1、新闻背景

这个五一伊始
，就爆出来一个坏消息
。根据媒体的报道
，五一凌晨2点多
，广东梅大高速大埔往福建方向K11+900m（茶阳路段出口方向2公里左右）附近发生高速公路路面塌陷事故
。截止最新的消息
，事故造成20多辆小车坠落
，导致36人死亡
，还有30人仍在救治过程中
。

最新消息（2024.5.2）

央视新闻截图（早期消息）

高速公路与城市道路不同
，路面塌陷不可能是因为地底下被挖空了
。所以
，高速路面发生坍塌
，最大的可能就是“滑坡”
。也就是说
，这条高速修在山腰上
。要么上方的土石发生了山体滑坡
，冲断了路面
，要么下方的土石发生了滑坡
，造成了塌陷
。而此次事故就属于后者
，从航拍图上可以看到
，事发路段恰好是半山腰
，塌方的位置正好是路面下方
。

塌陷航拍图

塌方的土石
，顺着山势蜿蜒下去
，占据了整个高速的半个路面
，纵向约10米左右
，蜿蜒往下约100多米
。航拍图上那一缕明显的“伤疤”
，与周围的绿树成荫形成了鲜明的对比
。既然这个路段绿化这么好
，为何也会发生塌方
？塌方的发生为何这么突然
，难道没有任何痕迹可循
？

2、塌方的力学原理

塌方的防护
，一直是土建类同学的一个重要研究课题
，严格来讲应该叫“边坡防护”
。这种自然灾害最本质的元凶
，应该是“重力”
。山体在重力场的作用下
，有向下运动的趋势
。此时
，如果山体本身不结实
，就会发生坍塌
。下图中
，有山体的崩塌
，有水下滑坡
，有泥石流
，有塌岸
，有滑坡
，也有修建道路引起的滑坡
，这些本质上都属于同一类
。

各种类型的塌方

如果这个山体是一个整体
，那么即便是悬崖峭壁
，也不太容易发生塌陷
。地球上悬崖非常多
，它们之所以能够屹立不倒
，就在于其岩石是一个整体
。但是
，日积月累
，时间长了
，特别是以地球尺度来说
，悬崖会慢慢风化
，沧海桑田之后
，这块整体的悬崖岩石分裂开来
。在加上地震或者其他什么原因
，屹立的悬崖将不复出现
。

悬崖的崩塌

在农业工程领域
，我们在做农作物种子播种研究的时候
，经常会用到一个堆积角的对比试验
。从某种角度来说
，这跟山体的塌陷有异曲同工之处
。将种子从一固定高度的地方倒下
，种子在地面形成一个锥形体
，堆积角就是这个椎体的角度
。离散的种子
，掉落后形成的堆积角有个临界值
，当超过这个临界值时
，种子会沿着斜面滑落
。

堆积角

实际上
，山体的滑坡也有类似的这样一个角度
。假设山体仍然是一整体
，它受到的力只有向下的重力
。那么山体底部岩石现有受到的力更大
，极端条件下
，山脚的岩层会承受不住上方的压力
，而被压溃
。现实中
，这种情况当然不可能发生
，因为那样的山太高了
，即便真的存在
，也早就压溃而沧海桑田了
。同学们都知道
，岩石属于脆性材料
。脆性材料抗压性能很好
，但是抗剪能力较弱
。就比如铸铁压缩后
，会形成一个45°的断裂面
。岩石的压缩与铸铁类似
，也会在大概45°的方向上形成压溃的裂纹面
。

铸铁的压裂面

真实的滑坡并不是岩石的压溃
，而是岩石上方土层的流动
。正如刚刚所说
，如果是一个整体
，就不可能会发生塌方
。岩石上方是土壤层
，土壤的强度要比岩石弱小很多
，其中就包括抗剪能力
。土壤层的受力也是来自上方土壤的重力
，同样承受的是压力
。在这种压力作用下
，理论上是越压越紧实
。但是
，表层的土壤较易流动
，往下压不下去
，就会往侧方向流
，也就是抗剪能力弱
，从而就造成了悲剧的发生
。

3、边坡防护

从上述原理可知
，想要防止滑坡的产生
，最关键的是需要将这些土壤牢牢地固定在一起
。相关的措施有很多
，最为经济便捷的就是搞好绿化
。利用植物根系的作用
，将土壤牢牢地团结在一起
。特别是那种高大的树木
，其发达的根系
，可以深入土壤十余米
。

发达的植物根系

从媒体的画面来看
，事发路段的边坡防护应该就是采用这种方式
。由于这种方式跟地表的植物关系密切
，所以防止效果就跟植物有关
。显然
，越是高大的植物
，其根系越是发达
，那么防治的效果也就越好
。现场画面可以看到
，这一段并不都是高大的植物
，事发缺口似乎正是高大植物和地表草皮的分界处
。

塌方现场

不同的坡度、用途
，都有不同的防护手段
。我们有时候在路边会看到一格一格的东西
，里面再种植一些草皮
，这种比单纯的草皮显然更加有效果一些
。必须要说明的是
，这种边坡防护的具体防护措施
，都有相应的标准可以查询
，并不是随随便便就可以胡乱决定的
。在满足安全性的前提下
，以最经济的方式完成
。

边坡防护

4、为什么防不胜防

从上面的力学原理应该可以知道
，这种塌陷是经年累月的
，必须长期监控才有可能有效预测
。其受力是静态的力
，在静力的作用下
，其位移肉眼不可见
。土壤在静力的作用下
，其力学行为较为复杂
，目前研究土壤力学的学者有很多
，但是依然很难准确预测土壤的一些力学行为
。就比如我们课题组
，做大蒜的振动挖掘好几年了
，研究生毕业的有三届了
，但是仿真值与实验值想要误差很小
，还是很难做到
。

课题组的研究成果

正是土壤力学行为的复杂性
，才让边坡防护的研究变得困难
。此外
，边坡的防护
，不仅仅是土壤本身而已
，它还有很多其他的“杂质”
，还有上方的植物
，这些都影响了土壤本身的力学行为
。所以
，如果你觉得力学发展至今
，用电脑就可以准备模拟出实际的塌陷
，那你可能太高估力学了
。而这
，也正是我们继续从事力学研究的目的
，我们也希望有更多的人投入进来
。

虽然
，无法通过电脑准确预测
。但是
，可以通过实验观测
，及时发现预兆
。比如
，含水量是影响土壤性能的一个重要因素
。含水量的增加
，加剧了土壤的流动性
，使之更易发生滑坡
。所以
，如果某地连续降水
，那么就要小心了
。近期
，广州连续的暴雨
，对于一些边坡来讲就是个非常危险的信号
。不过
，养护单位其实也挺难
，这种塌陷前期的症状都比较小
，很难感觉出来
。一旦出现了较大的裂缝
，那么离大规模塌陷也就不远了
。

5、总结

这种高速公路的修建
，肯定有严格的边坡防护相关标准来把控质量
。但是连续的降水
，可能让土壤的力学性能弱化到了原有防护措施之外了
。这种边坡的塌陷
，前期产生的位移很小
，很难发现
。前期的土层流动慢慢积累到一个临界值
，就会出现大规模的崩塌
。所以
，防不胜防
。

网友看法

1、网友吴某819
：
反对带节奏
，反对充内行
。专业的事情让专业人士去完成
。

2、网友尔希
：
愿逝者安息！基建工程应该是百年大计
，虽有意外
，道路的设计还是没经得起考验
。

3、网友篱下樵夫
：
专家不知道什么土质
？水流方向
？要不要做护坡
，要不要排水
？

4、网友人生仰望者
：
唉声叹气
，设计师们工作时
，请认真点好吗
？

5、网友右岸的鱼yy
：
解释什么
，我们浙江雨水多吧
，山地多吧
，工程看的是质量

6、网友陈裕松
：
刚好发生在植被的连接处
，那么连接处就要非常慎重的处理

7、网友时髦枫叶Gr
：
养路护路者事前没有发现一点端倪吗
？

8、网友欧巴的春天1970
：
豆腐渣

9、网友守株待兔钓鱼翁
：
设计
？

10、网友飞鱼174477543
：
我们的科技监控都用在了车辆违不违章上了！为什么不抽出一半用在高速半斜坡路段来监控路基情况上
？

11、网友超美工笔画
：
紧急呼吁加强高速道路安全巡查巡路
，增加安全巡路路政养护人员
。确保高速道路交通安全行驶
，确保人生车辆安全
。不要只知道高速收费而忽略交通安全意识
。

12、网友Nicole的健康小作坊
：
真的是防不胜防

13、网友学游泳的鱼
：
有图有观点！下了不少功夫！

14、网友粤客一粒
：
旦夕祸福
，人生无常
。

15、网友一百万个可能
：
转发了

16、网友海华子
：
不是人祸就行
，排除一下工程质量问题

17、网友CJM陈老三
：
设计有没问题.施工有没偷工减料.监管有没到位.后期对危险地段有没跟进监测等
？一个自然现象全部背锅了

18、网友风中的蚩尤
：
罚款的摄像头测速仪多
，就不装安全检测仪

19、网友留恋abc
：
出了问题
，什么理由都有了逻辑！

20、网友一滴海42274967
：
又来洗地了