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文檔簡介
環(huán)境地質(zhì)學(xué)分論滑坡第一頁,共九十七頁,2022年,8月28日灑勒山大滑坡位于甘肅省東鄉(xiāng)族自治區(qū)的灑勒山。1983年3月7日發(fā)生,僅數(shù)十秒就使3個村莊蕩然無存,死237人,傷22人,壓死牲畜數(shù)百頭,大牲畜僅存4頭?;聨r土近4億立方米,使一個水庫被填,一個水庫進水渠道被淤,三千畝農(nóng)田被毀。該滑坡滑動速度之快、規(guī)模之大、災(zāi)害之重,在中外滑坡史上均為罕見。灑勒山滑坡全貌第二頁,共九十七頁,2022年,8月28日三峽水庫:庫長638公里,庫岸長5000公里,最高水位175米,淹沒13個縣市,150個鎮(zhèn)。巴東縣:新縣城選在古滑坡體上1995年6月10日二道橋溝失穩(wěn)1995年10月29日三道橋溝發(fā)生滑坡,致使長江斷航12天巴東縣城:橋左側(cè)建筑群為原縣城橋右側(cè)為1993年前新建縣城第三頁,共九十七頁,2022年,8月28日第四頁,共九十七頁,2022年,8月28日本章主要內(nèi)容一、滑坡相關(guān)的基本概念、滑坡分類二、我國滑坡災(zāi)害的發(fā)育情況三、滑坡的成因機理四、滑坡的穩(wěn)定性分析五、滑坡的預(yù)測預(yù)報滑坡六、滑坡防治第五頁,共九十七頁,2022年,8月28日一、滑坡相關(guān)的基本概念、滑坡分類滑坡:凡巖土體在重力作用下依附于其自身軟弱結(jié)構(gòu)面(帶)作水平位移分量較大的斜坡移動現(xiàn)象,包括其過程和結(jié)果,可視其為滑坡?!痘聦W(xué)》晏同珍第六頁,共九十七頁,2022年,8月28日滑坡的形態(tài)12345678910滑坡側(cè)壁12345679810滑坡洼地和滑坡湖鼓丘和土壟滑坡臺階滑坡后壁滑坡床滑動面滑坡周界滑坡體滑坡舌第七頁,共九十七頁,2022年,8月28日12345678910滑坡體滑坡周界滑坡側(cè)壁滑坡洼地和滑坡湖鼓丘和土壟滑坡后壁滑坡臺階滑坡舌滑坡面滑坡床1、滑坡體:由于滑坡運動從邊坡的原始位置滑移了的所有物質(zhì)2、滑坡床:滑坡體以下的未擾動體3、滑坡面:滑坡體沿未擾動體下滑的分界面4、滑坡周界:滑坡體和周圍未擾動體在平面上的分界線5、滑坡后壁:滑坡上緣由于滑坡體脫離未擾動體而形成的陡壁6、滑坡側(cè)壁:滑坡體滑動時兩側(cè)露出的滑床部分7、滑坡臺階:由于上下各段滑動的速度差異,在滑坡體上形成臺階狀的錯臺8、滑坡舌:滑坡體趾部形如舌狀的部分9、滑坡洼地和滑坡湖:滑坡體脫離滑坡壁形成溝槽洼地,當(dāng)有地下水或降水補給積水成潭時又稱為滑坡湖10、鼓丘和土壟:滑坡體前緣因受阻而隆起的小丘第八頁,共九十七頁,2022年,8月28日滑坡裂縫:滑坡體在滑動過程中各部位受力性質(zhì)和移動速度不同,受力不均勻而產(chǎn)生的力學(xué)性質(zhì)不同的各種裂縫。11、張拉裂縫當(dāng)主滑體緩慢運動時,滑體后部因受到拉力作用而出現(xiàn)的裂縫12、剪切裂縫滑體與兩側(cè)穩(wěn)定體之間的相對位移所產(chǎn)生的呈雁狀排列的裂縫帶13、鼓張裂縫滑體局部或整體被阻受擠壓而形成的裂縫,當(dāng)滑坡停止運動后,受壓狀態(tài)變?yōu)槭軓垹顟B(tài),故形成先壓后張的裂縫。走向常與滑動方向垂直14、扇形裂縫滑體前部土體在向空間擴散時出現(xiàn)的與局部移動方向垂直的裂縫,屬兼具張性的扭裂縫。平面上呈放射狀第九頁,共九十七頁,2022年,8月28日滑坡各形態(tài)要素的發(fā)育特征(一)平面形態(tài)特征1.簸箕形;2.舌形;3.橢圓形;4.長椅形;5.倒梨形;6.牛角形;7.平行四邊形;8.菱形;9.樹葉形;10.疊瓦形;11.復(fù)合形1723981045611第十頁,共九十七頁,2022年,8月28日a.圓弧形;b.平面形;c、d.折線形;e.軟巖擠出形(二)縱斷面特征第十一頁,共九十七頁,2022年,8月28日復(fù)合形縱斷面形態(tài)第十二頁,共九十七頁,2022年,8月28日(三)滑坡后部和前部形態(tài)特征滑坡后部的陷落洼地a.裂縫密集帶;b.陷落洼地;c.后緣拉裂槽滑坡前部特征a.帚狀剪出口;b.鼓丘和鼓脹裂縫;c.滑坡摺曲第十三頁,共九十七頁,2022年,8月28日(四)
滑坡的橫斷面特征第十四頁,共九十七頁,2022年,8月28日3、滑坡的識別識別方法航片解譯、地面調(diào)查、勘探面線點滑坡形態(tài)的野外識別標(biāo)志第十五頁,共九十七頁,2022年,8月28日(2)地質(zhì)構(gòu)造方面:滑體上產(chǎn)生小型褶曲和斷裂現(xiàn)象滑體結(jié)構(gòu)松散、破碎圈椅狀地貌、雙溝同源(1)地形地貌方面崩塌山體坡度為55°以上,且高差大(大于30m),坡體成孤立山嘴、山峰或凹形陡坡?;略谛逼律铣3森h(huán)谷(如圈椅、馬蹄狀地形)地貌,或斜坡上出現(xiàn)異常臺坎及斜坡坡腳侵占河床(如河床凹岸反而稍微突出)。第十六頁,共九十七頁,2022年,8月28日(3)水文地質(zhì)方面結(jié)構(gòu)破碎→透水性增高→地下水徑流條件改變→滑體表面出現(xiàn)積水洼地或濕地,泉的出現(xiàn)(4)植被方面馬刀樹(醉漢林)第十七頁,共九十七頁,2022年,8月28日(5)滑動面的鑒別滑面:滑坡底部的滑裂剪切面,通常為滑體與滑床之間的分隔面。當(dāng)滑面附近存在一定厚度的錯動泥化層時,稱為滑帶。斜坡中存在剪應(yīng)力,當(dāng)剪應(yīng)力的強度超過巖土的抗剪強度時,巖土體剪切破壞,當(dāng)剪切破壞面貫穿斜坡時,即發(fā)生滑坡。
土質(zhì)滑坡滑面一般呈圓弧型;巖質(zhì)滑坡滑面受結(jié)構(gòu)面控制,主滑剖面上一般表現(xiàn)為折線。第十八頁,共九十七頁,2022年,8月28日土質(zhì)滑坡滑面一般呈圓弧型第十九頁,共九十七頁,2022年,8月28日巖質(zhì)滑坡滑面受結(jié)構(gòu)面控制,主滑剖面上一般表現(xiàn)為折線。第二十頁,共九十七頁,2022年,8月28日滑坡滑面(帶)的識別標(biāo)志1.滑帶物質(zhì)成分:滑帶一般表現(xiàn)出顏色的差異、成分的差異、結(jié)構(gòu)的差異、物理力學(xué)性質(zhì)的差異。2.擦痕、鏡面:滑帶的頂、底或中間發(fā)育磨擦鏡面、擦痕,這是一般滑坡滑面的共同特征。在鉆孔、探井及探洞中要注意尋找擦鏡面、擦痕的證據(jù)?;瑤У诙豁摚簿攀唔?,2022年,8月28日滑坡的分類1、按滑坡的動力學(xué)特征分類(巴甫洛夫,1903)推動式滑坡:
由于斜坡上部張開裂隙發(fā)育或因施加荷載,引起上部失穩(wěn)而推動下部滑動。
(b)牽引式滑坡:
首先是下部滑動,然后逐漸向上擴展,引起由下而上的滑動,往往發(fā)生在坡腳被掏空的滑坡。
(c)混合式滑坡:
始滑部位上下結(jié)合,共同作用;在實際工程中較為常見。
(d)平移式滑坡:
滑動面一般較平緩,始滑部位分布于滑動面的許多點,這些點同時移動,逐漸連接形成統(tǒng)一滑面。第二十二頁,共九十七頁,2022年,8月28日2、按滑動面與層面的關(guān)系分類(a)均質(zhì)滑坡:發(fā)生在同一巖性的巖體或土體中的滑坡,滑動面不受層面的控制,而是決定于斜坡的應(yīng)力狀態(tài)和巖土體的抗剪強度,滑面常呈圓弧形或其他曲面。第二十三頁,共九十七頁,2022年,8月28日(b)順層滑坡:沿著巖層層面或平行層面的裂隙面發(fā)生滑動,特別是有軟弱巖層存在時,易成為滑面。第二十四頁,共九十七頁,2022年,8月28日(c)切層滑坡:滑移面切過巖層面而發(fā)生的滑坡。此類滑坡受結(jié)構(gòu)面組合,裂隙和軟弱夾層的控制。第二十五頁,共九十七頁,2022年,8月28日3、按組成滑坡的主要物質(zhì)成分分類堆積層滑坡:
發(fā)生在各種松散堆積層中;多出現(xiàn)在河谷緩坡地帶、坡積及其他重力堆積層中;誘發(fā)因素往往與地表水、地下水有關(guān);滑面多為下伏的基巖頂面、不同成因的堆積物接觸面、堆積層本身的松散層面。
(b)黃土滑坡:
發(fā)生在黃土層中的滑坡。常與黃土固有的垂直裂隙及黃土的濕陷性有關(guān);多見于河谷兩岸高階地的前緣斜坡上。
(c)黏土滑坡:
發(fā)生在均質(zhì)或非均質(zhì)黏土層中的滑坡?;娑喑蕡A弧形;滑帶常呈軟塑狀。
(d)基巖滑坡:發(fā)生在各種基巖巖層中的滑坡。多沿巖層層面、裂隙面、斷層面或其他構(gòu)造軟弱面滑動。第二十六頁,共九十七頁,2022年,8月28日4、按滑坡形成時間分類
(a)新滑坡:易發(fā)生在處于河谷發(fā)育時期的溝谷中;形態(tài)特征明顯;具活動性。
(b)老滑坡:生在全新世以后發(fā)生,現(xiàn)未活動的滑坡;形態(tài)較清晰。
(c)古滑坡:發(fā)生在全新世以前的;形態(tài)受改造;不易復(fù)活。PS:全新世(Holocene)是最年輕的地質(zhì)年代,從11700年前開始。根據(jù)傳統(tǒng)的地質(zhì)學(xué)觀點,全新世一直持續(xù)至今,但也有人提出工業(yè)革命后應(yīng)該另分為人類世。第二十七頁,共九十七頁,2022年,8月28日5、按滑動面深度分類
(a)淺層滑坡:
(b)中層滑坡:
(c)深層滑坡:
(d)超深層滑坡:滑動面最大深度小于6m6~20m:
20~50m大于50m6、按滑坡體規(guī)模大小
(a)小型滑坡:
(b)中型滑坡:
(c)大型滑坡:
(d)巨型滑坡:滑坡體體積小于1×105m31×105m3~
1×106m3
1×106m3~
1×107m3
大于1×107m3第二十八頁,共九十七頁,2022年,8月28日
滑坡分類
劃分依據(jù)名稱類別特征說明物質(zhì)組成堆積層滑坡由堆積、洪積、崩滑堆積等形式的塊碎石堆積體,沿下伏基巖接觸或體內(nèi)滑動。黃土滑坡不同時期的黃土層中的滑坡,常見于高階地上。粘性土滑坡粘性土本身變形滑坡,或與其它土層的接觸面或沿基巖接觸面滑動。巖質(zhì)滑坡軟弱巖層組合成的滑坡,或沿同類基巖面,或沿不同巖層接觸面以及較完整的基巖面滑動?;瑒用媾c巖層關(guān)系均質(zhì)土滑坡發(fā)生在層理不明顯的粘性土或黃土中,滑動面均勻光滑。順層滑坡沿巖層或裂隙面滑動,或沿坡積體與基巖交界面及基巖間不整合面等滑動,大都分布在順傾向巖層的山坡上。切層滑坡滑坡面與巖層面相切,常沿傾向山外的一組斷裂面發(fā)生,滑坡床多呈折線狀,多分布在逆傾向巖層的山坡上?;w厚度淺層滑坡滑坡體厚度在10m以內(nèi)中層滑坡滑坡體厚度在10~25m之間深層滑坡滑坡體厚度超過25m第二十九頁,共九十七頁,2022年,8月28日引起滑動的力學(xué)性質(zhì)推移式滑坡上部巖層滑動擠壓下部產(chǎn)生變形,滑動速度較快,滑體表面波狀起伏,多見于有堆積物分布的斜坡地段。牽引式滑坡下部先滑,使上部失去支撐而變形滑動。一般速度較慢,多具上小下大的塔式外貌,橫向張性裂隙發(fā)育,表面多呈階梯狀或陡坎狀。形成原因工程滑坡由于施工開挖山體或建筑物加載引起滑坡,還可細(xì)分為:1、工程新滑坡:由于開挖山體或建筑物加載所形成的滑坡:2、工程復(fù)活古滑坡:久已存在的滑坡,由于“斬腰切腳”引起復(fù)活的滑坡。自然滑坡由于自然地質(zhì)作用產(chǎn)生的滑坡,按其發(fā)生的相對時代可分為古滑坡、老滑坡、新滑坡。發(fā)生后穩(wěn)定性活滑坡發(fā)生后仍繼續(xù)活動的滑坡,后壁及兩側(cè)有新鮮擦痕,滑體內(nèi)有開裂、鼓起或前緣有擠出等變形跡象。死滑坡發(fā)生后已停止發(fā)展,一般情況下不可能重新活動,坡體上植被較盛,常有居民點。發(fā)生年代現(xiàn)代滑坡現(xiàn)今正在發(fā)生滑動的滑坡老滑坡全新世以來發(fā)生滑動,現(xiàn)今穩(wěn)定的滑坡古滑坡全新世以前發(fā)生滑動的滑坡滑體體積小型滑坡
<10104m3中型滑坡
10104m3~1001004m3大型滑坡
1,00104m3~1,000104m3特大型滑坡
1,000104m3~10,000104m3巨型滑坡
>10,000104m3第三十頁,共九十七頁,2022年,8月28日二、我國滑坡災(zāi)害的發(fā)育情況我國滑坡災(zāi)害的四大特點分布廣泛危害嚴(yán)重規(guī)模巨大分布不均第三十一頁,共九十七頁,2022年,8月28日第三十二頁,共九十七頁,2022年,8月28日第三十三頁,共九十七頁,2022年,8月28日第三十四頁,共九十七頁,2022年,8月28日該區(qū)位于青藏高原東部邊緣地帶,屬怒江、瀾滄江、金沙江、雅礱江、大渡河等流域。(1)橫斷山、川黔滇山地滑坡強發(fā)育區(qū)本區(qū)特征:多高山峽谷,地形陡峻,高差達(dá)1500-2500m以上氣候變化異常,屬暴雨多發(fā)區(qū)。所以,在一些大型溝谷中,常發(fā)育由上下游崩塌-滑坡-泥石流連為一體的不穩(wěn)定山體和谷底堆積區(qū)。其數(shù)量、規(guī)模及密度居全國之首。尤其是60年代以來,山區(qū)鐵路、公路建設(shè)給天然狀態(tài)下的滑坡、泥石流活動又增添了新的活力。第三十五頁,共九十七頁,2022年,8月28日(2)雅魯藏布江下游地區(qū)滑坡強發(fā)育區(qū)特征:
它是全球大陸河谷下切最深,地勢高差最大的高山地帶。河谷區(qū)濕熱多雨,年平均降雨量達(dá)2500mm以上。山地海拔4600m以上為終年積雪的高山冰雪帶,構(gòu)造上恰好處于印度板塊碰撞帶----雅魯藏布江縫合帶展布范圍,地殼新構(gòu)造活動強烈?;鶐r裸露,巖石極端碎,地形復(fù)雜異常。歷史地震活動頻率高,強度大。該區(qū)的自然地質(zhì)環(huán)境和氣候條件,對山體滑坡、崩塌、泥石流的發(fā)育提供了充足的物質(zhì)來源和強大的動力條件。第三十六頁,共九十七頁,2022年,8月28日(3)秦巴山地滑坡強發(fā)育區(qū)特征:
地質(zhì)條件較復(fù)雜,新構(gòu)造活動以斷塊式抬升為主,基巖裸露,山勢陡峻。年平均降雨量1000-1200mm,且常有暴雨發(fā)生,日最大降雨量個別年份達(dá)300mm以上。特別是某些變質(zhì)的千枚巖、片巖帶、硬巖與軟巖互層或軟弱夾層結(jié)構(gòu)發(fā)育的山體斜坡帶穩(wěn)定性較差,滑坡多有發(fā)生。第三十七頁,共九十七頁,2022年,8月28日(4)黃河中上游地區(qū)滑坡中強發(fā)育區(qū)特征:伴隨第四紀(jì)以來青藏高原的隆起和秦嶺地塊的不斷抬升,河谷侵蝕加劇,地形陡峻,山高谷深,當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面與山原面高差達(dá)1000-1500m。尤其大面積黃土覆蓋的第三紀(jì)紅色地層分布區(qū)、溝壑縱橫,坡陡谷深,氣候干旱,雨量集中,時有暴雨發(fā)生。第三十八頁,共九十七頁,2022年,8月28日(5)汾渭谷地邊緣帶及陜西黃土高原區(qū)滑坡中強發(fā)育區(qū)特征:
黃土滑坡分布廣泛。由于黃土區(qū)坡高,地形陡峭,土體中節(jié)理裂隙發(fā)育,在暴雨或連續(xù)降雨期,斜坡穩(wěn)定性顯著降低,滑坡、崩塌活動極其頻繁。第三十九頁,共九十七頁,2022年,8月28日(6)長江中上游地區(qū)滑坡中強發(fā)育區(qū)特征:
河流侵蝕下切作用強烈,多形成高山峽谷地貌。滑坡、崩塌、泥石流多發(fā)育于長江干流和支流河谷區(qū)。在長江三峽工程庫區(qū)690km2的岸坡帶,發(fā)育較大型滑坡、崩塌和斜坡變形體263處,據(jù)四川省統(tǒng)計,1981-1985年五年間,一次暴雨激發(fā)崩塌、滑坡達(dá)1000處以上的縣有28個。第四十頁,共九十七頁,2022年,8月28日三、滑坡的成因機理1、斜坡的重分布應(yīng)力分布特征斜坡周圍主應(yīng)力跡線發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn):
愈接近臨空面,最大主應(yīng)力1愈接近平行于臨空面,3與之正交,向坡內(nèi)逐漸恢復(fù)到原始狀態(tài)。
最大主應(yīng)力色譜圖第四十一頁,共九十七頁,2022年,8月28日斜坡的穩(wěn)定性可通過抗滑力與下滑力的相對大小來評價。滑坡的形成可通過斜坡的受力狀況來解釋??够ο禄?、滑坡的力學(xué)成因第四十二頁,共九十七頁,2022年,8月28日3、形成滑坡的主要因素滑坡成因要素內(nèi)部結(jié)構(gòu)要素:巖土類型及性質(zhì)、坡形結(jié)構(gòu)、巖土結(jié)構(gòu)、軟弱部位(滑面)等外部環(huán)境要素:降水、河流下切、人工開挖、加載等、風(fēng)化河流軟弱帶現(xiàn)今河床古河床第四十三頁,共九十七頁,2022年,8月28日西壤坡小區(qū)云沱小區(qū)白土坡小區(qū)大坪小區(qū)黃土坡小區(qū)第四十四頁,共九十七頁,2022年,8月28日內(nèi)在因素(1)巖土類型及性質(zhì)--決定抗滑力的根本因素坡形相同的情況下:堅硬巖石斜坡>半堅硬巖石>松散土坡沉積巖:層理--軟弱夾層巖漿巖:原生節(jié)理發(fā)育,與巖石強度和風(fēng)化作用有關(guān)變質(zhì)巖:由于礦物成分的差異導(dǎo)致工程地質(zhì)性質(zhì)的差異所以滑坡往往集中在某些特定的巖層中--易滑巖組如:西北的黃土分布地區(qū)、成都平原地區(qū)的成都粘土層、四川盆地的紅層地區(qū)(砂、泥巖互層)、青海、甘肅地區(qū)的第三系地層(半成巖的砂、泥巖),川西北、陜南和甘南淺變質(zhì)巖地區(qū)(主要是千枚巖分布地區(qū))。第四十五頁,共九十七頁,2022年,8月28日我國易滑坡地層匯總表滑坡的類型巖土組合類型滑面特征分布地區(qū)土質(zhì)滑坡堆積土滑坡崩積、坡積、洪積、冰磧、殘積極部分沖積物堆積層面、基巖頂面河谷緩坡地帶黃土滑坡各種黃土,含鈣質(zhì)結(jié)核,古土壤和砂鑠層同生面、不同黃土界面、基巖頂面黃河中、上游地區(qū)北方諸省粘性土滑坡裂隙粘土、灰色粘土、紅土、下蜀土同生面、基巖頂面長江流域及以南地區(qū)、山西地區(qū)堆填土滑坡各種人工堆棄、堆填土(石)同生面、老地面、不同堆填界面交通、水利、工礦場地半成巖地層滑坡昔格達(dá)組滑坡昔格達(dá)組粉砂巖、粘土巖順層面、基巖頂面四川西南部共和組滑坡共和組粉砂巖、粘土巖順層面、切層面青海省巖質(zhì)滑坡砂、頁、泥巖滑坡砂巖、頁巖、泥巖互層地層順層面、切層面各地區(qū)碳酸鹽巖滑坡石灰?guī)r、大理巖夾頁巖、泥灰?guī)r地層順層面、切層面各地區(qū)煤系地層滑坡砂頁巖夾煤層、碳酸鹽巖夾煤層順層面各地區(qū)變質(zhì)巖類滑坡千枚巖、片巖、片麻巖、板巖等片理面、構(gòu)造面、風(fēng)化界面各地區(qū)火山巖類滑坡玄武巖、流紋巖、凝灰?guī)r等構(gòu)造面、層面、風(fēng)化界面各地區(qū)混合巖類滑坡各種混合巖構(gòu)造面破碎巖滑坡構(gòu)造破碎巖構(gòu)造面構(gòu)造破碎帶第四十六頁,共九十七頁,2022年,8月28日(2)地質(zhì)結(jié)構(gòu)(巖體結(jié)構(gòu)及地質(zhì)構(gòu)造)結(jié)構(gòu)面--結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、力學(xué)性質(zhì)、規(guī)模沉積巖地區(qū):特大型的滑坡主要與層面構(gòu)造有關(guān);在褶皺的兩翼部位,結(jié)構(gòu)面往往形成上陡下緩的勺形;沿著大的構(gòu)造斷裂帶,滑坡往往呈帶狀分布第四十七頁,共九十七頁,2022年,8月28日坡形結(jié)構(gòu)平坡段凹坡段凸坡段側(cè)壓力較小側(cè)壓力較大有利穩(wěn)定拉張側(cè)壓力不利穩(wěn)定不同坡體部位第四十八頁,共九十七頁,2022年,8月28日坡體結(jié)構(gòu):按結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀與臨空面的關(guān)系,可分為:(1)平迭坡:主要軟弱結(jié)構(gòu)面為水平的(2)逆向坡:主要軟弱結(jié)構(gòu)面的傾向與坡面的傾向相反(3)順向坡:主要軟弱結(jié)構(gòu)面的傾向與坡面的傾向一致
>時,穩(wěn)定性最差,極易發(fā)生順層滑坡<時,穩(wěn)定性較好(4)斜交坡:主要軟弱結(jié)構(gòu)面與坡面成斜交關(guān)系。其交角越小,穩(wěn)定性就越差。(5)橫交坡:主要軟弱結(jié)構(gòu)面的走向與坡面走向近于垂直,穩(wěn)定性較好,很少發(fā)生大規(guī)模的滑坡。第四十九頁,共九十七頁,2022年,8月28日內(nèi)部結(jié)構(gòu)要素:軟弱面(帶)——滑面(帶)土質(zhì)滑坡滑面一般呈圓弧型;巖質(zhì)滑坡滑面受結(jié)構(gòu)面控制,主滑剖面上一般表現(xiàn)為折線。滑帶是滑面附近的巖土體在反復(fù)滑動或長期蠕滑作用下,形成一定厚度的泥化軟弱帶;物質(zhì)多為粉質(zhì)粘土、含礫粉質(zhì)粘土、碎石土;厚度薄的數(shù)厘米,厚者達(dá)數(shù)米。第五十頁,共九十七頁,2022年,8月28日巴東縣城區(qū)滑坡面積與坡度關(guān)系
(圖中1:F1≤10o;2:10o<F1≤15o;3:15o<F1≤20o;4:20o<F1≤25o;5:25o<F1≤30o;6:30o<F1≤40o;7:40o<F1≤50o;8:F1>50o)具有一定坡度(3)地形地貌第五十一頁,共九十七頁,2022年,8月28日外在因素作用因素對滑坡的作用自然因素風(fēng)化作用降低巖土體的強度降雨(雪)增大滑體重量和下滑力;減少滑帶土強度和抗滑力;灌入裂縫產(chǎn)生靜水壓力;提高地下水位地下水變化增加滑帶土孔隙水壓力減小抗滑力;增大動水壓力和下滑力;潛蝕或溶蝕滑帶減小抗滑力河流沖刷增大斜坡高度和坡腳陡度和應(yīng)力;減小抗滑支撐力地震增大下滑力;減小抗滑力;滑帶土液化崩塌加載增大坡體重量和下滑力;增大地表水下滲人為因素開挖坡腳增大坡腳應(yīng)力,減小抗滑力坡上加載增大坡體重量和下滑力;增大地表水下滲水庫水位升降增大動水壓力和下滑力,浸泡抗滑地段減小抗滑力;提高地下水位和滑帶土孔隙壓力;減小抗滑力灌溉水下滲增大滑體重量和下滑力,提高地下水位,增加滑帶土孔隙壓力,減小抗滑力采空塌陷增大下滑力;滑帶松弛、地表水下滲,減小抗滑力爆破振動增大下滑力;破壞滑帶,減小抗滑力破壞植被增大地表水下滲和下滑力,減小抗滑力第五十二頁,共九十七頁,2022年,8月28日
地震震中周圍、烈度七度區(qū)、產(chǎn)生附加應(yīng)力
降水三種效應(yīng)
(1)水平推力--側(cè)向水壓力
(2)浮托力--減小滑動面上的有效應(yīng)力
(3)軟化效應(yīng)--降低巖土體的抗剪強度
水庫蓄水(河流岸坡)動水壓力沖蝕掏空作用外部因素第五十三頁,共九十七頁,2022年,8月28日三峽庫區(qū)三期121個專業(yè)監(jiān)測崩滑災(zāi)害點不同工況下穩(wěn)定性系數(shù)均值暴雨工況下穩(wěn)定性系數(shù)明顯低于天然工況;水位高、低對穩(wěn)定性系數(shù)影響視不同滑坡而定;水位升過程對滑坡穩(wěn)定性有利,水位降過程對滑坡穩(wěn)定性不利。四、滑坡的成因機理第五十四頁,共九十七頁,2022年,8月28日2003年7月13日零時20分,湖北省秭歸縣沙鎮(zhèn)溪鎮(zhèn)千將坪村二組和四組山體滑坡,滑坡發(fā)生于三峽水庫135m高程蓄水后二個月后的持續(xù)強降雨條件(6月21日~7月11日,沙鎮(zhèn)溪地區(qū)總降雨量為162.7mm)第五十五頁,共九十七頁,2022年,8月28日外部環(huán)境變化:切坡切坡的因素很多,切坡直接改變斜坡體結(jié)構(gòu),引起應(yīng)力重分布,并破壞斜坡前緣支撐體,加速斜坡變形:河流下切人工切坡
……第五十六頁,共九十七頁,2022年,8月28日外因:坡體加載坡體加載的方式很多,按加載時間可分為瞬時加載、短期加載和長期加載:瞬時加載:地震動荷載、爆破荷載、沖擊荷載短期加載:降雨、降雪、灌溉等長期加載:人工建筑荷載、新近滑坡堆積體荷載等不同加載部位對滑坡穩(wěn)定性影響不同,前緣加載對穩(wěn)定性有利,后緣加載不利穩(wěn)定。第五十七頁,共九十七頁,2022年,8月28日4、滑坡發(fā)育的幾個階段局部失穩(wěn)的蠕動擠壓階段整體失穩(wěn)的勻速滑動階段急劇滑動至破壞階段滑后固結(jié)壓密階段第五十八頁,共九十七頁,2022年,8月28日5、滑坡發(fā)育過程中的變形跡象變形跡象資料獲?。簩I(yè)監(jiān)測:鉆孔測斜、推力監(jiān)測、GPS地表位移監(jiān)測、水文監(jiān)測等簡易監(jiān)測:地表裂縫監(jiān)測、建筑物變形監(jiān)測、地表水體監(jiān)測、動物異常跡象觀察等第五十九頁,共九十七頁,2022年,8月28日滑坡變形跡象第六十頁,共九十七頁,2022年,8月28日四、滑坡的穩(wěn)定性分析自然歷史分析法工程地質(zhì)類比法數(shù)學(xué)力學(xué)計算方法長期監(jiān)測法非線性科學(xué)方法第六十一頁,共九十七頁,2022年,8月28日1、自然歷史分析法(定性的方法)區(qū)域地質(zhì)背景分析影響因素預(yù)測發(fā)展趨勢(1)從地質(zhì)構(gòu)造方面分析結(jié)構(gòu)面的位置、性質(zhì)、連通情況,結(jié)構(gòu)面與臨空面的關(guān)系斜坡可能破壞的類型、規(guī)模等。(2)從地形地貌方面分析地形地貌特征斜坡穩(wěn)定性狀態(tài)或滑坡的不同發(fā)育階段滑坡的微地貌調(diào)查穩(wěn)定性判斷的定量數(shù)值,如滑動距離、垂直位移高度和多級滑動面等。(3)從作用在斜坡上的外力方面分析第六十二頁,共九十七頁,2022年,8月28日2、工程地質(zhì)類比法(半定量的方法)
相似性原則斜坡要素參數(shù)穩(wěn)定性治理措施第六十三頁,共九十七頁,2022年,8月28日3、數(shù)學(xué)力學(xué)計算法(極限平衡法、數(shù)值計算法、破壞概率法)
(1)剛體極限平衡法假設(shè)前提:只考慮破壞面上的極限破壞狀態(tài),而不考慮巖土體的變形。即視巖土體為剛體。破壞面上的強度由C、值決定,遵循強度判據(jù)?;w中的壓力以正壓力和剪應(yīng)力的形式集中作用于滑面上,均視為集中力。三維問題簡化為二維(平面)問題來求解。第六十四頁,共九十七頁,2022年,8月28日安全系數(shù):在巖土體穩(wěn)定性評價中,由于邊界條件、荷載條件、巖土體強度等難以精確確定,通常在設(shè)計上考慮上述因素及建筑物重要性而綜合確定一經(jīng)驗值。Kc>1(一)土質(zhì)斜坡穩(wěn)定性計算1、無粘性土坡2、粘性土坡圓弧法、條分法:瑞典條分法、Bishop法、Janbu法(二)巖質(zhì)斜坡穩(wěn)定性計算1、平面滑動:單平面、同向雙平面、多平面2、楔形體滑動穩(wěn)定性系數(shù):第六十五頁,共九十七頁,2022年,8月28日剩余推力法根據(jù)滑面縱剖面的起伏情況,取單位寬度考慮,把滑體劃分成若干塊段,1,2,……n不考慮滑塊兩側(cè)的摩擦力和滑體自身擠壓力折線形滑面的滑動情況當(dāng)滑體中存在有地下水時,需要考慮邊界上的水壓力第i條塊的受力情況分析:自重Wi、水平地震力KcWi、側(cè)水壓力PWi、上一條塊的剩余下滑力Ei-1、本條的剩余下滑力Ei的反力、揚壓力Ui、法向反力Ni、切向反力Ti第六十六頁,共九十七頁,2022年,8月28日(1)基本荷載(僅考慮重力)第六十七頁,共九十七頁,2022年,8月28日滑帶剪切強度參數(shù)的確定滑帶剪切強度參數(shù)的確定方法有三種--試驗法、反演分析法和經(jīng)驗法。在條件許可時,首先考慮反演分析φ方法,c值按滑坡厚度確定,φ值用反演分析結(jié)果;其次,試樣具有代表性,試驗結(jié)果可靠時,可以將飽和固結(jié)快剪φ值乘,c值乘作為設(shè)計剪切強度指標(biāo);經(jīng)驗值僅作為參考。上述剪切強度均為有效應(yīng)力狀態(tài)下的取值。第六十八頁,共九十七頁,2022年,8月28日赤平投影圖解法第六十九頁,共九十七頁,2022年,8月28日數(shù)值模擬方法有限差分法有限單元法邊界單元法半解析元法離散單元法無界元法第七十頁,共九十七頁,2022年,8月28日有限單元法有限元分析是工程地質(zhì)分析中經(jīng)常運用的數(shù)值方法,它是將待考察的斜坡巖土體視為理想的彈塑性體,其應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系服從彈塑性本構(gòu)關(guān)系。破壞判據(jù)采用Drucker-Prager塑性屈服準(zhǔn)則,按平面應(yīng)變問題來考慮。計算時同時考慮對斜坡穩(wěn)定性有影響的各種因素。第七十一頁,共九十七頁,2022年,8月28日(a)計算剖面及模型剖面網(wǎng)格劃分。由于計算范圍相對于可能發(fā)生變形破壞的斜坡體已經(jīng)足夠大,因此,邊界約束條件假定剖面的左邊界水平方向上固定、豎直方向上可以自由移動,底邊界豎直方向上固定、水平方向上可以自由移動,坡面邊界為自由邊界。第七十二頁,共九十七頁,2022年,8月28日(b)計算方案根據(jù)斜坡的形成歷史及現(xiàn)有形態(tài),相應(yīng)地在有限元數(shù)值模擬中也進行相應(yīng)的邊坡歷史形態(tài)演變的模擬。在演變模擬過程中(即通過卸荷過程模擬)實現(xiàn)模擬區(qū)的應(yīng)力場與初始地應(yīng)力場的疊加即為現(xiàn)有的應(yīng)力場。(c)選擇計算參數(shù)巖性粘聚力(MPa)內(nèi)摩擦角(o)巖石比重彈性模量(×104MPa)泊松比抗拉強度抗壓強度抗剪強度含凝灰球凝灰?guī)r蝕變凝灰質(zhì)粉砂巖第七十三頁,共九十七頁,2022年,8月28日五、滑坡的預(yù)測預(yù)報預(yù)測預(yù)報的基本內(nèi)容:位置、規(guī)模、類型、運動速度、運動距離、發(fā)生時間預(yù)測預(yù)報的基本內(nèi)容:空間預(yù)測、時間預(yù)測第七十四頁,共九十七頁,2022年,8月28日1、空間預(yù)測主要是通過滑坡條件分析,確定出對滑坡作用有利的因素組合,根據(jù)這些有利因素組合來預(yù)測區(qū)域上某斜坡段將來產(chǎn)生滑坡的可能性,圈定出可能產(chǎn)生滑坡變形的范圍。理論基礎(chǔ)--工程地質(zhì)類比法:類似的工程地質(zhì)環(huán)境可能發(fā)生類似的滑坡。區(qū)域性滑坡預(yù)測:以一個大的區(qū)域為依據(jù)對象,確定滑坡可能發(fā)生的區(qū)段范圍。地段性滑坡預(yù)測:以一個地段滑坡調(diào)查資料為依據(jù),確定將來可能發(fā)生滑坡的大致位置、可能的類型等。場地性滑坡預(yù)測:針對某一特定場址,預(yù)測滑坡可能發(fā)生的確切位置、范圍大小、運動速度及類型??臻g預(yù)測按照預(yù)測范圍的大小可分為:第七十五頁,共九十七頁,2022年,8月28日常見的預(yù)測方法有:統(tǒng)計學(xué)方法、敏感性制圖法、信息量法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。各種方法的共同之處:充分考慮各種地質(zhì)環(huán)境因素的疊加作用來評價某特定地質(zhì)環(huán)境中產(chǎn)生滑坡的可能性,以期在研究區(qū)圈出相對不安全的“危險區(qū)段”。預(yù)測結(jié)果一般都采用預(yù)測分區(qū)圖的形式來表達(dá)。只是預(yù)測評價過程中所采用的疊加方式不同而已。第七十六頁,共九十七頁,2022年,8月28日A.評價指標(biāo)的篩選巖土體性質(zhì)地形地貌坡體結(jié)構(gòu)降雨水文地質(zhì)條件人類活動斜坡穩(wěn)定性第七十七頁,共九十七頁,2022年,8月28日B.評價指標(biāo)的圖層數(shù)值化公路緩沖區(qū)分布圖斜坡坡度分布圖水系、沖溝緩沖帶影響分布圖坡體結(jié)構(gòu)分布圖第七十八頁,共九十七頁,2022年,8月28日C.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能化模塊的訓(xùn)練否否是是給定權(quán)值、閥值初始值給定輸入向量和期望輸出求隱層、輸出層各神經(jīng)元輸出求期望輸出值與實際輸出值的偏差EE滿足要求?全部E滿足?計算隱層單元反傳誤差值計算權(quán)值、閥值的修正值結(jié)束輸入向量權(quán)值閥值輸入向量神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)“黑箱”期望輸出第七十九頁,共九十七頁,2022年,8月28日D.影響因子圖層的空間疊加計算空間疊加分析示意圖第八十頁,共九十七頁,2022年,8月28日時間預(yù)報按照預(yù)測的時間長短關(guān)系,可分為:滑坡長期預(yù)報:對未來滑坡運動的趨勢作判斷,以確定滑坡活動的可能年份。滑坡短期預(yù)報:對滑坡活動的可能季節(jié)或月份作出預(yù)測。滑坡臨滑預(yù)報:對滑坡將要暴發(fā)的具體日期、乃至?xí)r分作出預(yù)報2、時間預(yù)報第八十一頁,共九十七頁,2022年,8月28日巖土體蠕變(流變)理論
第1蠕變階段--減速蠕變階段減速發(fā)展,斜率逐漸減小第2蠕變階段--穩(wěn)定蠕變階段等速發(fā)展,斜率大體不變第3蠕變階段--加速蠕變階段
CD段:變形迅速增大,但巖土體尚未破壞
DE段:巖土體變形速率劇增,巖土體很快破壞第八十二頁,共九十七頁,2022年,8月28日六、滑坡的防治滑坡防治的原則對于正在活動的滑坡,一般的工程布置應(yīng)避開滑坡,尤其是一些大型滑坡或滑坡群所在地段應(yīng)是工程避開的地方。當(dāng)必須進行處理時,首先要查明滑坡發(fā)生的原因,了解當(dāng)前滑坡活動的主要激發(fā)因素,從而采取正確的治理措施。處理時,原則上應(yīng)一次根治徹底,不留后患。對于區(qū)域性的國土規(guī)劃,開展區(qū)域性滑坡空間預(yù)測工作是減少滑坡災(zāi)害的重要前提之一。第八十三頁,共九十七頁,2022年,8月28日削改排護工程選線避繞擋土墻焙燒法削坡減載繞擋防治措施抗滑樁錨固工程地表排水坡內(nèi)排水混凝土、植被護坡灌漿法電滲法第八十四頁,共九十七頁,2022年,8月28日1、削(削坡減載)通過削坡減載,以減小滑坡體自重。上部減載:對推動式滑坡,在上部主滑地段減載,常起到根治滑坡的效果。減載一般適用于滑坡床為上陡下緩、滑坡后壁及兩側(cè)有穩(wěn)定的巖土體,不致因減重而引起滑坡向上和向兩側(cè)發(fā)展造
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