《崩塌及巖堆》課件

崩塌及巖堆課程大綱1什么是崩塌定義、類型、成因、危害2崩塌的分類自然崩塌、人為誘發(fā)的崩塌3對(duì)環(huán)境的影響生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)4地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防監(jiān)測(cè)預(yù)警、治理措施什么是崩塌崩塌是指斜坡上的巖體或土體在重力作用下突然發(fā)生的快速向下運(yùn)動(dòng)。它是一種常見的自然災(zāi)害，經(jīng)常發(fā)生在山區(qū)、丘陵地區(qū)和沿海地區(qū)。崩塌可以造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。崩塌的分類自然崩塌自然因素造成的崩塌，如地震、暴雨、凍融等。人為誘發(fā)的崩塌人類活動(dòng)造成的崩塌，如爆破、開采、工程建設(shè)等。自然崩塌自然因素降雨、地震、凍融作用等自然因素會(huì)導(dǎo)致山體或巖層失去穩(wěn)定性，從而引發(fā)崩塌。巖體結(jié)構(gòu)巖體結(jié)構(gòu)的缺陷，如節(jié)理、裂隙、斷層等，也會(huì)導(dǎo)致巖體強(qiáng)度降低，增加崩塌風(fēng)險(xiǎn)。植被覆蓋植被覆蓋能夠加固土壤，減緩水土流失，降低崩塌發(fā)生的可能性。人為誘發(fā)的崩塌人類活動(dòng)可以誘發(fā)崩塌，例如：采礦、工程建設(shè)、森林砍伐、水利工程等等。這些活動(dòng)會(huì)改變地質(zhì)結(jié)構(gòu)，削弱巖石的穩(wěn)定性，從而增加崩塌的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)環(huán)境的影響土壤侵蝕和水土流失，破壞了土壤肥力，影響植被生長(zhǎng)崩塌產(chǎn)生的粉塵和泥石流污染水源，影響水質(zhì)崩塌破壞了動(dòng)物棲息地，造成生物多樣性減少地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防1監(jiān)測(cè)預(yù)警實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)山體坡度變化，預(yù)警潛在的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)2工程措施修建防護(hù)工程，增強(qiáng)山體穩(wěn)定性3植被恢復(fù)恢復(fù)植被，改善土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)山體穩(wěn)定性巖石力學(xué)基礎(chǔ)巖石的物理性質(zhì)巖石的物理性質(zhì)描述了巖石的物理特性，例如密度、孔隙率和滲透性。這些性質(zhì)對(duì)巖石的力學(xué)行為有重要的影響。巖石的力學(xué)性質(zhì)巖石的力學(xué)性質(zhì)描述了巖石對(duì)力的響應(yīng)，例如強(qiáng)度、彈性模量和泊松比。這些性質(zhì)對(duì)于預(yù)測(cè)巖石在受力情況下的行為至關(guān)重要。巖石的力學(xué)性質(zhì)強(qiáng)度巖石抵抗破壞的能力，包括抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等。變形巖石在荷載作用下發(fā)生形變的能力，包括彈性模量、泊松比、剪切模量等。耐久性巖石在自然環(huán)境條件下抵抗風(fēng)化、侵蝕等作用的能力，與巖石的礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造有關(guān)。滲透性巖石允許流體通過的能力，與巖石的孔隙度、裂隙度、連通性有關(guān)。巖石的斷裂巖石的斷裂是指巖石在受力作用下，內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，并產(chǎn)生裂縫或斷裂面的過程。巖石的斷裂是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的重要原因之一。巖石斷裂的類型多種多樣，常見的類型包括：張性斷裂、剪切斷裂和混合斷裂。張性斷裂是指巖石在拉伸應(yīng)力作用下發(fā)生斷裂，斷裂面一般比較平直，斷裂方向與拉伸應(yīng)力方向垂直。剪切斷裂是指巖石在剪切應(yīng)力作用下發(fā)生斷裂，斷裂面一般比較曲折，斷裂方向與剪切應(yīng)力方向平行?；旌蠑嗔咽侵笌r石在張性應(yīng)力和剪切應(yīng)力的共同作用下發(fā)生斷裂，斷裂面既有張性斷裂的特點(diǎn)，也有剪切斷裂的特點(diǎn)。巖石破壞定律莫爾-庫(kù)侖準(zhǔn)則巖石在單軸拉伸和壓縮條件下的強(qiáng)度不同，其破壞形式也明顯不同。格里菲斯理論當(dāng)巖石內(nèi)部的裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子達(dá)到臨界值時(shí)，裂紋就會(huì)擴(kuò)展，導(dǎo)致巖石破壞。破壞強(qiáng)度巖石的破壞強(qiáng)度是指巖石在受力作用下發(fā)生斷裂或破壞時(shí)的應(yīng)力值。巖石的變形1彈性變形巖石在外力作用下發(fā)生變形，當(dāng)外力去除后，巖石能夠恢復(fù)原狀的變形稱為彈性變形。2塑性變形巖石在外力作用下發(fā)生變形，當(dāng)外力去除后，巖石不能恢復(fù)原狀的變形稱為塑性變形。3斷裂變形巖石在外力作用下發(fā)生變形，當(dāng)外力超過巖石的強(qiáng)度極限時(shí)，巖石會(huì)發(fā)生斷裂，形成裂縫或斷層。巖石強(qiáng)度判據(jù)抗拉強(qiáng)度巖石抵抗拉伸破壞的能力，反映了巖石在受拉應(yīng)力作用下的抵抗能力?？箟簭?qiáng)度巖石抵抗壓縮破壞的能力，反映了巖石在受壓應(yīng)力作用下的抵抗能力。抗剪強(qiáng)度巖石抵抗剪切破壞的能力，反映了巖石在受剪應(yīng)力作用下的抵抗能力?？箯潖?qiáng)度巖石抵抗彎曲破壞的能力，反映了巖石在受彎應(yīng)力作用下的抵抗能力。巖石破壞準(zhǔn)則拉伸強(qiáng)度是巖石在單向拉伸荷載作用下抵抗破壞的能力抗壓強(qiáng)度是巖石在單向壓縮荷載作用下抵抗破壞的能力抗剪強(qiáng)度是巖石在剪切荷載作用下抵抗破壞的能力巖體結(jié)構(gòu)巖體結(jié)構(gòu)是指巖石在自然狀態(tài)下形成的各種組合形式。巖體結(jié)構(gòu)主要受巖石的性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造和地應(yīng)力等因素的影響。巖體結(jié)構(gòu)對(duì)巖體的力學(xué)性質(zhì)、穩(wěn)定性、工程特性等方面都有著重要的影響。巖體工程分類地下工程隧道、地下洞室、地下倉(cāng)庫(kù)等邊坡工程公路、鐵路、水庫(kù)、建筑等水利工程水庫(kù)、水電站、堤防等巖土體應(yīng)力分析應(yīng)力狀態(tài)分析分析巖土體內(nèi)部應(yīng)力分布應(yīng)力集中分析研究應(yīng)力在巖土體中集中分布的現(xiàn)象應(yīng)力路徑分析分析巖土體應(yīng)力隨時(shí)間變化的路徑巖土體穩(wěn)定分析1地質(zhì)調(diào)查巖土體結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、水文條件等2應(yīng)力分析巖土體受力狀態(tài)，包括自重應(yīng)力、外荷載應(yīng)力等3強(qiáng)度分析巖土體強(qiáng)度指標(biāo)，如抗剪強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等4穩(wěn)定性評(píng)價(jià)根據(jù)分析結(jié)果，評(píng)估巖土體的穩(wěn)定性邊坡穩(wěn)定分析1極限平衡法簡(jiǎn)化計(jì)算2有限元法數(shù)值模擬3邊坡穩(wěn)定性分析安全系數(shù)邊坡穩(wěn)定的控制措施防護(hù)網(wǎng)防止落石和滑坡排水系統(tǒng)防止雨水滲透和土壤侵蝕植被恢復(fù)增強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性邊坡支護(hù)技術(shù)錨桿、噴錨、土釘墻等鋼筋網(wǎng)、格柵、防護(hù)網(wǎng)等排水溝、盲溝、滲排水系統(tǒng)等邊坡監(jiān)測(cè)與預(yù)警1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)使用傳感器和監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)收集邊坡變形數(shù)據(jù)。2數(shù)據(jù)分析利用數(shù)據(jù)分析工具對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，識(shí)別潛在的風(fēng)險(xiǎn)。3預(yù)警系統(tǒng)當(dāng)邊坡變形達(dá)到預(yù)警閾值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，提醒相關(guān)人員采取措施。巖堆形成及分類1崩塌巖體發(fā)生崩塌后，碎石和泥土堆積形成的堆體2滑坡巖體沿坡面滑動(dòng)形成的堆積體3泥石流泥沙、碎石等物質(zhì)在雨水或融雪水的沖刷下形成的流體，堆積形成的堆體巖堆的危害威脅生命巖堆可能引發(fā)山體滑坡，危及生命安全。損壞基礎(chǔ)設(shè)施巖堆可堵塞河流、道路，造成交通阻斷。環(huán)境污染巖堆可能污染水源，破壞生態(tài)平衡。巖堆治理措施植被恢復(fù)利用植物根系固土，防止巖堆移動(dòng)。排水工程修建排水溝渠，降低巖堆含水量，減少滑坡風(fēng)險(xiǎn)。支護(hù)工程采用擋土墻、錨桿等工程措施，加固巖堆，防止崩塌。巖堆預(yù)防措施防護(hù)網(wǎng)在潛在滑坡區(qū)域安裝鋼絲網(wǎng)或其他類型的防護(hù)網(wǎng)，以阻擋落石并防止其滾動(dòng)。擋石墻建造擋石墻，防止落石滾落到下方區(qū)域，有效地保護(hù)道路和建筑物。排水系統(tǒng)完善排水系統(tǒng)，降低地下水位，減少坡體失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)，防止巖堆形成。巖堆監(jiān)測(cè)與預(yù)警定期巡查通過人工巡查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)巖堆變化，并采取相應(yīng)的措施。儀器監(jiān)測(cè)利用各種監(jiān)測(cè)儀器，例如位移傳感器、傾斜儀等，對(duì)巖堆進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。預(yù)警系統(tǒng)建立預(yù)警系統(tǒng)，在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常時(shí)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，提醒相關(guān)人員采取應(yīng)對(duì)措施。相關(guān)案例分析通過分析實(shí)際案例，我們可以更好地理解崩塌及巖堆的形成機(jī)制、危害程度以及治理措施。例如，2017年四川省茂縣垮塌事