論地質(zhì)災(zāi)害防治的科學(xué)理念

劉雙鳳

摘要：近年來(lái)，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生較為頻繁，對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重危害。且地質(zhì)災(zāi)害在自然災(zāi)害中是最常見的一種災(zāi)害。因此，在當(dāng)前的形勢(shì)下，加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害防治科學(xué)理念研究，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。，本文提出了科學(xué)防治基本理念和認(rèn)識(shí)，比如地質(zhì)條件變化、災(zāi)害發(fā)生的邊界和初始條件，同時(shí)還包括地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生原因、地震作用影響以及防治方案和理念等。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)災(zāi)害；科學(xué)理念；地質(zhì)環(huán)境；變形破壞機(jī)理；概念設(shè)計(jì)；地震作用力

1地質(zhì)環(huán)境變化

地質(zhì)環(huán)境是與人類社會(huì)生存、生活、生產(chǎn)和發(fā)展密切相關(guān)的地球外部巖石圈層，它的上界面是與起伏的地表面密切相關(guān)的大氣對(duì)流層，它的下界面為地殼莫霍面或淺源地震深度面。風(fēng)、雨、雷、電、雪、冰、凍和霧等強(qiáng)烈改造地表形態(tài)的外動(dòng)力作用均發(fā)生在大氣對(duì)流層內(nèi)。由于人類的影響，大氣對(duì)流層高度出現(xiàn)逐年升高變化，成為全球環(huán)境變化的晴雨表。斷裂活動(dòng)、淺源地震和火山活動(dòng)對(duì)人類社會(huì)的影響巨大。人類活動(dòng)影響如水庫(kù)或核爆炸誘發(fā)地震的深度一般不足20 km?；隆⒛嗍鞯葹?zāi)害是區(qū)域地質(zhì)環(huán)境、氣象變化和人類活動(dòng)遭遇耦合的結(jié)果，相關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害也會(huì)出現(xiàn)年際的變化，并不與人類防災(zāi)減災(zāi)活動(dòng)的努力程度而絕對(duì)地正相關(guān)（圖1）。

2地質(zhì)災(zāi)害原因

地質(zhì)災(zāi)害的原因，通常是指對(duì)引發(fā)問(wèn)題的因素宏觀定性描述界定，其中的引發(fā)因素主要體現(xiàn)為初始條件、邊界條件以及激條件組合反映。通過(guò)研究判斷地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的因素，分辨自然因還是人為原因，或者是多因素之間的耦合。實(shí)踐中，如果條件允許，可對(duì)導(dǎo)致地質(zhì)體邊界、初始條件發(fā)生變化的因素優(yōu)化整合，按照作用大小和影響進(jìn)行定性排序。雖然地質(zhì)災(zāi)害事件是多種因素共同作用的結(jié)果，但是存在著主要的影響因素。比如，崩塌滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的成因概括成地震型、降雨型、溶洞型以及自然卸荷型和地下開挖型等類型；再如泥石流災(zāi)害，可劃分成以下幾種類型，其中包括自然溝谷、坡面液化、人工棄渣以及崩滑堰塞壩潰決和冰湖潰決等類型。

3地質(zhì)變形破壞機(jī)理

地質(zhì)變形破壞機(jī)理，主要是指災(zāi)害成因影響下，因力學(xué)、物理作用，某時(shí)段可采用變形破壞模式，采用定量物理力學(xué)參數(shù)表達(dá)因素臨界閾值。對(duì)于變形破壞機(jī)理而言，實(shí)際上地質(zhì)體環(huán)境、自身結(jié)構(gòu)以及影響因素和變形破壞作用的反映，是地質(zhì)力學(xué)模型建立的基礎(chǔ)。比如，降雨造成的斜坡變形作用機(jī)理，涉及巖土體增加、斜坡巖土體以及滑帶巖土強(qiáng)度下降和地下水位升降作用等，同時(shí)還包括斜坡水力梯度、承壓水孔隙壓力和滲透壓力。對(duì)于具體滑坡而言，會(huì)因地質(zhì)結(jié)構(gòu)、特定地形以及作用方式等，表現(xiàn)變形破壞機(jī)理，以表達(dá)綜合作用效果。就變形破壞機(jī)理而言，仍以斜坡為例，可在強(qiáng)度控制基礎(chǔ)上正確進(jìn)行斜坡穩(wěn)定性評(píng)估；或者根據(jù)變形控制，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)之目的。其中，前者主要涉及到靜力學(xué)方面的問(wèn)題，而后者則需考慮動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)方面的問(wèn)題，實(shí)際工作中需有效兼顧兩者。

4設(shè)計(jì)理念

基于地質(zhì)災(zāi)害的不確定性和復(fù)雜性考慮，不僅強(qiáng)調(diào)整體方案的正確性，而且還要協(xié)調(diào)細(xì)部構(gòu)造，因此也就提出數(shù)值設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)數(shù)值設(shè)計(jì)兩種理念，其中主要包括二者之間的有機(jī)結(jié)合。從某種意義上來(lái)講，因地質(zhì)災(zāi)害防治設(shè)計(jì)不同于普通工程設(shè)計(jì)，需處理好定量設(shè)計(jì)與定性設(shè)計(jì)之間的關(guān)系。其中，概念設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要是以抗震設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)提出來(lái)的。對(duì)于地震工程學(xué)而言，其發(fā)展歷程先后經(jīng)過(guò)了三個(gè)階段，即靜力法以及反應(yīng)譜法和動(dòng)力法三個(gè)階段，并且逐步走向了數(shù)值設(shè)計(jì)。然而，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，只靠定量分析是無(wú)法有效解決建筑整體抗震性能和相關(guān)問(wèn)題。對(duì)于概念設(shè)計(jì)而言，通過(guò)考慮設(shè)計(jì)對(duì)象，依靠設(shè)計(jì)人員的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，采用邏輯思維以及綜合判斷，確定建筑方案以及細(xì)部構(gòu)造，并對(duì)其進(jìn)行整體把握，避免出現(xiàn)方向錯(cuò)誤。在地質(zhì)災(zāi)害防治過(guò)程中，工程項(xiàng)目的概念設(shè)計(jì)時(shí)，通常應(yīng)當(dāng)充分考慮地質(zhì)邊界、初始以及激發(fā)條件和變化幅度等，滑坡體形態(tài)、結(jié)構(gòu)以及成分，在巖土體軟部研究和判斷過(guò)程中，施加最佳布設(shè)、作用以及施工工藝等。

結(jié)束語(yǔ)：地質(zhì)災(zāi)害對(duì)人們的生活具有非常大的影響，甚至?xí)：Φ饺藗兊纳c財(cái)產(chǎn)安全。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)的快速發(fā)展，加之局地氣候變化抑或地震作用迭加影響，人類活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境劇烈變化遭遇的可能性大大增加，局地強(qiáng)降雨、冰雪凍融、區(qū)域強(qiáng)地震和人類工程活動(dòng)多因素耦合成為引發(fā)崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷災(zāi)害的主要因素。因此，不管是地質(zhì)環(huán)境的開發(fā)利用，還是地質(zhì)災(zāi)害防治，都需要通過(guò)深入的研究與探討，以便為后期的地質(zhì)開發(fā)、地質(zhì)災(zāi)害防治等提供有效對(duì)策。