崩塌、滑坡和泥石流成灾机理、分布特征及其防治措施-(复核OK)

地质灾害？一、崩塌、滑坡和泥石流？二、地裂缝、地面沉降（地面塌陷）？2024/4/6

在自然或人为因素的作用下形成的，对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用（现象）。

如：崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降（地面塌陷）、岩爆、坑道突水、突泥、突瓦斯、煤层自燃、黄土湿陷、岩土膨胀、砂土液化，土地冻融、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤盐碱化，以及地震、火山、地热害等。

结合具体工作情况，本次学习分享内容：

简析崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝及地面沉降（地面塌陷）等内容。2024/4/62024/4/6（一）崩塌1、定义

崩塌是一种极为普遍和直观的地质灾害现象。崩塌无非是不同的结构面和裂隙面的组合与切割导致危岩体脱落而形成。

在陡峻的斜坡上，岩（土）体在重力作用下，突然发生剧烈的崩落、翻转和滚落，在坡脚形成倒石堆或岩屑堆，该现象为崩塌(见下图1、2)。

图1崩塌示意图

图2崩塌示意图

2024/4/62、崩塌规模等级根据崩塌体体积V(104立方米)，将其分为4个等级：①小型：V＜

1；②中型；

1≤V＜

10；③大型：

10≤V＜

100;④特大型（巨型）：V≥100。3、崩塌分类及特征

2024/4/64、崩塌的形成的一般机理

崩塌是指陡峻斜坡上的危岩体在重力作用下脱离母体的崩落现象,是高山峡谷地区普遍发育的地质灾害之一。

崩塌一般发生在坚硬岩地区高陡边坡,其形成机制是河流切割或人工开挖形成的高陡边坡,由于卸荷作用,应力重新分布后在边坡卸荷区内形成张拉张裂缝,并与其它裂隙和结构面组合,逐步贯通形成危岩体,在地震或爆破震动、降水等外力触发作用下,导致危岩体突然脱离母体,翻滚、坠落下来,散堆于坡脚。卸荷区内危岩崩塌一般由边坡前缘向后呈牵引式扩展。一般边坡中下部及边坡前缘地带即为卸荷裂隙扩展的牵引带。不同结构的岩体崩塌形成机制和扩展特征不尽相同。

这里就高陡斜坡崩塌的发育特点和工程实例,分析水平岩层、顺向岩层、逆向岩层、块状岩体等不同结构类型边坡崩塌的形成机理与扩展特征。2024/4/65、不同结构类型边坡崩塌的形成机理与扩展特征5.1倾倒式崩塌

如果危岩底部不易被剪切破坏,危岩体在垂向裂隙中降水水压,或充填物的水平推力作用下,卸荷裂隙向深部发展的同时,危岩体逐步向外倾斜,在地震等外力作用下产生倾倒式崩塌(图4)。图4倾倒式崩塌示意图2024/4/65.2滑移式崩塌（顺向岩层)

各类岩层都经历过强烈挤压作用,构造裂隙比较发育,并且普遍发育垂直岩层面的张拉裂隙。在边坡开挖或河流切割产生的卸荷作用下,卸荷裂隙一般在层面垂向构造裂隙的基础上继承发展,危岩体沿岩层面滑落而形成崩塌。崩塌区由内边坡坡肩前缘向后扩展(图5),直至边坡重新趋于稳定。图5滑移式崩塌示意图

2024/4/65.3膨胀式崩塌在边坡卸荷作用下,卸荷裂隙一般在构造裂隙的基础上继承发展,在危岩体压应力作用下,层面垂向裂隙贯通后危岩体底部发生剪切破坏,形成崩落。崩塌区由边坡坡肩前缘向后扩展(见下图3)。如果危岩底部含有软弱或破碎夹层,软弱夹层的蠕变和超前风化,或危岩底剪切带发育优势结构面或裂隙面,将加速危岩体底部的剪切破坏。图3

膨胀式崩塌示意图2024/4/65.4拉裂式崩塌

在边坡开挖卸荷作用下,卸荷裂隙一般在构造裂隙的基础上继承发展,在危岩体压应力作用下,垂向裂隙面贯通后形成崩落(图4)。图4拉裂式崩塌示意图2024/4/65.5错断式崩塌（块状岩体）以火成岩为代表的块状岩体的特点是岩体结构均匀,强度高。内边坡开挖后卸荷裂隙一般沿岩石的结构面、节理和构造裂隙发育,如沿玄武岩的柱状节理裂隙、花岗岩的结构裂隙,以及受区域构造应力作用形成的构造裂隙发育。卸荷裂隙在重力和降水入渗水压作用下由表层向深部发展,由于岩体强度高不容易破坏,容易形成高大危岩体,产生的崩塌危害性较大。卸荷裂隙一般自坡肩前缘由外至里,由上至下扩展(图5)。图5错断式崩塌示意图2024/4/66、崩塌防治的理论依据与方法

陡峻边坡崩塌主要受控于节理裂隙和结构面的组合,其活跃程度取决于卸荷裂隙的扩张与卸荷裂隙区的扩展。崩塌防治的理论依据就是加固已经形成的危岩体,阻止危岩体脱落,并且阻止或减缓卸荷裂隙的扩张和卸荷裂隙区的扩展,保持边坡的相对稳定性。

岩石结构面和各类节理裂隙面进行充分调查研究,并分析崩塌的形成机制和扩展趋势,再结合具体防治目的,才能有针对性地对边坡崩塌采取有效防治措施。

下面列举几类常用的防治方法。2024/4/66.1锚固与挂网喷护

在裂隙较为密集的卸荷裂隙区和危岩区,在清除部分危岩体的基础上,用锚杆加挂网喷护锚固危岩体,以达到减缓卸荷裂隙的产生和卸荷裂隙区的扩展,以及加固已经形成的危岩体的目的。这是防治崩塌最常用的方法,也是适用性最普遍的方法。在设计加固工程时,要充分考虑边坡岩体的结构与裂隙面特征和卸荷裂隙的扩展特征。将卸荷裂隙扩展的牵引带作为重点加固区布置锚固工程(图6)。牵引区加固后可以阻止或减缓扩展区卸荷裂隙的扩张以及卸荷裂隙区的扩展。图6锚杆+挂网加固示意图2024/4/66.2支撑加固

对较完整的悬挑危岩体可以采用支撑的方法加固,以保持危岩体的稳定性。这是临时性的防治。6.3遮挡避让

对直接加固困难,或加固成本高的高陡危岩边坡,可以采用遮挡避让的方法防治崩塌危害(图7)。这是针对如铁路和公路等线路工程经过峡谷区,采用的对边坡崩塌的防治方法之一。图7遮挡避让示意图2024/4/67、综述

综上所述,陡峻边坡崩塌主要受控于节理裂隙和结构面的组合,其活跃程度取决于卸荷裂隙的扩张与卸荷裂隙区的扩展。层状结构岩石的岩层面和构造裂隙面在崩塌的形成中普遍起到控制作用。水平岩层、顺向岩层、逆向岩层、块状岩体陡峻边坡崩塌的形成条件不同,崩塌表现出不同的扩展特点。崩塌防治的理论依据就是,加固已经形成的危岩体,阻止危岩体脱落,并且阻止或减缓卸荷裂隙的扩张和卸荷裂隙区的扩展,保持边坡的相对稳定性。在对边坡崩塌的防治工作中,应对形成边坡崩塌的具体条件,如岩石结构面和各类节理裂隙面进行充分调查研究,分析崩塌的形成机制和扩展趋势,再结合具体加固目的,才能采取有效防治措施,具体设计防治加固工程。2024/4/68

、崩塌实例（预览照片）2024/4/62024/4/62024/4/62024/4/62024/4/62024/4/62024/4/6（二）滑坡1、定义

滑坡是指斜坡上的土体或岩体，受河流冲刷、水体活动、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或软弱带，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。

滑坡是斜坡岩土体沿着惯通的剪切破坏面所发生的滑移现象。滑坡的机制是某一滑移面上剪应力超过了该面的抗剪强度所致（2008年国土资源部、水利部、地矿部地质灾害勘察规范）。滑坡结构示意图见图8。图8滑坡结构示意图2024/4/6（1）根据滑坡体体积V(1x104立方米)，将滑坡分为5个等级：①小型：V＜

10；②中型；

10≤V＜

100；③大型：

100≤V＜

1000;④特大型:

1000≤V＜

10000;

⑤巨型：V≥10000。

（2）根据滑坡的滑动速度，将滑坡分为4类：①蠕动型滑坡，人们作凭肉眼难以看见其运动，只能通过仪器观测才能发现的滑坡；②慢速滑坡：每天滑动数厘米至数十厘米，人们凭肉眼可直接观察到滑坡的活动；③中速滑坡：每小时滑动数十厘米至数米的滑坡；④高速滑坡：每秒滑动数米至数十米的滑坡。

（3）根据滑体厚度H（单位m），将滑坡分为4类：①浅层滑坡：H＜

10；②中层滑坡；

10≤H＜

25；③深层滑坡：

25≤H＜

50;④超深层滑坡:

H≥50。2、滑坡的种类2024/4/63.产生滑坡的基本条件

滑坡的基本条件：

（1）斜坡体前有滑动空间，两侧有切割面。例如我国西南地区，特别是西南丘陵山区，最基本的地形地貌特征就是山体众多，山势陡峻，沟谷河流遍布于山体之中，与之相互切割，因而形成众多的具有足够滑动空间的斜坡体和切割面。广泛存在滑坡发生的基本条件，滑坡灾害相当频繁。（2）软弱面或软弱带从斜坡的物质组成来看，具有松散土层、碎石土、风化壳、半成岩土层及岩层面（特别是在暴雨之后，由于水在滑动面上的浸泡，使其抗剪强度大幅度下降,在重力因素导致而易滑动)。降雨对滑坡的影响很大。降雨对滑坡的作用主要表现在，雨水的大量下渗，导致斜坡上的土石层饱和，甚至在斜坡下部的隔水层上击水，从而增加了滑体的重量，降低土石层的抗剪强度，导致滑坡产生。不少滑坡具有“大雨大滑、小雨小滑、无雨不滑”的特点。地震对滑坡的影响很大。究其原因，首先是地震的强烈作用使斜坡土石的内部结构发生破坏和变化，原有的结构面张裂、松弛，加上地下水也有较大变化，特别是地下水位的突然升高或降低对斜坡稳定是很不利的。另外，一次强烈地震的发生往往伴随着许多余震，在地震力的反复振动冲击下，斜坡土石体就更容易发生变形，最后就会发展成滑坡。2024/4/64.产生滑坡的主要条件

一是地质条件与地貌条件；二是内外营力(动力)和人为作用的影响。第一个条件与以下几个方面有关：

(1)岩土类型：岩土体是产生滑坡的物质基础。一般说，各类岩、土都有可能构成滑坡体，其中结构松散，抗剪强度和抗风化能力较低，在水的作用下其性质能发生变化的岩、土，如松散覆盖层、黄土、红粘土、页岩、泥岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等及软硬相间的岩层所构成的斜坡易发生滑坡。

(2)地质构造条件：组成斜坡的岩、土体只有被各种构造面切割分离成不连续状态时，才有可能向下滑动的条件。同时、构造面又为降雨等水流进入斜坡提供了通道。故各种节理、裂隙、层面、断层发育的斜坡、特别是当平行和垂直斜坡的陡倾角构造面及顺坡缓倾的构造面发育时，最易发生滑坡。

(3)地形地貌条件：只有处于一定的地貌部位，具备一定坡度的斜坡，才可能发生滑坡。一般江、河、湖(水库)、海、沟的斜坡，前缘开阔的山坡、铁路、公路和工程建筑物的边坡等都是易发生滑坡的地貌部位。坡度大于10度，小于45度，下陡中缓上陡、上部成环状的坡形是产生滑坡的有利地形。2024/4/6

(4)水文地质条件：水体活动，在滑坡形成中起着主要作用。它的作用主要表现在：软化岩、土，降低岩、土体的强度，产生动水压力和孔隙水压力，潜蚀岩、土，增大岩、土容重，对透水岩层产生浮托力等。尤其是对滑面(带)的软化作用和降低强度的作用最突出。就第二个条件而言，在现今地壳运动的地区和人类工程活动的频繁地区是滑坡多发区，外界因素和作用，可以使产生滑坡的基本条件发生变化，从而诱发滑坡。主要的诱发因素有：地震、降雨和融雪、地表水的冲刷、浸泡、河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷；不合理的人类工程活动，如开挖坡脚、坡体上部堆载、爆破、水库蓄(泄)水、矿山开采等都可诱发滑坡，还有如海啸、风暴潮、冻融等作用也可诱发滑坡。2024/4/6违反自然规律、破坏斜坡稳定条件的人类活动都会诱发滑坡。例如：

(1)开挖坡脚：修建铁路、公路、依山建房、建厂等工程，常常因使坡体下部失去支撑而发生下滑。例如我国西南、西北的一些铁路、公路、因修建时大力爆破、强行开挖，事后陆陆续续地在边坡上发生了滑坡，给道路施工、运营带来危害。

(2)蓄水、排水：水渠和水池的漫溢和渗漏，工业生产用水和废水的排放、农业灌溉等，均易使水流渗入坡体，加大孔隙水压力，软化岩、土体，增大坡体容重，从而促使或诱发滑坡的发生。水库的水位上下急剧变动，加大了坡体的动水压力，也可使斜坡和岸坡诱发滑坡发生。支撑不了过大的重量，失去平衡而沿软弱面下滑。尤其是厂矿废渣的不合理堆弃，常常触发滑坡的发生。5.滑坡的人为因素

此外，劈山开矿的爆破作用，可使斜坡的岩、土体受振动而破碎产生滑坡；在山坡上乱砍滥伐，使坡体失去保护，便有利于雨水等水体的入渗从而诱发滑坡等等。如果上述的人类作用与不利的自然作用互相结合，则就更容易促进滑坡的发生。随着经济的发展，人类越来越多的工程活动破坏了自然坡体，因而近年来滑坡的发生越来越频繁，并有愈演愈烈的趋势。应加以重视。2024/4/6

主要与地质因素和气候等因素有关。通常下列地带是滑坡的易发和多发地区：

(1)江、河、湖(水库)、海、沟的岸坡地带，地形高差大的峡谷地区，山区、铁路、公路、工程建筑物的边坡地段等。这些地带为滑坡形成提供了有利的地形地貌条件；

(2)地质构造带之中，如断裂带、地震带等。通常、地震烈度大于7度的地区，坡度大于25度的坡体，在地震中极易发生滑坡；断裂带中的岩体破碎、裂隙发育，则非常有利于滑坡的形成；

(3)易滑(坡)的岩、土分布区。如松散覆盖层、．黄土、泥岩、页岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等岩、土的存在，为滑坡的形成提供了良好的物质基础；

(4)暴雨多发区或异常的强降雨地区。在这些地区，异常的降雨为滑坡发生提供了有利的诱发因素。

6.滑坡的空间分布规律2024/4/67.滑坡的防治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”的原则结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件，治理滑坡可以从以下两个大的方面着手：一、消除和减轻地表水和地下水的危害

滑坡的发生常和水的作用有密切的关系，水的作用，往往是引起滑坡的主要因素，因此，消除和减轻水对边坡的危害尤其重要，其目的是：降低孔隙水压力和动水压力，防止岩土体的软化及溶蚀分解，消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有：防止外围地表水进入滑坡区，可在滑坡边界修截水沟；在滑坡区内，可在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖，防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多，应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。常用的方法有：1，水平钻孔疏干；2，垂直孔排水；3，竖井抽水；4，隧洞疏干；5，支撑盲沟。

2024/4/6二、滑坡（边坡）常用的处理措施通过一定的工程技术措施，改善边坡岩土体的力学强度，提高其抗滑力，减小滑动力。常用的措施有：1、削坡减载；用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。削坡设计应尽量削减不稳定岩土体的高度，而阻滑部分岩土体不应削减。此法并不总是最经济、最有效的措施，要在施工前作经济技术比较。2、边坡人工加固，常用的方法有：（1）修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体（照片9、10）；（2）钢筋混凝土抗滑桩作为阻滑支撑工程（照片11、12）；（3）预应力锚杆或锚索适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡（照片13~16）；（4）固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度；（5）SNS边坡柔性防护技术等（照片17、18）。图9

挡土墙图10

挡土墙2024/4/6图11抗滑桩（方桩）图12抗滑桩（圆桩）2024/4/6图13锚索图14锚索图15锚杆图16锚杆2024/4/6图17柔性防护网图18柔性防护网2024/4/62024/4/62024/4/62024/4/62024/4/62024/4/6泥石流是指在山区或其他沟谷深壑，地形险峻的地区，因为暴雨暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快，流量大，物质容量大和破坏力强等特点。发生泥石流常常会冲毁公路铁路等交通设施甚至村镇等，造成巨大损失。（二）泥石流2024/4/6

泥石流流动的全过程一般只有几个小时，短的只有几分钟。泥石流是一种广泛分布于世界各国一些具有特殊地形、地貌状况地区的自然灾害。是山区沟谷或山地坡面上，由暴雨、冰雪融化等水源激发的、含有大量泥沙石块的介于挟沙水流和滑坡之间的土、水、气混合流。泥石流大多伴随山区洪水而发生。它与一般洪水的区别是洪流中含有足够数量的泥沙石等固体碎屑物，其体积含量最少为15%，最高可达80%左右，因此比洪水更具有破坏力。

2024/4/6

1.1地形地貌条件在地形上具备山高沟深，地形陡峻，沟床纵度降大，流城形状便于水流汇集。上游形成区的地形多为三面环山，一面出口为瓢状或漏斗状，地形比较开阔、周围山高坡陡、山体破碎、植被生长不良，这样的地形有利于水和碎屑物质的集中；中游流通区的地形多为狭窄陡深的峡谷，谷床纵坡降大，使泥石流能迅猛直泻；下游堆积区的地形为开阔平坦的山前平原或河谷阶地，使堆积物有堆积场所。1.2松散物质来源条件泥石流常发生于地质构造复杂、断裂褶皱发育，新构造活动强烈，地震烈度较高的地区。地表岩石破碎，崩塌、错落、滑坡等不良地质现象发育，为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源；另外，岩层结构松散、软弱、易于风化、节理发育或软硬相间成层的地区，因易受破坏，也能为泥石流提供丰富的碎屑物来源；一些人类工程活动，如滥伐森林造成水土流失，开山采矿、采石弃渣等，往往也为泥石流提供大量的物质来源。1.3水源条件水既是泥石流的重要组成部分，又是泥石流的激发条件和搬运介质(动力来源)，泥石流的水源，有暴雨、水雪融水和水库溃决水体等形式。我国泥石流的水源主要是暴雨、长时间的连续降雨等。1.泥石流形成三个基本条件2024/4/62.1季节性我国泥石流的暴发主要是受连续降雨、暴雨，尤其是特大暴雨集中降雨的激发。因此，泥石流发生的时间规律是与集中降雨时间规律相一致，具有明显的季节性。一般发生在多雨的夏秋季节。四川、云南、贵州等地区的降雨多集中在6-9月，因此、该地区的泥石流多发生在6-9月；而西北地区降雨多集中在6、7、8三个月，尤其是7、8两个月降雨集中，暴雨强度大，因此西北地区的泥石流多发生在7、8两个月。据不完全统计，发生在这两个月的泥石流灾害约占该地区全部泥石流灾害的90％以上。2.1周期性泥石流的发生受暴雨、洪水、地震的影响，而暴雨、洪水、地震总是周期性地出现。因此，泥石流的发生和发展也具有一定的周期性，且其活动周期与暴雨、洪水、地震的活动周期大体相一致。当暴雨、洪水两者的活动周期相叠加时，常常形成泥石流活动的一个高潮。2.发生规律2024/4/6修建铁路、公路、水渠以及其它工程建筑的不合理开挖。不合理的弃土、弃渣、采石滥伐乱垦会使植被消失，山坡失去保护、土体疏松、冲沟发育，大大加重水土流失，进而山坡的稳定性被破坏，崩塌、滑坡等不良地质现象发育，结果就很容易产生泥石流。3.诱发因素2024/4/6

泥石流常常具有暴发突然、来势凶猛、迅速之特点。并兼有崩塌、滑坡和洪水破坏的双重作用，其危害程度比单一的崩塌、滑坡和洪水的危害更为广泛和严重。它对人类的危害具体表现在四个方面。(1)对居民点的危害。泥石流最常见的危害之一，是冲进乡村、城镇，摧毁房屋、工厂、企事业单位及其他场所设施。

(2)对公路和铁路的危害。泥石流可直接埋没车站，铁路、公路，摧毁路基、桥涵等设施，致使交通中断，还可引起正在运行的火车、汽车颠覆，造成重大的人身伤亡事故。有时泥石流汇入河道，引起河道大幅度变迁，间接毁坏公路、铁路及其它构筑物，甚至迫使道路改线，造成巨大的经济损失

(3)对水利水电工程的危害。主要是冲毁水电站、引水渠道及过沟建筑物，淤埋水电站尾水渠，并淤积水库、磨蚀坝面等。

(4)对矿山的危害。主要是摧毁矿山及其设施，淤埋矿山坑道、伤害矿山人员、造成停工停产，甚至使矿山报废。

4.危害影响2024/4/6

（1）跨越工程。是指修建桥梁、涵洞，从泥石流沟的上方跨越通过，让泥石流在其下方排泄，用以避防泥石流。这是铁道和公路交通部门为了保障交通安全常用的措施。（2）穿过工程。指修隧道、明硐或渡槽，从泥石流的下方通过，而让泥石流从其上方排泄。这也是铁路和公路通过泥石流地区的又一主要工程形式。（3)防护工程。指对泥石流地区的桥梁、隧道、路基及泥石流集中的山区变迁型河流的沿河线路或其它主要工程措施，作一定的防护建筑物，用以抵御或消除泥石流对主体建筑物的冲刷、冲击、侧蚀和淤埋等的危害。防护工程主要有：护坡、挡墙、顺坝和丁坝等。

(4)排导工程。其作用是改善泥石流流势，增大桥梁等建筑物的排泄能力，使泥石流按设计意图顺利排泄。排导工程，包括导流堤、急流槽、束流堤等。（5)拦挡工程。用以控制泥石流的固体物质和暴雨、洪水径流，削弱泥石流的流量、下泄量和能量，以减少泥石流对下游建筑工程的冲刷、撞击和淤埋等危害的工程措施。拦挡措施有：栏渣坝、储淤场、支挡工程、