黄土滑坡中参数的影响因素及选取

文章详细研究了黄土滑坡中参数的影响因素及选取方法。分析了土壤特性、地形地貌和气候条件对参数选取的重要性和影响机制，探讨了它们在滑坡发生和发展中的作用。深入讨论了参数选取的基本原则和现有方法，包括经验公式法、数值模拟法和监测数据分析法的优缺点及适用范围。并结合实际工程案例，分析了不同方法在工程实践中的应用与优化，为预防和应对黄土滑坡提供理论指导和技术支持。

研究背景及意义

黄土地区在全球各地有广泛的分布，这一地区独有的物理特征和工程行为，使得滑坡问题逐渐成为地质灾害的主要类型之一。对黄土发生滑坡的形成过程以及它如何影响环境和人们的活动有深入了解，对于地质灾害的防控、工程方案的制定和持续发展都具有至关重要的作用。

影响黄土滑坡参数的因素

在分析黄土滑坡的发生机制和评估其稳定性时，了解并深入研究影响滑坡参数的多个因素至关重要，包括土壤特性、地形地貌以及气候条件。

土壤的特点明显地影响到黄土滑坡参数的决策，这主要表现在几个核心的方面。需要指出的是，黄土的密实度对于其抗剪强度和渗透力有直接的决定性影响。高密度的黄土在抗剪强度上表现出色，且其对滑坡的防御能力更为显著，因此在选择相关参数时，必须对其密实度进行准确性的测量。接下来，黄土的颗粒大小对其耐剪切能力和透水性都有显著作用，颗粒较细的黄土容易触发滑坡现象，而粒子较大的黄土则更为稳定。此外，黄土的含水率对于滑坡事件的形成和进展有着明显的影响。含水率的高低都可能会使黄土变得不稳定，因此在选择参数时，我们必须深入考虑黄土的特有水文特征。

黄土滑坡参数的选择深受地形地貌的影响，这一影响在许多核心领域得到了体现。在黄土滑坡形成的过程中，地形的不均匀与斜度是决定性因素。陡峭的坡度与复杂的地形往往会增加滑坡的发生概率及其风险。因此，选择适当的参数时，对地形特征的准确测量和详细分析显得尤为重要。而各种地貌，例如沟谷、丘陵和平原等，都对黄土滑坡的稳定性及演变过程有重要影响，而且在不同的地貌环境下，选取滑坡参数的策略和关注点也会各不相同。地面的覆盖物，像是植物和建筑物，对于地形的稳固性和滑坡的可能性都有某种程度的维护或触发机制，因此在选择参数的时候，还必须充分考虑到地面覆盖的各种影响条件。

气候状况会对黄土滑坡参数的选择造成重大影响，这种影响在众多核心领域中都能得到体现。首先，大气降水是导致黄土滑坡的关键要素之一。大量的降水有助于土壤水分的饱和增长和流动性的提高，从而提高了发生滑坡的危险性。所以，在进行参数选择时，必须深入研究降水的季节性变化以及其频率的分布模式。其次，温度波动对土地的冻融活动和水分流动都具有显著影响，尤其在寒冷地方，冻结和融解循环可能会引发土壤体积和内部应力的变动，从而进一步威胁滑坡稳定性。再者，气候状况还会对植物生长及土壤的水分蒸发产生直接的影响，进而决定土壤的持续性和抗剪强度，因此在参数选择时，需要深入考虑气候条件对土壤的水文与力学属性带来的整体效应。

参数选取方法与技术

在选择参数时，首要的准则是要确保这些参数能够真实地呈现黄土滑坡的物理属性以及工程行为，以便支持工程的可靠设计和对其进行风险分析评估。首要的是，参数的选取要以准确性为准，意味着需要基于科学的现场勘察和实验数据收集，确保选出的参数真实地展现实际工程环境中的土壤特性和行为。其次，全面考量所有可能影响滑坡发生或发展的变量，其中包括但不限于土壤的力学性质、水的水文特征、地形与地貌以及气候等，目的在于全方位地解读滑坡系统的复杂性质。然后，还要考虑适用性，也即选取的各种参数和模型应当可以适应不同的地理环境以及工程背景，并且应该能够给出准确的预测性和评价结果。除了这些，选择参数时还需要确保数据的获取能力和方法的合理性，以保障参数的准确性和实用性。

参数选取的现有方法与技术对工程的设计和风险的管理具有独特的影响和适用性。当前，黄土滑坡参数的选择方法主要包括经验性公式方法、数值模拟技术以及监测数据的深入解读，这些方法各自都有其独到之处和适应性。首先要明确，经验公式法是一种建立在历史资料与现存案例研究经验上的方法，特别适用于处理一些简易的滑坡案例和相关工程背景。其方法具有操作便捷、计算速率快的优点，但也存在局限性，例如其缺乏针对性与科学依据，并主要依赖于现有数据集的广泛覆盖和精准度。

其次，采用数值模拟法可以通过构建相应的数学模型来模拟黄土滑坡的产生机制，进而估算滑坡的稳固性及其所受的影响区域。该计算方法在考虑复杂地质、水文和力学要素的基础上，能够提供更精细的分析结果。数值模拟具有深入探究滑坡原因、预估可能发生的未来变动以及风险的明显优势，但其也存在需要大量的输入资料和计算资源，同时其模型的构建和验证过程也带有某些复杂的部分和不稳定性。

第三种途径是利用监测数据分析手段，也即利用最新或历史性的监测数据来分析黄土滑坡的实际动态和方向，进而推测相关的参数和构建模型。这一技术可以清晰地展现滑坡活动的实际场景和其变动，具备了显著的实证价值和应对能力。然而，数据采集和处理的过程通常需要耗费长期的时间和资金，此外，这些数据的质量和完整性对最终分析结果有着不可忽视的影响。

在全面对比了各种技术之后，通常最合适的参数选择方法是将多个评估手段结合起来，采用经验公式进行快速初步的评估，然后再借助数值模拟技术进行更深刻的分析，并最终通过收集的监测数据来进行验证和调整。另外，遥感技术与地理信息系统的进步意味着这些方法在参数选择上也开始起到关键作用（如图1所示），尤其在数据收集和模型验证领域展示了新的可能性和策略。

在参数选择过程中，数据的采集和处理技术是保障参数准确性和稳定性的关键环节，这包含了传统的观察技术以及现代科技的广大应用场景。常用的观测手段如实地地质勘查、工程勘查和实时监视等，都是依赖于实地数据分析和采样来获取土壤的力学特性、水文性质和地理特征信息。尽管这些策略具备显著的直接性和时效性，但它们通常需要投入大量的人力和物资，而且其实施可能受到时间和空间的限制。

现代科技在参数选择上的影响正在日益凸显，其重要性不言而喻。遥感科技有能力借助卫星图像与天空摄影技术，捕获到覆盖广泛的地面信息，例如植物群落和地形等，从而为地质灾害的评估提供极为珍贵的数据基础。地理信息系统（GIS）可以将多种数据源集成、分析并展示，通过进行空间分析和构建模型，能够深入理解滑坡在空间上的分布以及其主要影响要素。

现代地质工程研究不仅仅依赖遥感和GIS技术，还大量使用了诸如有限元法和有限差分法这些数值模拟方法。这些技术能够为研究提供复杂的数学模型，以模拟滑坡过程的地质、水和力学特性，并为滑坡事件提供全面的参数预测和评估工具。

在选择参数时，数据处理同样显得尤为关键。数据处理的各种技术流程涵盖了数据清洗、统计分析、空间插值以及模型验证等多个环节，这些流程确保了数据从最小规模的原始信息到终极参数的科学性和系统性的转换。现代数据处理软件及其算法的进步为复杂数据的处理与研究带来了更高的效率和精准度。

参数选取方法的应用与优化

在合水（老城）到西峰的部分工程中，参数选取方法在实际工程中的应用案例得到了很好的体现。在该工程中，滑坡01位于K3＋720至K3＋790的主线路线上，其路线走向大约是204度，并且与主要滑动的方向几乎平行。此路段上，老虎咀3号大桥被布置在了其中，桥梁总长为820米，该桥梁的11、12号桥墩位于滑坡体之上，并直接受到滑坡稳定状况的直接影响。

选取参数的技巧与对数据的剖析

在对滑坡稳定性和桥梁设计安全度进行评估时，我们采纳了一系列的参数选择技巧以及相应的数据分析方法：

第一，进行地质与地形的调查。地质结构与岩石特性分析：滑坡区域内的地质情况涵盖了地质层沉积韵律、断裂带发育情况以及地形地貌的分布发育，这些数据都是通过实地勘查和地质断面测量收集来的。

第二，对土壤力学性质进行了测试。土壤的力学特性包括了：内摩擦角（φ）、黏聚力（c）以及土壤的密度等等因素。根据样本测试，内摩擦角（φ）的平均值为19.5度。黏聚力（c）：实验测试结果显示，其平均值为25.0千帕。土壤密度：平均测量值为每立方厘米1.8克。

第三，数值模拟方法进行分析。在建立模型和调整参数时，我们采用PLAXIS 2D软件进行了数字化模拟，并且充分考虑了地震作用和各种降雨条件的效果。模拟测试结果展示，在各种不同的情况下，滑坡的位置和应力如何分布，从而有效地评估了桥墩的稳定性和滑坡的潜在影响区域。

第四，监测得到的数据进行深入分析。实地监测的数据涵盖了位移监测以及地下水水位的观测。位移监测结果表明，滑坡区域的平均每年位移频率达到了2厘米/年。地下水的水位变化通常局限在1.5米以下。

如表1所示，展示了部分采集和分析的数据，用于参数选取和工程设计的依据。

通过对地质地形、土壤力学属性、数字模拟以及实时性监测信息的全面研究，确定桥梁设计所需的各种条件以及滑坡整治的相关策略。科学而合理的参数设置手段为工程规划提供了坚实的基础，并有力地防范了滑坡的潜在危险，同时也保障了桥梁整体结构的安全无虞。这样的多元应用不仅增强了工程规划的精确性与实际应用价值，同时也为类似的工程项目带来了宝贵的实践知识和技术经验。

参数选取方法的优化与改进，是提升工程设计以及风险评估准确性方面的核心环节。首先，要优化性能，可以考虑扩大数据采集站的数量和增加数据收集频率来达到更好的效果。例如，在滑坡地带，增设土壤力学特性的数据收集点，更精确地显示在各种地质环境之下土壤的演变和分布情况。继而融入前沿的数值模拟。例如，利用三维数值模拟工具可以更为精确地描绘出在多种地形和不均匀地质体的地质条件中的滑坡动态，有助于提升参数选择的精确度和可信度。再者，通过整合遥感技术与地理信息系统（GIS）的数据，呈现更为详尽的地面盖面和地理形态知识，进而增强参数选择的准确度与使用场景。

在关于黄土滑坡参数选择的研究中，我们对土地特质、地域特征、气候条件等因素如何对这些参数的选择产生关键影响进行了深入探讨，并研究了这些方法和技术在实际工程中的应用方式。经过对多种技术的深入对比和研究，我们明白，在面对变化万千的地质背景下，选择科学的参数是确保项目安全及其持久发展的关键。

（作者单位：宁夏公路勘察设计院有限责任公司）