工程地质课件：不良地质作用及防治-滑坡崩塌泥石流

本章知识点【知识点】地震的震级、烈度、近震、远震及地震波的传播等基本概念；断裂活动和地震的关系，活动断裂的分类和识别及对工程的影响；滑坡、崩塌、岩溶、土洞、塌陷、泥石流，采空区、地面沉降等不良地质现象的成因、发育过程和规律及其对工程的影响。【重点】断裂活动与地震的关系；滑坡、崩塌及泥石流灾害的形成条件及防治对策；岩溶地区的主要地质问题。【难点】地震诱发地质灾害特征；采空区地表变形的影响因素。【导读问题】哪些地质作用不是“良民”？地质灾害大家庭里哪位是“温柔的杀手”，让你感受不到的灾害？1

不良地质作用及防治7.2滑坡（landslide）

7.2.1基本概念滑坡（landslide）:凡岩土体在重力作用下依附于其自身软弱结构面（带）作水平位移分量较大的斜坡移动现象，包括其过程和结果，可视其为滑坡。——《滑坡学》晏同珍滑坡是最常见的地貌现象之一。大规模滑坡会掩埋村镇，摧毁厂矿，中断交通，堵塞江河，破坏农田和森林，给国家建设和生命财产造成严重损失新滩滑坡主滑区西侧座滑壁（高约80m）斜（边）坡基本概念β1:cotβ地表因自然作用或人为作用而形成的向一个方向倾斜的地段。斜坡：仅自然地质作用边坡：与人类工程活动相关滑坡实例及其危害滑坡是分布最广泛的不良地质现象，也是危害最严重的地质灾害之一。长江三峡重庆－宜昌段滑坡广泛发育，是三峡库区危害最严重的地质灾害。Photographfrom：53:8081

强震导致了大量的滑坡崩塌产生，其数量之多、规模之大、类型之复杂，为全世界所罕见!大光包滑坡,安县,

742millionsm34km1km2km王家岩滑坡（1）高陡的后缘陡壁;（2）一滑到底的运动特征。Undertheactionofearthquakevibration,thehillisshattered,slideplaneisformed;underS-wave,theslopeslipsathighspeed.湖北省巴东县滑坡滑坡实例及其危害香港山体滑坡1972年7月某日清晨，香港宝城路附近，2万立方米残积土从山坡上下滑，巨大滑动体正好冲过一幢高层住宅--宝城大厦，顷刻间宝城大厦被冲毁倒塌并砸毁相邻一幢大楼一角约五层住宅。死亡６7人。香港宝城大厦被滑坡冲毁成废墟Early1972滑坡前June1972滑坡后滑坡实例及其危害滑坡要素1-滑坡体；2-滑动面；3-滑动带；4滑坡床；5-滑坡后壁；6-滑坡台地；7-滑坡台地陡坎；8-滑坡舌；9-张拉裂缝；10-滑坡鼓丘；11-扇形张裂缝；12-剪切裂缝剪切裂缝滑坡要素滑坡裂缝:滑坡体在滑动过程中各部位受力性质和移动速度不同，受力不均匀而产生的力学性质不同的各种裂缝。11、张拉裂缝当主滑体缓慢运动时，滑体后部因受到拉力作用而出现的裂缝12、剪切裂缝滑体与两侧稳定体之间的相对位移所产生的呈雁状排列的裂缝带13、鼓张裂缝滑体局部或整体被阻受挤压而形成的裂缝，当滑坡停止运动后，受压状态变为受张状态，故形成先压后张的裂缝。走向常与滑动方向垂直14、扇形裂缝滑体前部土体在向空间扩散时出现的与局部移动方向垂直的裂缝，属兼具张性的扭裂缝。平面上呈放射状滑坡主轴：也称主滑线，为滑坡体滑动速度最快和规模最大的纵向线，它代表整个滑坡的滑动方向。滑动迹线可以为直线，也可以是折线，运动最快之点相连的主轴为折线形。滑坡要素7.2.2滑坡的分类1.按物质组成分类土石堆积体滑坡岩层滑坡土质滑坡2.按滑坡力学特征分类

（1）推移式滑坡

滑体上部局部破坏，上部滑动面局部贯通，向下挤压下部滑体，最后整个滑体滑动。多是由于滑体上部增加荷载或地表水沿拉张裂隙渗入滑体等原因所引起的。7.2.2滑坡的分类（2）平移式滑坡

始滑部位分布在滑动面的许多点，同时局部滑动，然后逐步发展成整体滑动，这类滑坡一般滑动面较缓甚至近水平。2.按滑坡力学特征分类7.2.2滑坡的分类

（3）牵引式滑坡

滑体下部先失去平衡发生滑动，逐渐向上发展，使上部滑体受到牵引而跟随滑动，大多因坡脚遭受冲刷和开挖而引起的。2.按滑坡力学特征分类7.2.2滑坡的分类abcA牵引式B平移式C推移式2.按滑坡力学特征分类7.2.2滑坡的分类3.按滑动面与层层面关系的分类其它分类详教材……注意：结构面与边坡组合关系的分类（反向坡、顺向坡、横交坡、斜交坡、平叠坡）7.2.2滑坡的分类7.2.3滑坡的影响因素

1地形地貌斜边坡的高度、坡度和外形（高陡，圈椅状）：滑动力，抗滑力，滑动面、滑动空间。2岩土类型与性质土质或类土质：土坡、泥质类软岩、第四纪沉积层（水理性质及抗剪强度）3地质构造

形成岩质边坡滑动面或滑动带：倾坡外临空结构面：软弱夹层，断层，长大裂隙内部条件→主导因素1水的影响(地下及地表)浸湿、润滑；潜蚀、溶滤；托浮作用；冲刷作用（增大下滑力，减小抗滑力）

外部条件→诱发因素2人类活动（工程设计不合理和施工方法不当）3地震等其它诱发因素

在地震、大爆破和机械震动中常常诱发滑坡。尤其在地震区，常常形成许多规模巨大的滑坡。7.2.3.影响因素

7.2.4.滑坡的发育过程蠕滑变形阶段滑动破坏阶段渐趋稳定阶段新滩滑坡湖北秭归县新滩滑坡。1985年6月12日凌晨，新滩江家坡至广家岩1300万立方米滑坡体高速向下滑动，新滩镇这个千年古镇顷刻之间被推入长江，共有1569间房屋、780亩农田、77艘船只被毁，直接经济损失832万元。滑坡产生的260万立方米体积高速入江，过江首浪高达70米，江中涌浪达39米，使其上、下游各110公里的江段内96条船只沉没，损失惨重，长江也因此断航一周，造成经济损失1亿多元。由于预报准确，抢险及时，无一人伤亡。/data/2006/0209/article_3.htm新滩镇475户居民1371人无1人伤亡?

7.2.4.滑坡的发育过程7.2.4.滑坡的发育过程7.2.5滑坡现场的野外识别地层构造、地形地物、水文地质标志、滑坡先兆现象

三峡库区云阳鸡筏子滑坡

(a)

(b)7.2.6滑坡稳定性分析滑坡稳定分析方法

地质分析法

极限平衡分析法赤平投影图解分析法数值分析法工程地质类比法

平面滑动面滑坡

圆形滑动面滑坡7.2.6.3折线滑动面滑坡是验算山区土层沿着岩面滑动最常用的边坡稳定验算法折线法，多平面滑动(传递系数法)《岩土工程勘察规范GB50021-2009版》第210-211页（1）消除或减轻水的危害（3）改变滑坡体外形综合整治（2）设置抗滑支挡（4）改善滑动面（带）岩土性质7.2.7滑坡防治（1）消除或减轻水的危害7.2.7滑坡防治支挡→增加滑坡下部的抗滑力（2）设置抗滑支挡7.2.7滑坡防治（2）设置抗滑支挡7.2.7滑坡防治（3）改变滑坡体外形减重与反压→坡顶刷方减重、坡脚堆载反压削坡处理示意图错误的削坡方法7.2.7滑坡防治用压浆、培烧或化学工业方法改良滑坡体及滑动带物质力学性质。（4）改善滑动面（带）岩土性质7.2.7滑坡防治综合整治7.2.7滑坡防治支挡与护坡的区别

（挡墙与护面墙）灰浆抹面、浆砌石、草皮护坡等7.2.7滑坡防治7.3危岩与崩塌陡峻或极陡斜坡上，某些大块或巨块岩土体在重力的作用下，突然发生崩落或滑落，并顺山坡猛烈地翻滚跳跃，撞击破碎，最后堆积于坡下的现象。7.3.1基本概念山崩:规模极大的崩塌坠石:仅个别巨石崩落危岩:将要崩落或坠落的岩体危害盐池河崩塌湖北省远安县盐池河磷矿1980年山崩,乱石块把磷矿的五层大楼掀倒、掩埋。死亡307人。还毁坏了该矿的设备和财产，损失十分惨重。地质因素：后缘陡张裂隙除地质基础因素外：采矿+监测不周

7.3危岩与崩塌岩坡A为薄层软弱夹层长期蠕变弯曲折断，形成崩塌，受高陡坡形、软弱层控制，发展慢。B为柱状块体，底脚压裂，在水荷载作用下，引起翻转。1倾倒式崩塌7.3.2崩塌的类型1倾倒式崩塌7.3.2崩塌的类型2滑移式崩塌岩质边坡,

节理及层面控制。依附面倾角一般30-65左，顺坡走向上呈现不规则的锲形体，剪出点可在坡脚，也可坡体的任何地方，往往为滑移式。7.3.2

崩塌的类型2滑移式崩塌7.3.2崩塌的类型

坡体下面层被掏空或变形破坏，上部失去支持而产生向下坍塌。3座落式崩塌7.3.2

崩塌的类型3座落式崩塌2010年3月10日凌晨1时30分左右,陕西省榆林市子洲县县城西约1公里的一处居民点突发地质灾害，44人不幸被压埋，27人死亡。调查组认定，本次崩塌灾害是一起自然成因的整体性座落式黄土崩塌地质灾害。7.3.2崩塌的类型崩塌一般发生在厚层坚硬岩体中:灰岩、砂岩、石英岩等厚层硬脆性岩石高陡的斜坡。由缓倾角软硬相间岩层组合的陡坡。7.3.3崩塌形成条件1地形地貌条件坡度很陡的斜坡地带>45°1，2为内因7.3.3崩塌形成条件2751702岩石性质和节理程度及切割组合（1）裂隙岩体边坡：节理发育、构造破碎的坚硬岩层（楔形块体崩塌），另外陡倾角张拉裂隙也容易发生崩塌。（2）顺向坡：当地层倾角小于山坡坡度角时，常沿地层层面发生崩塌（其实是平面滑移）。（3）上硬下软岩层：较软岩层易受风化，形成凹坡，坚硬岩层形成陡崖或突出形成悬崖，易发生崩塌。1，2为内因7.3.3崩塌形成条件7.3.3崩塌形成条件2

岩石性质和节理程度及切割组合7.3.3崩塌形成条件2岩石性质和节理程度及切割组合3人类活动及地震等人工开挖坡脚、地震、强烈的融冰化雪等是引起崩塌的触发因素。地震是崩塌最强烈的触发因素。1，2为内因7.3.3崩塌形成条件风化作用，开挖（地形改变-受力改变）等常诱发崩塌7.3.3崩塌形成条件2）

地震人为活动诱发崩塌主要反映在两个方面：1)人为的工程活动改变坡地系统结构（修筑铁路等改变坡形、采矿掏空）。2)人为活动促进了外部激发条件（爆破等）。

1）

人类活动7.3.3崩塌形成条件3）

风力、水力、冻融作用

风力：风荷载、加速风化，分离面强度降低。水力：斜坡底部侵蚀掏空，软化和崩解岩土体。冻融：冻胀、融水形成水压力、软化、加速风化、崩解。7.3.4危岩稳定性计算悬挂式危岩体计算模型1

7.3.4危岩稳定性计算滑移面为单一结构面的计算模型滑面贯通的情形滑面尚未完全贯通的情形稳定系数1）滑面完全贯通

2)滑面尚未完全贯通

7.3.4危岩稳定性计算

7.3.4危岩稳定性计算7.3.4防治（1）清除易坠岩石；（2）防风化、防水:堵塞裂隙（如灌浆等）、坡面覆盖；截水沟（3）绕(躲)、挡、支：筑明洞、护墙或围护棚（铁丝网）；支撑墙－支持上部岩石的重量（4）锁（锚）:铁链锁绊或铁夹固定局部危岩。护路明洞与护路廊道长江西陵峡链子崖卸荷裂隙7.3.4防治7.3.4防治搭设了高82.6m的碗扣式施工排架7.3.4防治长江三峡链子崖岩体长江三峡链子崖七千方的锚固7.3.4防治7.4泥石流由暴雨或冰雪迅速融化形成的急骤水流，挟带堆积在缓坡或山谷中的大量堆积物成为泥石洪流冲向山前地带的现象。7.4.1基本概念2010年8.8舟曲特大泥石流（山谷泥石流）“山上开亩荒，山下冲个光”。四川德昌县遭受泥石流浙江临安泥石流来源：本站2005-9浙江临安泥石流2005年9月2007-7-24，泥石流阻断丽江至攀枝花公路近千车辆拥堵2007-7重庆-南岸-上新街-泥石流

7.4.2泥石流的类型及特征按物质组成分：按物质性质及运动状态分：粘性泥石流、稀性泥石流其它分类：见教材水石型水石流水石型泥石流泥石型泥石流泥流型泥石流7.4.2泥石流的类型及特征按物质组成分：按物质性质及运动状态分：水石型泥石流泥石型泥石流泥流型泥石流黏性泥石流稀性泥石流

黏性泥石流：这类泥石流含有大量的细粒粘土物质，固体物质占含量的40～60%，最高可达80%，水和泥沙、石块凝聚成粘稠的整体，粘性很大，密度大（大于1.6吨/m3），浮托力强。当它在流通中经过湾道或遇障碍物时，有明显的爬高和截弯取直作用。粘型泥石流在堆积区不发生显著的散流，而呈长舌状，堆积物表面坎坷，停积时无分选性。7.4.2泥石流的类型及特征按物质组成分：按物质性质及运动状态分：水石型泥石流泥石型泥石流泥流型泥石流黏性泥石流稀性泥石流

稀性泥石流：这类泥石流固体物质含量较少，一般为10～40%，而且细粒物质少，不能形成粘稠的整体，在运动过程中，水泥浆速度远远大于石块的运动速度，石块以流动或跳动方式下泄，具有极强的冲刷力和下切能力。在堆积区呈扇状散开，将原来的对积山切割成条条深沟，堆积后水泥浆逐渐散开，堆积物表面较平坦，结构松散，有一定的分选性。华山泥石流舟曲泥石流7.4.2泥石流的类型及特征7.4.3泥石流的形成条件与分区1.流域内有丰富的不稳定的松散堆积物（形成区：物源条件）2.有宜于汇水、聚集物质的陡峻地形（形成和流通区：汇水和加速流通条件）3.突发而急骤的大量水流（水动力启动条件）7.4.4泥石流的流量及流速计算1泥石流流量的计算

2泥石流流速的计算1）稀泥石流流速的计算

2）黏性泥石流流速的计算

防治措施：1.水土保持措施：平整山坡、植树造林、修建谷坊、坡面排水等；→泥石流形成区2.拦挡措施：各种拦挡坝与坝群；→泥石流流通区3.排导措施：排洪道、导流堤、停淤场。→泥石流堆积区7.4.5泥石流的防治7.4.5泥石流的防治1泥石流形成区的防治

泥石流形成区是全流域防治的重点地段。一般采用植树造林和护坡草被，来加强水土保持，并修建坡面排水系统调节地表径流，以防止沟源侵蚀。采取上述措施的目的，是为了减少或消除泥石流固体物质的补给来源，以控制泥石流的暴发。7.4.5泥石流的防治2泥石流通流区的防治泥石流流通区一般修筑拦挡工程。拦挡工程的作用是拦蓄泥石流固体物质，稳定沟岸崩塌及滑坡，减小泥石流冲刷和冲击力，抑制泥石流发育和暴发规模。拦挡工程通常建于泥石流形成区或形成——流通区沟谷内。坝距:L=H/(I-I0)I0=0.093der/RH:坝高I:沟谷纵坡降I0:坝前堆积物表面坡度der:堆积物颗粒平均粒径R:水力半径7.4.5泥石流的防治1）拦砂坝（实体重力坝）拦砂坝是泥石流防治中的一种骨干工程，修建在泥石流形成区中下游或流通区内的永久性工程。功能：拦蓄泥砂，调节下泄泥石流的流速、流量和规模，降低其危害作用，抬高局部沟床，控制沟道侵蚀基准，形成大范围回淤，稳定沟岸及崩滑体。拦砂坝以圬工重力式结构采用得较为普遍。7.4.5泥石流的防治由预制或整体浇筑的素混凝土，砖石砌筑构成的结构物，这两种结构通常统称为圬工结构。特点：抗压强度大，而抗拉，抗剪性能较差。适用范围：圬工结构在工程中常用作以承压为主的结构构件，如拱桥的拱圈、涵洞、桥梁的重力式墩台、扩大基础及重力式挡土墙等。7.4.5泥石流的防治2）格栅坝格栅坝是用于稀性泥石流和水石流防治的一种工程结构。它能拦蓄泥石流中粗大颗粒，排走泥沙、细砾和流体中的自由水，使