《崩塌和滑坡》PPT课件.ppt

崩塌和滑坡,郭家昌 重庆大学土木工程学院刘新荣团队 2012年3月21日,崩塌,一、崩塌的定义,二、崩塌的形成条件和影响因素,三、崩塌形成的机理,四、崩塌的预测及其灾害报警,五、崩塌落石的防治,一、崩塌的定义,陡坡上的巨大岩体或土体，在重力和其它外力作用下，突然向下崩落的现象叫做崩塌。崩塌过程中岩体顺坡猛烈地翻滚，跳跃，相互撞击，最后堆于坡脚。,二、崩塌的形成条件和影响因素,2.1、地形地貌条件,（1）坡度越大的地形，发生崩塌的可能性越大,（2）发生崩塌落石的陡峻斜坡，通常是海、湖、河谷和冲沟的岸坡。陡峻山坡及人工陡边坡。,（3）陡边坡的高度对崩塌落石的形成有明显影响，通常高度越大越容易 发生崩塌落石。,2.2、地层岩性条件,、岩性对崩塌的控制作用 块状的或厚层状的，坚硬的或较坚硬的脆性岩石通常可以构成较陡峻的边坡，且其构造节理较发育，适于崩塌的发生。相反，属于较软的柔性岩石发生崩塌的情况较少。,、各类岩石对崩塌的控制作用,沉积岩对崩塌落石的控制作用（1）坚硬的沉积岩层中夹有软弱岩层，可能有大规模崩塌（2）软岩相间的沉积岩边坡，由于风化、冲蚀差异，可能有小型崩塌（3）河谷边沉积岩中夹有可溶性岩层,岩浆岩中的崩塌（1）当岩浆岩垂直节理发育时，并有倾向线路的构造裂面时，容易发生大型崩塌。（2）当岩浆岩中有晚期岩脉穿插时，穿插接触面往往是岩体重 点薄弱面。,变质岩中的崩塌（1）在褶曲发育的片岩、板岩边坡上，有各种弧形结构面，当倾向线路 时易发生崩塌（2）变质岩中的节理和结构面都很发育时，常把岩体切割成大小不等的 岩块。,2.3、地质构造对崩塌的控制作用、区域地质构造对崩塌分布的影响,（1）当公路、铁路等的方向和区域性构造线平行，而且多采用深 挖高路堑时，线路的崩塌严重。,（2）在几组构造线交 汇的峡谷区，往 往形成大型崩塌。,（3）断层密集分布区，构 造节理发育，岩石破 碎，路基断面如果采 用高陡边坡，崩塌发 生频繁。,、各种地质构造对崩塌的影响,（1）褶皱核部的崩塌,（2）断层破碎带的崩塌落石,（3）褶皱两翼岩层的崩塌,（4）沿构造节理产生的崩塌,2.4、降雨和地下水与崩塌的关系、降雨和崩塌的关系“大雨大塌，小雨小塌，无雨不塌”,（1）崩塌多发生在雨季（2）连续降雨时间越长，暴雨强度越大，崩塌次数就越多（3）阴雨连绵天气较短促的暴雨天气崩塌多,、地下水与崩塌的关系,（1）裂隙中的水及其流动，对不稳定岩体产生静水压力和动水压力,（2）裂隙中的水，对不稳定岩体产生向上的浮托力,（3）裂隙和其他结构面中的充填物在水的浸泡下，抗剪强度大大下降,（4）充满不稳定岩体两侧裂隙中的水，使不稳定岩体与稳定岩体之间的侧 向摩擦力减小,2.5、其它因素对崩塌的影响、风化作用对崩塌的影响,（1）坚硬岩石的风化程度越高，其强度越低，发生崩塌的可能性就越大,（2）边坡上不同岩体的差异性风化，可能导致崩塌的发生,（3）边坡上不稳定岩体下部倾向线路的结构面，如果被软弱面充填，可能 导致不稳定岩体的崩塌,（4）高陡边坡如果切割 山坡上的风化壳，可能沿完整岩石产 生崩塌,植物对崩塌的影响,（1）根劈作用促进崩塌的生成,（2）生长在陡坡上的树木对崩塌起一定的阻碍作用,、人为因素对崩塌的影响,（1）设计不合理，未能绕开可能发生严重崩塌的不良地质地段（2）路堑边坡设计过高过陡（3）未设置防崩塌构筑物或防崩塌构筑物设计不够彻底（4）大爆破导致崩塌的发生（5）施工方法不当引起崩塌,三、崩塌形成的机理,3.1、崩塌的发育过程 崩塌体的崩落过程一般来说都是很快的，似乎给人的印象就是崩塌的形成发展过程也是很迅速的，其实这是错觉。任何事物的发展都是有一个量变到质变的过程。,、潜在崩塌体的形成阶段（1）边坡岩体中的软弱结构面的组合是潜在崩塌体形成的基础,（2）重力和风化营力在崩塌体形成中的作用,（3）地貌演变在潜在崩塌体形成中的特殊作用,、潜在崩塌体的蠕动位移阶段 潜在崩塌体形成后，并不意味着马上就要发生急剧的崩塌现象，一般要经过较长蠕动位移阶段。,、突然崩落阶段当潜在崩塌体的重心移出边坡后，突然而急剧的崩塌就会产生。,3.2、蠕动位移到突然崩塌的基本模式,（1）倾倒崩塌,（2）滑移崩塌,（3）鼓胀崩塌,（4）拉裂崩塌,四、崩塌的预测及其灾害报警,4.1、崩塌的预测、边坡崩塌的规模和强度等级的划分 为了对崩塌落石进行科学的预测，有必要把崩塌落石划分为若干个等级。所谓崩塌落石的强度等级指的是崩塌落石发生的可能性和破坏力大小的综合。它与不稳定岩体的规模、边坡坡度、髙度、地下水、岩体结构，特别是与边坡岩体的节理、裂缝的产状及其组合等有密切关系。,由于崩塌落石的强度等级在很大程度上取决于它的规模，因 此可按崩塌落石的规模把崩塌落石的强度等级划分为六级,、边坡崩塌预测因素的选择及其等级划分（1）边坡岩体中有无潜在崩落体形成是崩塌落石产生的重要条件,（2）在边埤上出露的倾向线路的结构面的视倾角的大小，是边坡崩塌落 石产生的又一重要条件,（3）危险拉张裂面的延伸距离,(4)边坡坡面上地下水出露的情况,(5)边坡坡度大小对崩塌落石有显著的影响,（6）边坡上潜在崩落体的出露髙度,4.2、崩塌落石的灾害报警、灾害报警的意义及研究现状,（1）灾害报警的意义减少巡查，节约劳动力，避免车辆 与崩塌体相撞,（2）研究现状 研究人员在收集了大量地质资料、水文气象资料、地震等资料的基础上，掌握了发生道路自然灾害和险情的基本规律。他们可以依据各地的雨量、雨量强度、风速，风力、地震、河流水位及流速等数据的采集系统和道路灾害发展的监测系统所提供的各种数据，在成熟区段，釆用电子计算机处理数据，进行险情报警、灾害预报，并实行临时行车管制。在避免行车事故，对崩塌滑坡的预測预报和险情报警方面取得了明显效果。,、崩塌灾害报警系统的思路,五、崩塌落石的防治,（1）拱形明洞,5.1、防冶崩塌落石的遮挡建筑物、遮挡建筑物的主要类型,（2）板式棚洞,（3）悬臂式棚洞,、崩塌落石地点设置明洞的条件,1、线路穿过垭口或山坡地段，因地质条件不良，修建隧道有困难；如开挖 路堑，则边坡高陡，不易稳定，有崩塌落石的地段。,2、在地形陡峻地区，隧道进出口处附近，地质条件不良，有崩塌落石，应 在隧道进出口接长明洞。,3、在已施工线路上，由于边坡过髙过陡，常有崩塌落石，局部改线或采用 刷坡等措施在技术经济上不合理时。,5.2、防崩塌支撑构筑物（1）一般高墙,（2）明洞式支墙 在髙陡边坡上部有大块危岩倒悬在边坡之上时，如果修建一般支墙，其断面要求较大，需要将线路外移，当外移无条件时，可建拱形明洞，其上设支墙以支撑大块危岩,（3）柱式支墙 对高陡边坡上的个别大块危岩，如果不便清除，在其它条件 允许的情况下，可采用拄式支墙。,5.3、防崩拦截构筑物 当山坡上的岩体节理裂隙发育，风化破碎，崩塌落石物质来源丰富，崩塌规模虽不大，但可能频繁发生者，则宜根据具体情况采用从侧面防护线路的拦截建筑物,（1）落石平台 落石平台是最简单经济的拦截建筑物之一。落石平台宜于设在不太高的山坡或路堑边坡的坡脚。当坡脚有足够的宽度，或者对于运营线可以将线路向外移动一定距离时，在不影响路堑边坡稳定，不增加大量土石方的条件下，也可以扩大开挖半路堑以修筑落石平台,（2）落石槽 当路堤距离崩塌落石山坡坡脚有一定距离，且路堤标高高出坡脚地面标髙较多(大于2.5m)时，宜于在坡脚修筑落石槽,（3）拦石堤和拦石墙 当陡峻山坡下部有小于30的缓坡地带，而且有较厚的松散堆积层，当落石高程不超过6070m时，在高出路基不超过20 30m处，修筑带落石槽的拦石提是适宜的，,（4）钢丝栅栏 采用钢丝栅栏可以代替拦石墙起烂截落石的作用。它可以用浆砌片石或混凝土作基础，用废钢轨作立柱、横杆。,5.4、防崩的加固措施,（1）嵌补 路堑边坡上的成层岩体因岩性不同，抵抗风化的能力也不同，往往在边坡上形成深浅不同的凹陷。天长日久，凹陷较深处的岩体体就形成上部突出的危 岩。此类情况可采用浆砌片石或混凝土嵌补，以便对危岩进行加固处理,（2）锚杆锚索加固 在陡坡危岩之下，如果有较完整时岩体，可以用锚杆把危岩和完整岩体串联起来，以加固危岩，防止崩塌落石的发生,（3）灌浆 对于危岩四周的裂缝，可以采用灌浆法进行加固，用以提高它的稳定性。这种方法常和其它加固措施配合使用。,滑坡,一、滑坡灾害,二、滑坡的定义、要素和术语,三、滑坡的类型和特征,四、滑坡产生的条件和原因,五、滑坡的发生机理,六、滑坡的运动特征,七、滑坡的防治技术,一、滑坡灾害,表1-1 世界重大滑坡灾害实例,续表1-1,表1-2 我国近二十年来滑坡灾害实例,宝成铁路K190第三次滑坡后全貌,南昆铁路八渡滑坡,二郎山隧道西引道滑坡张裂缝,云南元磨高速公路砂泥岩高边坡滑坡,云南元磨高速公路K259三箐公隧道进口滑坡,三峡库区奉节县城古滑坡,黄茨滑坡后壁,黄河李家峡水电站2#滑坡,小湾电站左坝肩边坡高500m，6#山头发生10万m3崩塌,二、滑坡的定义、要素和术语,2.1、滑坡的定义斜坡上的部分土体或岩体沿着一定的面或带整体向下滑移的现象。,宝天铁路滑坡,2.2、滑坡的要素和术语,三、滑坡的类型和特征,3.1、滑坡的类型,表3-1,续表3-1,表3-2 滑坡综合分类表,3.2、滑坡的特征,（1）平面特征,图3-1 滑坡的平面形态1.簸箕形；2.舌形；3.椭圆形；4.长椅形；5.倒梨形；6.牛角形；7.平行四边形；8.菱形；9.树叶形；10.叠瓦形；11.复合形,（2）纵断面特征,a.圆弧形；b.平面形；c.折线形；d.多层流线形；e.软岩挤出形,图3-2 典型滑坡纵断面示意图,图3-3 复合形纵断面形态,滑坡后部和前部形态特征,图3-4 滑坡后部的陷落洼地a.裂缝密集带；b.陷落洼地；c.后缘拉裂槽,图3-5 滑坡前部特征a.帚状剪出口；b.鼓丘和鼓胀裂缝；c.滑坡摺曲,图3-6 滑坡的横断面特征,四、滑坡产生的条件和原因,4.1、地形地质条件,（1）地形条件（2）地质条件 1.地层、岩性 2.坡体结构和滑带地层 3.地质构造 4.水文地质条件,表4-1 我国易滑坡地层汇总表,表4-2 坡体结构类型与滑坡的破坏模式,图4-1 坡体结构与滑坡的破坏模式,a.粘性土弧形旋转滑动；b.黄土弧形旋转滑动；c.填土弧形滑动；d.土层顺层滑动；e.半成岩地层顺层滑动；f.岩层顺层切层滑动；g.软岩挤出型（错落型）滑动；h.挤出型平移滑动；I.堆积层顺层滑动；j.岩层顺层平面型滑动；k.岩层顺曲面滑动；l.陡倾岩层顺层切层滑动；m.反倾岩层切层滑动；n.反倾岩层倾倒切层滑动；o.破碎岩层旋转滑动；p.破碎岩层顺构造面滑动；q.块状岩体顺构造面（似层面）滑动；r.构造核沿构造破碎带滑动,4.2、滑坡的作用因素,滑坡是具有滑动条件的斜坡在多种因素综合作用下的结果，但对某一特定滑坡总有一或两个因素对滑坡的发生起控制作用，我们称它为主控因子，在滑坡防治中应着力找出主控因子及其作用的机制和变化幅度，并采取主要工程措施消除或控制其作用以稳定滑坡，对其他因素则采取一般性措施达到综合性治理的目的，如地下水作用引起者以地下截排水工程为主，因削弱坡体支撑力引起者则以恢复和加强支挡工程为主。,作用于滑坡的因素概括如表4-3，可分为自然因素和人为因素，也可分为长期作用因素、短期作用因素和周期性作用因素，但就其对形成滑坡的作用来说，一是改变坡体的应力状态，增大坡脚应力和滑带土的剪应力（即下滑力）的因素，如河流冲刷、开挖坡脚、坡上加载等改变坡形的因素；二是改变滑带土的性状减小抗滑阻力的因素，如地表水下渗、地下水位变化、水库水位升降、灌溉水和生产生活用水下渗、潜蚀和溶蚀作用等降低滑带土强度的因素；三是既增加下滑力又减小抗滑力甚至造成滑带土结构破坏（如液化）的因素，如地震和爆破震动等。总之，其作用既有力学作用，还有物理化学作用，还有作用的时间过程，进行综合动态分析是必要的。,表4-3 作用于滑坡的因素,老滑坡前部挖方导致滑坡复活（云南元磨高速公路）,堆填路堤引起滑坡,海石湾滑坡（由堆载、灌水引起）,万梁高速公路大荒田西砂泥岩顺层滑坡,由灌溉引起的黑方台缘滑坡群,宝珠寺水库库岸滑坡,五、滑坡的发生机理,5.1、从地质条件上分析 1.类均质土的旋转滑动 2.顺层滑动 3.切层滑动 4.顺层切层滑动 5.软岩挤出性滑动,5.2、从主要作用因素上分析 1.暴雨引起的滑动 2.震动引起的滑动 3.水库水位升降引起的滑动 4.采空塌陷引起的滑动 5.灌溉引起的滑动 6.开挖坡脚引起的滑动 7.堆截引起的滑动,六、滑坡的运动特征,6.1、滑动的类型1.缓慢蠕动型2.匀速滑动型3.间歇性滑动型4.高速滑动型,图6-1 滑动类型示意图,1-缓慢蠕动类型；2-匀速滑动类型；3-间歇性滑动；4-高速滑动类型,6.2、高速滑坡的形成条件,1.具有相当大的高差（100m）2.具有相当大的体积（100万m3）3.具有较陡的滑面坡度（200）4.具有较大的峰残强度差（比值大于2）5.具有较高的滑坡剪出口6.滑坡前方有开阔地形,七、滑坡的防治技术,7.1、滑坡的防治原则和规划,一、滑坡的防治原则（一）正确认识滑坡的原则（二）预防为主的原则（三）一次根治不留后患的原则（四）全面规划分期治理的原则（五）综合治理的原则（六）治早治小的原则（七）技术可行经济合理的原则（八）科学施工的原则（九）动态设计、动态施工的原则（十）加强防滑工程维修保养的原则,二、滑坡的防治规划（一）勘察阶段（二）设计阶段（三）施工阶段（四）运营阶段,7.2、滑坡的预防,一、避开已存在的新老滑坡二、防止古老滑坡复活1.不在滑坡上方作填方加载，不在其抗滑段作挖方削弱支撑力2.不在滑坡体上设易渗水建筑物3.严格管理生产生活用水不使其渗入滑体4.设置必要的防滑措施5.有条件时改水田为旱田,三、防止已变形滑坡大滑动造成灾害1.停止施工，加强监测，防止灾害2.加强地表排水，夯填地表裂缝3.上部减重，前缘反压和排地下水常是有效措施四、防止易滑坡地段发生滑坡1.高边坡地质资料的勘察分析（1）地层岩性，坡体结构（2）易滑坡地层及其分布位置和性状（3）地下水分布及出露位置2.可能发生的变形类型和规律分析3.合理的坡形、坡率、坡高及加固措施设计4.科学的施工方法和顺序,7.3、防治滑坡的工程措施,表7-1 美国的滑坡防治工程分类,表7-2 国际岩土学会滑坡治理措施简表,表7-3 我国滑坡防治措施简表,图7-1 地面排水沟布置示意图,图7-2 截水盲沟示意图,图7-3 支撑盲沟示意图,图7-4 仰斜孔排水示意图,图7-5 井孔联合排水示意图,图7-6 洞孔联合排水示意图,1.垂直钻孔；2.仰斜钻孔,图7-7 抗滑挡墙示意图,图7-8 抗滑桩平面布置示意图,图7-9 抗滑桩断面布置示意图1.全埋式桩；2.悬臂桩；3.锚索桩,边坡排水沟,泄水盲洞,洞孔联合排水,平孔排水孔钻进（福厦高速路宏路滑坡）,坡脚平孔排水（福厦高速路宏路滑坡）,滑坡集水井中正钻水平孔（长野清水山）,滑坡上部减重,箭丰滑坡减重后全貌（福建205国道）,京广铁路坪石车站反压稳定滑坡,抗滑挡墙（贵昆线扒那块滑坡）,抗滑桩排（兰青公路享堂滑坡）,预应力锚索抗滑桩工程（二郎山龙胆溪滑坡）,抗滑桩施工,锚索抗滑桩钢筋（川藏公路二郎山滑坡）,预应力锚索框架治理滑坡（太原古交公路K13+800）,锚索地梁和坡脚抗滑桩,锚索抗滑桩和锚索地梁（京珠高速公路粤北段K98滑坡）,锚索地梁和锚索框架（京珠高速公路粤北段K155）,高边坡锚索地梁加固（京珠高速公路粤北段）,预应力锚索（南昆铁路八渡车站滑坡）,总结 崩塌现象和典型的滑坡有以下四点显著不同（1）滑坡运动多数是缓慢的，而崩塌的运动快速，发生猛烈；（2）滑坡多数沿固定的面或带运动，而 崩塌则不一定沿固定的面或带；（3）滑坡发生后，多数仍保持原来相对的整体性；而崩塌体原来的整体性则 遭到完全破坏；（4）滑坡的水平位移大于垂直位移，而崩塌则相反。,谢谢！,