工程地质学第八章崩塌与滑坡课件

1、 第八章 崩塌与滑坡 定义：地壳上部的岩土层遭受各种内外动力地质作用，造成了各种各样的地质现象。例如河流的侵蚀与堆积、斜坡滑动和崩塌、泥石流、岩溶和土洞、地震等，这些现象对工程的安全和使用起到了不同程度的不良影响，甚至危害极大，因而叫这些现象为不良地质现象,常见的有风化、滑坡、泥石流、崩塌等。 定义：在陡峻的斜坡上，巨大岩块在重力作用下突然而猛烈地向下倾倒、翻滚、崩落的现象，称为崩塌。 崩塌以自由坠落为其主要运动形式。8.1 崩塌图1-4 崩塌、巨石掩埋公路图1-5崩塌掩埋公路 湖北省远安县盐池河磷矿 1980年山崩8.1.1 山崩发生条件和发育因素1 形成条件1）山坡的坡度其表面构造2）岩石

2、性质和节理程度3）地质构造软硬岩层相间不利的结构面组合4）气候5）渗水6）冲刷7）地震8）人为因素2004、6、18上午8时30分，位于张家界武陵源的紫霞观景点，发生一起岩石崩塌自然灾害，在此景点游览的20多名游客中的3名游客被巨石压住不幸死亡，另外3游客不同程度受伤。巨石从头上滚下据湖南省张家界市武陵源区区长许显辉介绍，上午8时30分，位于紫霞观景点游道旁边高约2米处一块约5立方米的巨石突然之间发生崩塌：“当时在游道上的游客是24人，分成几段，位于中间一段的是5人，由于躲闪不及，其中两人被石头压住，一人被石头击中头部，这三个当场就已经死亡；除此之外，另外两游客一人骨折，一人只是受了点轻伤。”

3、据许显辉介绍，在事故发生之后，张家界安全部门的专家在现场考察后初步确定，这是一起突发性质的岩石崩塌事故，属于中型的地质灾害。据专家分析，由于张家界地区地形复杂，岩层结构紊乱，再加上从17日晚上起武陵源连续降了89毫米的雨水，这是造成此次岩石崩溃的最主要原因。2 特征1）地形特征：新发生崩塌的后壁呈圈椅形、锯齿形，堆积体是上小下大的锥形。2）堆积体特征：堆积体又叫岩堆或倒石堆，大小混杂，上大下小。3)运动特征：崩塌的运动多为滚动、碰撞、跳跃等方式。8.1.2 崩塌形成机理倾倒崩塌 8.1.3 崩塌的防治方法1、遮挡措施：（1）拱形明洞；（2）板式棚洞；（3）悬臂式棚洞；（4）半明洞防崩塌明洞2

4、拦截防御3 支撑加固和镶补勾缝挡墙护坡支撑垛钢轨插别钢轨 长江三峡链子崖七千方的锚固4 护面5 排水6 刷坡7 绕避滑坡定义：斜坡土体和岩体在重力作用下失去原来的稳定状态，沿着斜坡内某些滑动面作整体向下滑动的现象。8.2 滑坡Note: 3 photos hereBird view of Xintan LandslideXintan Landslide immediately following the slidingFront view of Xintan Landslide西藏易贡滑坡滑坡体 滑坡床滑坡壁滑坡面扇形张裂缝滑坡舌鼓胀裂缝剪裂缝 滑坡周界滑坡台阶张裂缝8.2.1 典型滑坡特征

5、1.按滑坡体的组成物质分： 1）覆盖层（土层）滑坡：黏性土滑坡、黄土土滑坡、碎土滑坡、风化土滑坡等。 2）岩层滑坡：均质滑坡、顺层滑坡、切层滑坡、滑坡等； 3）特殊滑坡（融冻滑坡、陷落滑坡）8.2.2 滑坡分类 覆盖层滑坡 cohesive soils landslides（黏土滑坡） loess landslides（黄土滑坡） eluvial soils landslides（残积层滑坡） Eluvial soil landslide cohesive soils landslides岩层滑坡顺层滑坡切层滑坡滑动面滑动面( c ) 均质滑坡( a ) 顺层滑坡( b ) 切层滑坡特殊滑坡冻

6、融层Flow: viscous to fluid-like motion of debris. 3 按力学条件 River erosionArtificial cutting 牵引式推动式 2、按形成年代分：新滑坡、古滑坡4 、按滑坡体厚度分： 浅层滑坡：30m5 、按滑坡体的规模小型：小于3万立；中型：3-50万立；大型：50-300万立；巨型：大于300万立； step 1 蠕变阶段:时间几天-数年，表现出各种现象（滑坡前兆现象），为滑坡预报提供情报。Soft rock 8.2.3 滑坡的发展过程各种前兆现象：坡面出现拉张裂缝并发展；坡脚渗水，坡脚附近的岩土被挤压，并伴有挤出现象；斜坡变形

7、持续发展，变形速率加快。step 2 滑动破坏阶段醉汉树，醉林 醉林 step 3 渐趋稳定阶段“马刀树” 图1-17 醉林 图1-18 马刀树 1 力学分析8.2.4、滑坡的力学分析及影响因素土层均匀时：1）斜坡外形：2）边坡体的岩性条件3）边坡体内部的结构构造：（1）硬质岩中的软夹层破碎带薄风化带且面陡；（2）层状页岩易发生顺层滑坡； （3）基岩面隔水作用使坡积洪积地层软弱面滑动；（4）存在断层破坏带节理裂隙密集的边坡体2、影响因素4)水 （1）因水的进入而使边坡体的重量发生变 化并导致边坡的滑动； （2）水的进入造成土坡介质力学性质指标的变化而导致边坡的滑动； （3）断裂带的存在使地下水

8、地表水和不同含水层之间发生水力联系，使坡体内压力水变复杂，导致坡体滑动，或流渗动水力作用导致边坡体受力状态的改变并导致边坡滑动。 （4）a地下水溶解溶蚀作用；b.冲刷切割作用；c.湿化作用；d.动力压力作用。5）地震作用6）人为因素影响（1）不合理开挖坡脚；（2）不适当的堆载；（3）爆破；（4）管渠渗漏等。6月5日，重庆武隆鸡尾山山体发生大型山体滑坡灾害基本情况地质原因分析采矿原因分析成灾模式研究教训与启示2001年以来，地方曾先后安排开展了地质灾害隐患调查，圈定了体积约20万立方米的危岩体，判断可能向东侧向崩塌，水平最大位移可达100米，垂直位移可达120米。群测群防调查的20万方危岩体剖面

9、示意图崩滑数天前，局部岩块崩落，当地政府迅即行动 果断采取了挖断公路、设立警戒线、阻止客车和路人通过等措施，有效避免了所划定危险区内的人员重大伤亡。 但是，对危岩体北端山体发生大规模向北方向的高速远程滑动事先很难预料。两面临空，真倾角方向被稳定山体阻挡N15W 2035 1.后缘滑体下滑力不断增加 崩滑岩体沿缓倾炭质软弱夹层顺向长期缓慢蠕动，下滑力逐渐增加，致使其北部前缘起阻挡作用的关键块体长期受到挤压T0缝T1缝软弱层N15W 2035 软弱夹层碳质页岩软层被强烈挤压错动 20cm 10cm 碳质页岩软层挤压错动形成片里 “关键块体”压裂失稳，出现崩落现象 关键块体应力不断积累增大，加之长期

10、溶蚀作用对岩体强度和采矿活动对应力环境的影响，最终首先失稳崩塌2.关键块体强度不断降低“关键块体”压裂“关键块体”压裂岩溶发育带上大量脆性剪断的残壁显示关键块体强度瞬时丧失导致高速滑动特征沿西侧裂缝,出现大量近于水平的擦痕 T0缝T1缝溶蚀带软弱层N1020E 1525 N15W 2035 “关键块体”失稳 前缘关键块体首先失稳崩塌，其后的崩滑岩体沿软弱面产生连锁式的破坏解体，发生大规模崩滑。失去“关键块体”支撑的整个山体沿软弱层面产生连锁式的滑动破坏，并迅速解体 防治原则：以防为主，整治为辅；方法：1防渗与排水：（1）截：在滑坡体可能发展的边界5m以外的稳定地段设置环形截水沟（或盲沟），以拦截和旁引滑坡范围外的地表水和地下水，使之不进入滑坡区8.2.5 滑坡的治理的原则和方法图1-24 截水沟 图1-25 截水盲沟 （2）排：在滑坡区内充分利用自然沟谷，布置成树枝状排水系统，或修筑盲洞（泄水隧洞）、支撑盲沟和布置垂直孔群及水平孔群等排除滑坡范围内的地表水和地下水地下排水，滑坡地下排水工程（3）护：在滑坡体上种植草皮及种植蒸发量大的树木或在滑坡上游严重冲刷地段修筑“丁”坝，改变水流流向和在滑坡前缘抛石、铺石笼等以防地表水对滑坡坡面的冲刷或河水对滑坡坡脚的冲刷。（4）填：用粘土填塞滑坡体上的裂缝，防止地表水渗入滑坡体内。 设置支挡构筑物，增大边坡的