顶山地区地质比较复杂，公路工程灾害多、活动频繁、群发性强的特征。平顶山公路工程灾害形式：滑坡、滑(崩)塌、泥石流、路面沉陷、路面坑槽、路面裂缝、边坡的冲刷等。公路在建设、使用过程中，出现各种病害和不同程度地损伤，公路使用功能日趋退化，使用寿命缩短，甚

2、至中断交通，导致灾难。因此，有必要开展公路工程防灾减灾工作的研究。为了研究平顶山公路工程灾害可能造成的危害，通过实地勘察，调查公路所遭受的地质灾害类型、发育特征、分布规律等特点进行分析、研究，提出了GIS技术引用于公路工程灾害，以提高平顶山地区的防灾减灾能力，减少和避免地质灾害造成的损失。关键词:平顶山公路 GIS技术 工程地质灾害 防灾减灾第1章 绪 论1.1立题依据1.1.1研究的目的及意义平顶山如今以能源、原材料工业为主体，煤炭、电力、钢铁、纺织、化工等工业综合发展的新兴工业城市，以其得天独厚的地理位置、丰富的自然资源、雄厚的经济实力以及源远流长的灿烂文化，越来越为中外所瞩目。公路是展布

3、于自然环境中的人工构造物，不同类型地质灾害无时无刻都会对公路建设或各类构造物造成危害和影响。特别是平顶山市的鲁山县，生态环境十分脆弱，工程灾害类型多，分布广，频次高，直接影响和危害着平顶山公路建设及其构造物的安全性、经济性、稳定性和耐久性。所以开展平顶山公路自然区划的目的首先是认识和揭示市县内各类公路工程灾害的时间分布及地域变化规律，为公路网规划、设计、施工等提供基础依据。其次，为平顶山公路自然区划提供基础图件。第三，为甘平顶山公路防灾、减灾及环境保护提供重要的科学依据。开展平顶山公路地质灾害区划研究，不仅对平顶山公路建设具有极为重要的实用意义，而且对发展公路自然区划也具有十分积极的理论意义。

4、况且公路对于平顶山来说是十分重要的运输方式，因此研究平顶山公路沿线工程灾害的类型，可能灾害存在的潜在威胁、以及对于地质灾害时空预测预报技术，实现地质灾害时间与空间预测预报，对地质灾害的减灾与防灾具有十分重要的意义。1.1.2国内外研究的现状国际对于公路灾害及次生地质灾害的发生机理、危险性评估、潜在地质灾害识别、监测、预警等研究处于发展阶段，许多科学与工程问题缺乏深入研究。国内对于公路地质灾害的交通风险管理方面的研究，目前基本处于空白。对于不同的地区由于地质不同及研究的程度也就不同，至少在平顶山还没有人对于公路地质灾害做专门的研究。1.2研究的内容及技术路线1.2.1研究的内容就针对平顶山而言，

5、公路工程灾害包括公路地质灾害、公路路基病害、公路路面病害。我们通过沿平顶山各县区国道、省道、县道等路段进行实地勘测，分析灾害的类型、发生的机理，进行灾害等级划分，评估灾害的存在的潜在威胁，对灾害发生点进行定点定时观测，积累灾害的各种数据，建立数据参数库。1.2.2研究的技术路线公路工程灾害调查与评估分析研究收集资料、实地勘察灾害类型的分类及特征公路地质灾害现场特征分析公路地质灾害破坏机制公路灾害等级划分 公路地质灾害数据库的建立、调用及管理公路地质灾害的安全预测公路地质灾害安全评价、存在的潜在的威胁第2章 公路工程地质灾害2.1公路工程地质灾害公路地质灾害是指由自然因素或者人为活动引发的危害人

6、民生命和公路工程安全的地震、山体崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、特殊岩土等与地质作用有关的灾害。平顶山市地质环境条件比较复杂，山区、丘陵区和矿区是地质灾害多发区。地质灾害类型为山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降及地裂缝。并以山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷为主。山体崩塌、滑坡隐患点主要分布在平顶山市的西南、西北、东南部山区，尤其是削坡修路、建房和露天采矿等人为工程活动造成的崩塌、滑坡隐患点数量多，分布集中；地面塌陷主要分布在采矿塌陷区，泥石流沟隐患点主要分布在鲁山县西部的山区。平顶山市鲁山县山区面积大，山区除岩石裸露区域外，多为土石混合堆积物覆盖，受连续降雨、人工削坡建设等因素的影响，小

7、型滑坡现象一旦发生将直接影响到居民房屋及生命安全。滑坡、滑(崩)塌、泥石流、岩溶、采空地面塌陷、地面沉陷、地面坑槽、地面裂缝、边坡的冲刷2.2公路工程地质灾害类型公路工程灾害类型主要表现为路基病灾（病）害和路面病害路基灾（病）害有：路基沉陷、边坡（崩）塌、边坡冲刷、滑坡、泥石流路面病害分为水泥混凝土路面病害：接缝破损病害表现为挤碎、错台、唧泥、拱起，面板断裂和裂缝等；沥青混凝土路面病害沉陷、车辙、疲劳开裂、推移(剪切变形)、低温缩裂(反射裂缝)、松散和坑槽等；2.3路基灾害公路路基灾害是因为地质灾害，水毁灾害等原因使公路路基发生破坏，从而导致公路通行、运营能力等公路正常使用功能的丧失或减弱的事

8、件，这样路基灾害一般包括地质灾害和气象灾害，常见的有崩、滑、流、公路水毁等事件。灾害由孕灾环境、致灾因子、承灾体和灾情四部分组成。就公路而言，孕灾环境是孕育灾害的区域，如山区河流易发生暴雨洪水，山区易发生崩塌、滑坡。公路路基灾害的致灾因子是对公路本身、公路设施、道班房等产生不利影响或破坏的事件。如:崩塌、滑坡、泥石流。公路路基灾害的承灾体即被灾害破坏的公路及其一系列设施。灾情即公路受灾后公路受影响的情况，包括公路本身设施受灾情况，和公路交通运输受灾害影响的情况。2.3.1公路路基灾害分类公路路基灾害和所在地区地质地形等自然条件密切相关，因此可据公路所在区域的地形地貌结合岩土特点进行孕灾环境分类

9、:4对公路造成灾害有多种致灾因子，路基地质灾害的致灾因子主要有崩塌、滑坡、泥流、路基沉陷、地裂缝、砂土液化、地震等。路基水毁灾害的致灾因子主要有暴雨洪、冰雪洪水、溃坝洪水等。本文主要针对对公路破坏较为严重的崩塌、滑坡、路基沉陷、公路边坡冲刷、公路泥石流堆积区灾害情况进行研究。2.3.2路基沉陷路基沉陷是一种常见的公路病害，表现为路面形成大量裂缝，路基局部标高降低很多，发生垂直沉落。多发生在填方路段或半填半挖路段。7l)路基沉陷是多方面因素作用的结果:(l)工程地质与地形修筑公路遇不良地质地段，如软基地段。若未换土或换土不彻底，或未很好的压实时，在路基填筑压实结束后原软弱层发生挤压下沉，造成路基

10、沉陷。在山区建造公路，大量路基采用半填半挖及陡坡路基，由于填土厚度不一，造成沉降不同，发生路基沉陷。(2)路基填方压实度不足由于在现场施工，最佳含水率受到温度湿度等影响，压实不能达到最佳效果。由于施工进度等原因造成压实时间不足。在填方路堤，路基达到一定高度后，边缘土体往往存在压实不足的情况。上面这些问题都会导致路基沉陷的发生。(3)地基中存在软弱土层软弱土层在附加应力作用下，发生固结沉降、次固结沉降和侧向塑性挤出，从而导致路基沉陷。(4)填筑物物质成分不均在公路路基填筑时，对填方物质的成分、级配不可能做到严格有效的控制。填筑物通常是隧道和开挖路堑的弃方。这些物质的成分、力学性质、级配都相差较大

11、。在施工时，若施工厚度过大，导致压实度不够，建成后在长期荷载作用和自重作用下，填筑物质发生不均匀沉降变形，导致路基的沉陷。2)路基沉陷对公路的危害发生路基沉陷使公路的使用性能极大的降低，而公路建设中半填半挖和软基情况较多，如处理不当常有路基沉陷出现。公路发生路基沉陷后，公路平整度大大降低，公路使用性能降低，威胁行车安全，路基沉陷对公路的危害较大。2.3.3边坡滑（崩）塌崩塌多发生在大于60°70°的斜坡上的岩、土体在重力作用下突然脱离本体崩落、滚动，堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象，是斜坡破坏的一种形式。崩塌体会对边坡、路基、路面和桥梁等公路设施造成一定程度的破坏。该张照片是

12、G207国道路一侧l)崩塌分类按照崩塌体的规模、范围、大小可以将崩塌分为剥落、坠石和崩落等类型，如下表：崩塌类型型块度剥落量（块度>0.5m）坡度剥落较小<25%30°40°坠石较大50%75%30°40°崩落很大>75%>40°2)崩塌的成因和形成条件岩土类型、地质构造、地形地貌三个条件，又通称为地质条件，它是形成崩塌的基本条件。一般来说，各类岩石都可能产生崩塌，但规模可能不同。坚硬的岩石(花岗岩、石英岩等)抗剪切和抗风化能力强，能形成高峻陡峭的斜坡，由外因导致的斜坡稳定性被破坏后，极易产生大规模崩塌。而由软硬互层(如

13、砂页岩互层、石灰岩与泥灰岩互层等)构成的斜坡，往往以小型剥落或坠落为主。各种构造面，如裂缝面、岩层界面、断层等，对坡体的切割、分离作用，破坏了岩体内部的联结。当其倾向临空且倾角较陡时，若斜坡受力情况突然发生变化时，就可能沿软弱面崩落。坡度大于45“的高陡斜坡、山嘴或凹形陡坡时是形成崩塌的有利地形，且地形切割越强烈，高差越大，产生崩塌的可能性越大。某些外部环境作用或人工活动是诱发崩塌的重要因素。例如，地震、融雪，连续暴雨、地表水冲刷浸泡、开挖坡脚等，都可能改变了坡体的原始平衡状态，从而诱发崩塌。特征：指斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定

14、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。原因：从公路沿线滑坡产生的诱发因素角度来看，地质构造、地层岩性及地下水是主控因素，地形、气候等是次要因素，从相关文献可知，约有是由于工程建设引发的新滑坡，约的滑坡是在工程建设中复活的古滑坡，约的滑坡是在勘察设计中已经发现而路线无法绕避的。路工程建设活动是主要的诱发因素。防止措施：滑坡的防治要贯彻“及早发现，预防为主；查明情况，综合治理；力求根治，不留后患”的原则。我国防治滑坡的工程措施很多，主要有两类：一是消除或减轻水的危害,具体点就是排除地表水：排除地表水是整治滑坡不可缺少的辅助措施，而

15、且应是首先采取并长期运用的措施。其目的在于拦截、旁引滑坡区外的地表水，避免地表水流入滑坡区内；或将滑坡区内的雨水及泉水尽快排除，阻止雨水、水进入滑坡体内。主要工程措施有：设置滑坡体外截水沟；滑坡体上地表水排水沟；做好滑坡区的绿化工作等。排除地下水：对于地下水，可疏而不可堵。其主要工程措施有：截水盲沟用于拦截和旁引滑坡区外围的地下水；支撑盲沟兼具排水和支撑作用；仰斜孔群用近于水平的钻孔把地下水引出。此外、还有盲洞、渗管、垂直钻孔等排除滑坡体内地下水的工程措施。二是改变滑坡体的外形，设置抗滑建筑物。具体点削坡减重：常用于治理处于“头重脚轻”状态而在前方又没有可靠的抗滑地段的滑体，使滑体外形改善、重

16、心降低，从而提高滑体稳定性。修筑支挡工程：因失去支撑而滑动的滑坡或滑坡床陡，滑动可能较快的滑坡，采用修筑支挡工程的办法，可增加滑坡的重力平衡条件，使滑体迅速恢复稳定。支挡建筑物种类有：抗滑片石垛、抗滑桩、抗滑挡墙等。改善滑动带的土石性质：一般采用焙烧法、爆破灌浆法等物理化学方法对滑坡进行整治。由于滑坡成因复杂，影响因素多，因此需要上述几种方法同时使用综合治理，方能达到目的。2.3.4滑坡滑坡是指一定的地形、地质条件下失去原有的力学平衡时，斜坡上的岩体或土体在重力作用下沿着一定的软弱面，整体向下滑动1141。根据我国各类滑坡的特征及其发生、发展的规律，公路部门提出了一下按滑体组成物质主滑面成因、

17、滑体厚度、规模为划分的标准分类法见表由于山坡或路基边坡发生滑坡常使交通中断，影响公路的正常运输。大规模的滑坡又会堵塞河道，砸坏路基及桥梁，等公路设施，造成行车事故引起人身伤亡，此是公路主要灾害之一。分类标准分类特征滑坡物质组成粘性土滑坡滑坡多分布在丘陵地带及盆地边缘，其规模一般不大，并常成群出现其滑坡带位于受水或卸载条件下易于崩解或膨胀的一层中。黄土滑坡多分布于黄土高原地区，特别是黄土源的边，其规模较大并具崩塌性堆填土滑坡其滑坡带位于受水或卸载条件下易于崩解或膨胀的一层中一般规模不大堆积土滑坡分布于山区河谷两岸的缓坡地段，滑面常沿基岩凹槽顶面及不同成因的堆积面形成，滑体由坡积、崩积、洪积、残积

18、物等组成成破碎岩石滑坡分布与构造作用强烈的山区，常见于逆断层的上盘，其规模一般较大岩石滑坡布于构造作用比较轻微或不强烈的山区，最常见的是沉积岩分布地区的顺层岩石滑坡，其滑带为层间错动带带主滑动面成因堆积面滑坡堆积面是指基岩顶面不同时期和不同成因第四系堆积物内部的界面层面滑坡层面是指沉积岩的层面、某些变质岩片里面、假整合面、各期喷出岩之间的界面等等构造面滑坡围岩间的接触面、岩浆岩的原生节理面、土体内的原生裂隙面及构造面同生面滑坡同生面并非土体固有的软弱面，而是在较均一土体中与滑体滑动同时产产的新剪切面滑坡体厚度巨厚层滑坡厚度大于50mm厚层滑坡厚度20一50mm中层滑坡厚度6一20mm浅层滑坡厚

19、度小于6mm滑坡体规模特大型滑坡数百万立方米至几亿立方米大型滑坡进百万立方米到几百万立方米中型滑坡数万立方米至数十万立方米小型滑坡数千立方米以内2.3.5泥石流泥石流是一种工程动力地质现象，它是高浓度水、砂、砾符合异向混合流，是颗粒大小差异很大的固体(岩土体和液体水)的联合运动。具有突然爆发与流速快、流量的、物质容量大和破坏力强的特点。砌筑砂、砾主要按滚动及跃动状态迁移115。泥石流发生于山区，沟谷中由暴雨、冰雪融水等因素激发突然暴发，在很短时间内将大量泥砂、石块冲出沟外，在宽阔的堆积区漫流堆积，常常给人类生命财产造成重大危害“。表1.6是泥石流的分类及其防治。泥石流对公路的破坏方式主要有以下

20、4种:(l)泥石流高速运动时直接冲击公路体，当冲击力大于公路承受能力时，公路体被破坏。(2)泥石流流出山口后，由于地形开阔，沟床平缓，泥沙逐渐在山前区堆积。若线路通过该区标高较低，泥沙淤埋线路、桥涵和隧洞，造成公路的中断。堵塞的桥涵不能及时清理给路基，线路及其他设施安全留下隐患。(3)泥石流灾害可将沟床下切数米以上。它下蚀沟床、掏空桥梁墩台和护岸基础还可切穿隧道的顶部，造成过沟建筑物和防护工程毁坏。(4)大型泥石流可在极短的时间内堵塞或全部堵断主河形成堰塞湖，使河水上涨淹没上游沿岸线路，堵塞体溃决后又形成异常洪水，危及下游沿岸的线路与桥涵。全世界约有60多个国家受泥石流灾害影响，我国是多山国家

21、，泥石流有发育多、规模大、频率高、灾害重等特点，约有20多个省、市、自治区受泥石流灾害威胁。根据防护地区的具体条件，因地制宜地采取跨越、排导、拦挡、拦截以及水土保持等措施对泥石流的采取综合防治。原因：边坡的岩体不但软弱，同时层间节理、裂隙呈网状发育，将边坡岩体切割成多个块体与楔形体，顺坡向的节理、裂隙面平直、光滑，利于边坡岩体的滑落，从而引起边坡的不稳。由于开挖造成原始应力状态的改变，岩（土）体卸荷造成边坡表层岩土回弹松弛，边坡裂隙扩大，为雨水渗入创造了条件。随着岩（土）体卸荷裂隙的发展和雨水的长期作用，当坡体较大范围土层强度衰减，边坡就会产生滑动破坏。防止措施：可将现在的引水明渠改为暗渠，然

22、后将边坡放缓并将挖下来的泥土覆盖在暗渠的上面。2.3.6边坡冲刷 特征:自然边坡经人工开挖和改造形成的地质体,也有着复杂的水文及水文地质条件形成的机理：水因素主要是对公路开挖坡体稳定性的影响水软化滑面材料，使其抗剪强度降低从而造成失稳；在岩土体内特别是滑面材料内形成一定类型的地下水压力，如孔隙压力、渗透压力等在滑面蠕动变形过程中，孔隙水压力会增大，有时会形成高孔隙水压力，加速滑面变形而造成坡体失稳；水在坡体内渗流时产生动水压力，若渗流流量过大，边坡体在开挖过程中将受到影响。2.3.7桥梁部位冲沟特征：2.4路面病害水泥混凝土路面包括4种病害即接缝类、断裂类、竖向位移类和表面类病害。由于目前主要

23、使用沥青路面，下面主要介绍沥青路面病害。由于行车荷载和自然因素的作用，沥青路面在使用过程中逐渐产生各种破损。根据交通部2001年发布的(公路沥青路面养护技术规范，沥青路面破损分为裂缝类、松散类、变形类及其他类等四大类。就以最常见的公路路面病害作为研究。2.4.1路面沉陷特征：路面混凝土板或板的一部分下沉至路面设计标高形成的机理：3).形成的机理：(1).路基土的固结沉降。(2).路基及基层的压实不够。(3).路基土融沉。2.4.2路面坑槽特征：发生在路面沥青混凝土板内的小片脱落，形状大多类似于长方形，一般为2.5-10cm,深为 1.2-5cm形成的机理：由于砂石材料含泥量过大，混凝土内有泥土

24、或杂物所致。2.4.3路面裂缝特征：（1）表面裂缝，产生在水泥混凝土路面表层的裂缝。（2）贯通裂缝，水泥混凝土板全厚的裂缝，又可分为：横向和斜向裂缝：它是垂直或基本垂直（斜向）于路面中心线的，有规则的裂缝。纵向裂缝：它是平行或近似平行于路面中心的裂缝。交叉裂缝与网裂（破碎板）：交叉裂缝是两条或两条以上相互交错的贯通板厚的裂缝。当交叉裂缝进一步发展形成网裂，使混凝土板丧失承载能力，便成为破碎板。角隅裂缝：从板角到斜向裂缝两端的距离小于1.8米的裂缝，裂缝面垂直且贯穿板厚。形成的机理：表面裂缝是由于由混凝土混合料的早期过快失水干缩和碳化收缩引起的；横向和斜向裂缝是由于水泥混凝土的粗骨料品质不良、水

25、灰比不当或配合比不合理，使路面在使用初期产生干缩裂缝，引起横向或斜向开裂；纵向裂缝是由于基础的原因即基础不均匀支承或支承力不足及路基冻胀沉陷，在荷载的重复作用及超载与偏载作用下，使混凝土板产生纵向开裂；交叉裂缝和破碎板（网裂）是由于水泥混凝土强度不足，在轮载和温度作用下会出现交叉裂缝、路基或基层的冻胀与翻浆，引起基础不均匀支承，使路面板开裂，发展成为破碎板路基和基层的强度与水稳性差，施工时接缝灌缝不能满足要求，一旦受到水的浸入，将会发生不均匀沉陷，在车轮荷载作用下，混凝土板块出现交叉裂缝。2.4.4公路路面隆起 特征：有很深的车辙的带状物且中间高两侧低，树根拱起地面。形成的机理：沥青路面结构顶

26、层材料在车轮的物理磨耗和自然环境因素的作用下不断损失造成的，路面在高温条件下沥青混合料侧向流动变形引起的，在车辆荷载作用下方表现为下凹，而两侧表现为上凸，还有一种原因是由于高大的乔木长时间会引起路面拱起。2.4.5车辙按照车辙发生的形式可分为:结构性车辙、磨损性车辙和流动性车辙。车辙产生的原因:1材料性能:主要指沥青和矿料:沥青粘度偏小是材料性能影响路面车辙的主要原因之一。矿料棱角性差，粗糙度不够，使集料缺乏嵌挤力也会引起车辙。2配合比设计:(l)级配:矿料级配不合理，粗集料未紧密嵌挤，内部有悬浮现象同时混合料的矿料级配过细，未形成骨架，在车辆荷载作用下，变形较大。(2)沥青用量:沥青用量是影

27、响高温稳定性的最重要的因素之一。沥青用量超过最佳用量的0.3%一0.5%以上对车辙将会有很大影响;(3)空隙率:空隙率对车辙的影响很大。对于最大粒径燕26mm的密级配沥青混凝土混合料，重载交通条件下的高速、一级公路夏炎热区90mm以深内空隙率为4-6%，夏热区及夏凉区为3一5%，但对于炎热的夏季，当设计空隙率大于5%时，施工时压实度至少提高1个百分点，混合料内部才能密实。3施工控制:(l)碾压不密实，压实度不够;(2)层间污染严重，未喷洒粘层油;(3)沥青混合料发生离析。4设计问题:主要体现在长大纵坡的选择。第三章公路地质地质灾害危险性评价指标体系地质灾害的发生是由地质环境变异引起的，而地质环

28、境是一个由众多因素确定的复杂体系;地质灾害危险性评价的难点在于如何合理地把握这些因素，并确定它们对灾害发生过程的贡献。任何评价预测模型都是建立在一定的评价因素集上的。但是就目前而言，评价指标体系的确定是一项非常困难的工作。各个领域在进行地质灾害评价时，对于指标体系的选取尚无一个通行的标准，往往要依靠领域专家经验、根据评价实际情况取舍。因此，为了保证地质环境与地质灾害危险性综合评价的客观性，必须建立一套相对合理和规范的评价指标体系，根据地质灾害特点和区域地质灾害评价需要，构建地质灾害指标体系，并提出较为科学的评价方法。因此，为了保证地质灾害危险性评价的客观性，必须建立一套相对完整、合理的评价指标

29、体系。另外，地质灾害危险性评价指标的研究是地质灾害危险性评价工作的重要组成部分。建立评价指标体系，不仅可以规范工程技术人员或软件用户根据指标体系来确定研究区综合分析评价的各项指标及评价标准，还可以指导野外地质人员在调查时，有目的的按照相对统一的标准进行有关基础数据的调查与收集。3.1建立评价指标体系的意义建立评价指标体系是地质灾害研究的前提和基础，只有全面系统的将主要影响因子考虑到评价体系中去，并根据灾害的内在规律和危害程度综合分析后，形成的相应的评价指标体系，这样评价指标体系才比较合理，评价的可靠性才可能会高，评价才具有实际意义。具体来讲评价指标体系的意义可从概括如下:(l)定量评价和预测的

30、基础任何评价预测模型都是建立在一定的评价指标之上的。对于地质环境这样一个复杂的系统，它既包含有自然地质条件因素，又包含有社会属性的人类活动因素，不仅因素之间的相互关系极为复杂，而且，因素的量化也很困难。对这样一套有很强不确定的因素体系，只有通过深入的分析，从繁杂的因素交错关系中，抓住问题的实质，提出代表性的指标，建立指标体系及量化标准，才可能实现定量评价与预测。 (2)政府管理和决策的依据根据地质灾害的危险性制定防灾减灾决策是管理部门的一项重要任务。政府管理决策的主要依据是反映地质灾害的各类指标和数据。政府根据评价指标反映的地质灾害情况，选择合适的防灾减灾的措施和手段。因此，建立规范化、标准化

31、的指标体系是政府管理和决策必不可少的工具。(3)信息共享与全民意识地质环境和地质灾害的有关信息具有空间地理属性，是一种空间信息，属于广义的地理信息范畴，随着计算机网络技术的发展，信息传输和信息资源共享已成为现实。但是由于我国地理标准化委员会成立比较晚，正式的地理信息标准尚未公开发表，尤其是公路地质部门标准尚未制定。因此，迫切需要建立一套标准的评价指标体系。3.2建立评价指标体系的原则在地质灾害危险性评价中，评价指标的选取非常重要。然而，由于受到各种客观条件的限制，不可能将各种影响因素全部反映到地质灾害危险性评价中来，这样就需要从这些众多因素中选取对评价起控制作用的最主要的指标，而忽略对其影响较

32、小的次要指标l5。评价指标体系是由若干个单项评价指标组成的有机整体，它反映了地质灾害危险性评价的目的和要求，而且要全面、合理、科学和实用，并能为有关部门和人员接受。迄今为止，由于研究深度、各行业要求侧重点不同等多种原因，我国尚未建立一个标准化的、普遍适应的评价指标体系，已有的评价指标体系多是由单一或少数几个指标构成的评价体系l5，适用性不高。本文针对平顶山鲁山县山区公路崩塌、滑坡、路基沉陷灾害的特点，研究了有关指标体系的建立原则问题，不再将系统性和普适性作为构建评价指标体系的首要原则，而是着重强调具体问题具体分析的基本准则，强调在普遍适应性的框架之下充分考虑评价研究区域的具体情况6。建立评价指

33、标体系时一般考虑以下几点原则:(l)评价指标宜分为内在(地质环境)因素和诱发因素依据其性质，可以将评价指标分为内在因素和诱发因素。内在因素是指诸如研究区域内植被、坡度、坡体结构类型、地形地貌、岩土体性质、灾害规模等那些灾害体所处环境固有的因素，对灾害危险性具有主要的控制作用。诱发因素主要是指地震、降雨及人类工程活动等，它们对灾害的发生常常起到诱发或加速作用。将因素指标明确划分为内在因素和诱发因素还有另外一个重要意义。内在因素反映了自身地质条件的优劣，内在因素组合特征决定了灾害的易发性:诱发因素反映了外界条件作用的强弱程度，对灾害的发生具有促进作用。(2)评价指标对评价目标是必要的选择评价指标时

34、，宜尽可能剔除那些对评价目标影响很小的评价指标。(3)评价指标对评价目标是充分的对评价目标的影响程度达到一定水平的评价指标，原则上必须参与评价。(4)阶段性和精度适应性原则对于地质灾害危险性评价，针对不同的评价对象或工作阶段，研究工作的精度和研究深度是不一样的。指标体系的确定在一定程度上，应能够满足不同精度和不同工作阶段工作的需要。(5)简明性和可操作性原则强调指标的简明性和可操作性对地质灾害危险性评价尤其重要。简明性是指标应尽可能的简单、明确，具有代表性;可操作性是评价指标的内容可以通过实际工作比较方便的获取或实现。指标体系的选择和确定的过程中，如何把握简明性和可操作性是实际工作的难点之一，

35、其矛盾在于地质环境系统的复杂性。为此通常采用目标分析方法建立评价指标体系，即将目标分解，直到认为子目标能够用定量或定性的独立指标衡量为止。根据问题的特点，可采用三层结构，第一层是基础指标层，第二层是类指标层，第三类是目标层。(6)评价指标之间应尽可能相互独立选择评价指标时，应考虑问题的阶段性、针对性，选择有代表性的指标，避免指标之间的重叠交叉。因素的独立性越大越好，关联性强的因素宜合并，以避免增加模糊合成模型选择的难度。3.3公路路面灾害体系的评价指标3.3.1公路路面病害分析与评价就以路面车辙为例来探讨一下，车辙的形成条件和影响因素是很多的，影响车辙病害危险性的因素主要有内在因子(环境条件)

36、、诱发因子。内在因子包括沥青混合料、沥青、粗细集料、油石比是沥青路面稳定性内在因素，决定车辙变形破坏的形式和规模，对车辙的形成起控制作用。诱发因子包括降雨、路基的稳定性、行车荷载作用、温度等，是车辙稳定性的外部因素，也是最积极的因素本文选择和车辙产生直接相关，并能反映车辙稳定的因素进行评判，排除那些次要的或与稳定度关系不大的因素，根据调查资料分析，结合研究区灾害具体特点，确定可作为车辙危险性的评判的主要因素有:（1）沥青混合料：路面是沥青混合料之间的相互搭配作用形成的，这种作用主要体现在沥青、矿粉、粗细骨料三者的配合比例上。（2）沥青：在路面上沥青的好坏也起着和大的作用，因为路面的层与层之间送

37、沥青的标号也是不一样的。地区不一样的，最低温度与最高温度不同所用的沥青的标号也是不同的。（3）粗细集料：粗细集料在沥青混合料路面里，是靠相互之间的嵌挤所产生的摩擦力来传递行车荷载，所以对骨料的前度也是有很高的要求的。（4）油石比：沥青混合料主要是靠沥青与粗细集料的粘结力，过多话也是会出现泛油，过少则会使粘结力不够。故油石比在评估中也显得很重要。（5）降雨：雨水对于沥青混凝土路面也是很容易造成损坏的。（6）行车荷载：超载对于路面来说也是比较严重的，长时间的话会降低路面的路用性能会使路面崩溃，他是早乘车者的主要原因。（7）温度：路面表面的热量容易散失或吸收，对于内部的则不会出现上述情况，而造成温缩

38、应力会使车辆在此处形成应力集中而是路面也会出现车辙病害。3.3.2车辙危险性评价模型建立层次结构模型以车辙危险性为目标层，以地质环境条件和诱发因子为准则层，以与形成崩塌有关的7个影响因素为方案层，建立层次结构模型。车辙危险性评估沥青混合料内在因子外在因子沥青粗细集料温度油石比降雨行车荷载3.4公路路基灾害体系的评价指标3.4.1公路路基灾害分析与评价就那路面沉陷为例路基施工完工后，随着时间的延长与载荷的作用，路基在垂直方向上常会产生较大的变形和沉陷。从反映在路面上的结果看，沉陷有不均匀下沉、局部沉陷、整体下沉三种类型;路基沉陷的产生部位分有路基沉陷和地基沉陷两类。高填土路基沉陷有时并不单单是沉

39、陷一种，常常在沉陷的同时，要伴随着路基横纵向开裂或边坡滑动。我国的路基沉陷灾害十分严重，特别是在黄土或软土地区尤为严重。经过几十年的努力，科技工作者对路基沉陷灾害的成因机理进行了深入的研究，也取得了一定的成果。但是由于路基沉陷灾害影响因素多、成因机理复杂，现在很少涉及到路基沉陷危险性评价的研究。本文将根据研究区公路灾害的调查情况，结合最新研究成果，对路基沉陷灾害的危险性评价进行尝试，以便为公路养护管理部门做出决策提供依据。3.4.2路基沉陷危险性评价因子的选取路基沉陷的发生是多种因素综合作用的结果。通过对研究区路基沉陷灾害的分析以及形成机理的研究，特选出下面几个因子作为路基沉陷灾害危险性评价的

40、影响因子:工程地质、土层厚度、地下水交替变化、填土高度、路基填料类型、降雨、施工、沉陷规模等。(1)地基土质类型如果地质条件不良，原地面比较软弱，特别是在泥沼地段、流沙和垃圾以及其它劣质土地段，由于土的工程性质差，很容易发生路基沉陷。(2)土层厚度地基中土层的厚度对路基沉陷有一定的影响，若土层较厚，则发生路基沉陷的可能性就大，若土层较薄，发生沉陷的可能性就会小。(3)地下水交替变化影响地下水交替作用下，路基土体内含水量反复变化。土体重度在一定范围内变化，更为重要的是，由毛细管引起的负孔隙水压力可以达到相当的数值，再加上水的软化，可以使土体产生沉降变形，发生路基沉陷。(4)填土高度路基填土高度对

41、路基沉陷有重要影响，填土越高，土体越难完全固结，发生路基沉陷的可能性就越大。(5)路基填料的类型填土性质较差将导致压缩性增大，在路基施工和运营期间产生路基沉陷。将填料分为巨粒土、粗粒土和细粒土三种。(6)降雨降雨是公路灾害发生的重要诱因，由于雨量过大，可能使路基中的细颗粒流失，土中应力状态发生变化，引起路基沉陷的发生。(7)施工方面的原因压实度是控制路基质量的一个重要指标，压实度不足是路基沉陷发生的重要原因。(8)沉陷规模路基沉陷的规模将用沉陷的深度和长度来表示危险性的大小。3.4.3路基沉陷危险性评价的步骤路基沉陷危险性评价的结构模型的建立通过对路基沉陷机理和影响因子的分析，本文选取地基土质类型、土层厚度、地下水变化、填土高度、路基填料类型、压实度、多年平均降雨量、沉陷长度、沉陷深度等影响因子为评价模型的方案层。选取