地质灾害与滑坡.ppt

第六讲滑 坡,提纲,滑坡概述滑坡识别滑坡灾害概况滑坡成因机理滑坡稳定性分析滑坡的防治,一、滑坡概述,滑坡是斜坡上的岩体或土体，在重力作用下沿某一软弱面或软弱带整体滑移的现象和过程。滑坡俗称“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。,滑坡,(1)滑动面,(2)滑坡体,(3)滑坡周界,(4)滑床,(5)滑坡前缘（滑坡舌）,滑坡要素,(6)滑坡壁,(10)滑坡裂缝,(9)滑坡洼地（湖）,(7)主滑线,(8)滑坡台阶,一、滑坡概述,滑坡体：与母体脱离经过滑动的部分岩体。滑坡床：滑坡体之下未经过滑动的岩土体。滑动面（带）：滑坡体与滑坡床之间的分界面。形态可分为圆弧状、平面状和阶梯状等。滑坡周界：滑坡体与周围未变位岩土体在平面上的分界线。滑坡壁：滑坡体后缘由于滑动作用所形成的母岩陡壁，其坡角多为35-80度，平面上多呈圈椅状。滑坡壁上常见铅直方向的擦痕。滑坡台阶：滑坡体下滑时各部分运动速度不同而形成的错台。滑坡舌：滑坡体前部伸出如舌状的部位。常伸入沟谷、河流。最前端滑坡面出露地表的部位，称滑坡剪出口。,一、滑坡概述,滑坡洼地（湖)主滑线滑坡裂隙：滑坡体在滑动过程中各部位受力性质和大小不同，在各部位产生不同力学性质的裂隙。拉张裂隙：位于滑体后部、滑床后壁，弧形分布，与滑动方向垂直；剪切裂隙：羽状分布于滑坡体中前部的两侧，因滑坡体与滑坡床之间的相对位移的力偶作用形成，与滑动方向斜交；鼓张裂隙：分布滑体前缘，由于滑体后部的推挤鼓起而成，与滑动方向垂直；扇形裂隙：位于滑体舌部，因前部岩土体向两侧扩散产生，放射状呈扇形分布。,一、滑坡概述,一、滑坡概述,滑坡的分类,1、按滑坡的动力学特征分类（巴甫洛夫，1903）(a)推动式滑坡(b)牵引式滑坡(c)混合式滑坡(d)平移式滑坡,2、按滑动面与层面的关系分类(1)无层滑坡：均质、无层理的岩土体(2)顺层滑坡：原生、次生的软弱夹层存在，上部松散堆积物与下部基岩接触带(3)切层滑坡：多发生在岩层近于水平的平迭坡，构造面控制。,一、滑坡概述,滑坡的分类,3、按岩土体类型分类,4、按滑动面深度分类(1)浅层滑坡(50m),5、按滑动次数分类(1)初生滑坡(2)再次滑坡,一、滑坡概述,滑坡的分类,6、按滑坡时代划分（1）今滑坡（全新世末至今）（2）新滑坡（Q43)（3）老滑坡(Q42-1)（4）古滑坡(Q4-Q1)（5）始滑坡（第三系）7、按滑坡体规模大小分类（1）小型滑坡：体积小于10104m3（2）中型滑坡：体积介于10104100104m3（3）大型滑坡：体积介于1001041000104m3（4）中型滑坡：体积大于1000104m3,一、滑坡概述,滑坡的分类,二、滑坡的识别,识别方法,航片解译、地面调查、勘探 面线点,(1)地形地貌方面滑坡形态特征、地貌不协调或反常等阶地、夷平面高程对比,(2)变形破裂方面滑体上产生小型褶曲和断裂现象滑体结构松散、破碎,识别标志,二、滑坡的识别,圈椅状地貌 双沟同源,(3)水文地质方面结构破碎 透水性增高 地下水径流条件改变 滑体表面出现积水洼地或湿地，泉的出现。,(4)植被方面马刀树、醉汉林,二、滑坡的识别,2004年四川宣汉天台乡滑坡,(5)滑动面的鉴别,勘探：钻探,变形监测：钻孔倾斜仪,二、滑坡的识别,三、滑坡灾害的概况,1963年10月9日意大利Vajont水库滑坡,Vajont滑坡平面图,，,亿m3的超巨型高速岩质滑坡体；运动速度约15-30ms；对岸涌浪超出坝顶达250m，左岸达150m;,下游数公里的龙热罗涅、皮触格、维拉诺瓦、里札里塔和法斯等市镇被冲毁，死亡近2500人；坝前1.8km长的库段被填满成为“石库”；,易贡巨型高速滑坡,滑坡后缘高程5520m,楔形槽,2000年4月9日,西藏易贡藏布发生高速巨型滑坡,长 2 500m,宽 2 500m,厚 60m.体积 2.8 3.0亿m3,湖水每天上涨50cm-100cm,两乡三厂（场）受湖水淹没威胁,6月10日，坝体溃决，洪水倾泄而下，导致在数小时内下游水位陡涨四五十米。由于大峡谷地区人烟稀少，仅摧毁数座桥梁。但据印度报纸报道，在大峡谷下游，印度有30人死亡，100多人失踪，5万人无家可归，20多处大桥管线荡然无存，总损失估计达1.89亿元人民币。,三峡水库：库长638公里，库岸长5000公里，最高水位175米，淹没13个县市，150个镇。巴东县：新县城选在古滑坡体上1995年6月10日二道桥沟失稳1995年10月29日三道桥沟发生滑坡，致使长江断航12天1995年6月10日二道桥沟失稳,巴东县城：桥左侧建筑群为原县城 桥右侧为1993年前新建县城,四、滑坡的成因机理,原始应力状态：,1.斜坡周围主应力迹线发生明显偏转:愈接近临空面,最大主应力1愈接近平行于临空面,3与之正交,向坡内逐渐恢复到原始状态。,斜坡应力状态,2.在坡脚及坡肩附近形成应力集中区,(1)坡脚附近最大主应力显著增高,且愈近表面愈高;最小主应力显著降低。坡体中应力差或最大剪应力的部位，形成最大剪应力增高带，往往产生与坡面或坡底面平行的压裂面。(2)在坡顶面和坡面的某些部位,坡面的径向应力和坡顶面的切向力可转化为拉应力,形成张力带,易形成与坡面平行的拉裂面。,四、滑坡的成因机理,3.与主应力迹线偏转相联系,坡体内最大剪应力迹线由原来的直线变成近似圆弧线,弧的下凹方向朝着临空方向。,4.坡面处由于侧向压力趋于零,实际上处于两向受力状态,而向坡内逐渐变为三向受力状态。,四、滑坡的成因机理,滑坡成因要素,内部结构要素：坡形结构、岩土结构、软弱部位（滑面）等外部环境要素：降水、河流下切、人工开挖、加载等,河流,软弱带,现今河床,古河床,四、滑坡的成因机理,巴东县城主要大型滑坡,黄土坡滑坡全貌,赵树岭滑坡全貌,内部结构要素：坡形地貌条件,巴东县城区滑坡面积与坡度关系(图中 1:F110;2:1050),具有一定坡度,四、滑坡的成因机理,内部结构要素：坡形结构,不同坡体部位,四、滑坡的成因机理,内部结构要素：软弱面（带）滑面（带）,土质滑坡滑面一般呈圆弧型；岩质滑坡滑面受结构面控制，主滑剖面上一般表现为折线。滑带是滑面附近的岩土体在反复滑动或长期蠕滑作用下，形成一定厚度的泥化软弱带；物质多为粉质粘土、含砾粉质粘土、碎石土；厚度薄的数厘米，厚者达数米。,四、滑坡的成因机理,其他内部结构要素,坡体结构：顺向坡、斜交坡、逆向坡岩土体组合形式：均一、软硬二元结构、软硬相间构造结构面发育情况斜坡内部应力,四、滑坡的成因机理,外部环境变化：地下水变动,造成地下水变动的原因：降雨 水库水位升降 灌溉 融水,四、滑坡的成因机理,新滩滑坡发生前后照片,1985年6月12日，长江西陵峡上段兵书宝剑峡出口的北岸、湖北省秭归县龙江区的新滩姜家坡广家一带发生滑坡，面积约为75万m2，总体方量达3000万m3,A3、B3观测点位移与降雨量关系,新滩滑坡地面位移累计曲线,四、滑坡的成因机理,三峡库区三期121个专业监测崩滑灾害点不同工况下稳定性系数均值,暴雨工况下稳定性系数明显低于天然工况；水位高、低对稳定性系数影响视不同滑坡而定；水位升过程对滑坡稳定性有利，水位降过程对滑坡稳定性不利。,四、滑坡的成因机理,2003年7月13日零时20分，湖北省秭归县沙镇溪镇千将坪村二组和四组山体滑坡，滑坡发生于三峡水库135m高程蓄水后二个月后的持续强降雨条件（6月21日7月11日，沙镇溪地区总降雨量为162.7mm）,外部环境变化：切坡,切坡的因素很多，切坡直接改变斜坡体结构，引起应力重分布，并破坏斜坡前缘支撑体，加速斜坡变形：河流下切 人工切坡,四、滑坡的成因机理,巴东城区白岩沟桥西滑坡,修建白岩沟桥人工切坡脚和爆破引发顺层滑坡,老滑坡前部挖方导致滑坡复活（云南元磨高速公路）,外因：坡体加载,坡体加载的方式很多，按加载时间可分为瞬时加载、短期加载和长期加载：瞬时加载：地震动荷载、爆破荷载、冲击荷载 短期加载：降雨、降雪、灌溉等 长期加载：人工建筑荷载、新近滑坡堆积体荷载等 不同加载部位对滑坡稳定性影响不同，前缘加载对稳定性有利，后缘加载不利稳定。,四、滑坡的成因机理,堆填路堤引起滑坡,海石湾滑坡（由堆载、灌水引起）,产生、发展、演化、消亡稳定、失稳、再稳定,蠕动挤压阶段（准备阶段）蠕滑阶段,滑动阶段,剧滑阶段,稳定阶段,周期性的活动特点,滑坡运动的阶段性特征,四、滑坡的成因机理,五、滑坡稳定性分析,自然历史分析法工程地质类比法刚体极限平衡法数值模拟法试验法长期监测法非线性科学方法,从地质构造方面分析 结构面的位置、性质、连通情况，结构面与临空面的关系 斜坡可能破坏的类型、规模等。,自然历史分析法（定性的方法）地质背景 分析影响因素 预测发展趋势,从作用在斜坡上的外力方面分析,五、滑坡稳定性分析,工程地质类比法（半定量的方法）,相似性原则 稳定性 斜坡要素 参数 治理措施,五、滑坡稳定性分析,赤平投影图解法,五、滑坡稳定性分析,刚体极限平衡法假设前提：只考虑破坏面上的极限破坏状态，而不考虑岩土体的变形。即视岩土体为刚体。破坏面上的强度由C、值决定，遵循强度判据。滑体中的压力以正压力和剪应力的形式集中作用于滑面上，均视为集中力。三维问题简化为二维（平面）问题来求解。,五、滑坡稳定性分析,秭归白家包滑坡全貌,滑坡平面图,滑坡主剖面图,剩余推力法,不考虑滑块两侧的摩擦力和滑体自身挤压力,当滑体中存在有地下水时，需要考虑边界上的水压力,五、滑坡稳定性分析,稳定性系数：,安全系数：在岩土体稳定性评价中，由于边界条件、荷载条件、岩土体强度等难以精确确定，通常在设计上考虑上述因素及建筑物重要性而综合确定一经验值。Kc1,五、滑坡稳定性分析,滑带剪切强度参数的确定,滑带剪切强度参数的确定方法有三种-试验法、反演分析法和经验法。在条件许可时，首先考虑反演分析方法，c值按滑坡厚度确定，值用反演分析结果；其次，试样具有代表性，试验结果可靠时，可以将饱和固结快剪值乘0.85-0.9，c值乘0.30-0.4作为设计剪切强度指标；经验值仅作为参考。上述剪切强度均为有效应力状态下的取值。,五、滑坡稳定性分析,数值模拟方法,有限差分法有限单元法边界单元法半解析元法离散单元法,五、滑坡稳定性分析,五、滑坡稳定性分析,FLAC3D,ANSYS,DDA,五、滑坡稳定性分析,滑坡的预测预报位置、规模、类型、运动速度、运动距离、发生时间,空间预测区域性滑坡预测、地段性滑坡预测、场地性滑坡预测时间预报滑坡长期预报、滑坡短期预报、滑坡临滑预报时空耦合预测预报,三峡库区地质灾害预测预报系统框架设计,以预测滑坡的风险为目标！,滑坡空间预测,空间预测：主要是通过滑坡条件分析，确定出对滑坡作用有利的因素组合，根据这些有利因素组合来预测区域上某斜坡段将来产生滑坡的可能性，圈定出可能产生滑坡变形的范围。,空间预测的理论基础工程地质类比法,五、滑坡稳定性分析,预测方法可归纳为：统计学方法、信息量法以及各种确定性模型计算。,预测方法的共同之处：充分考虑各种地质环境因素的叠加作用来评价某特定地质环境中产生滑坡的可能性，以期在研究区圈出相对不安全的“危险区段”。预测结果一般都采用预测分区图的形式来表达。不同之处：预测评价过程中所采用的叠加方式不同而已。,滑坡空间预测,五、滑坡稳定性分析,滑坡空间预测流程,巴东新城区斜坡危险性预测分区,（1）滑坡变形前兆的现象预报法（2）位移时间曲线变化趋势判断法（3）斋滕法和改进的斋滕法（4）统计数学模型 回归模型、灰色理论模型、生物生长模、灾变理论模型等（5）黄金分割法（6）非线性动力学模型预报法（7）声发射等参数预报法,滑坡时间预报,五、滑坡稳定性分析,岩土体蠕变（流变）理论,第1蠕变阶段减速蠕变阶段 减速发展，斜率逐渐减小,第2蠕变阶段稳定蠕变阶段 等速发展，斜率大体不变,第3蠕变阶段加速蠕变阶段 CD段：变形迅速增大，但岩土体尚未破坏 DE段：岩土体变形速率剧增，岩土体很快破坏,五、滑坡稳定性分析,斋滕预报经验公式,五、滑坡稳定性分析,滑坡防治的原则对于正在活动的滑坡，一般的工程布置应避开滑坡，尤其是一些大型滑坡或滑坡群所在地段应是工程避开的地方。当必须进行处理时，首先要查明滑坡发生的原因，了解当前滑坡活动的主要激发因素，从而采取正确的治理措施。处理时，原则上应一次根治彻底，不留后患。对于区域性的国土规划，开展区域性滑坡空间预测工作是减少滑坡灾害的重要前提之一。,六、滑坡的防治,六、滑坡的防治,绕避 削方减载 抗滑桩 锚索 格构护坡 挡土墙 排水 岩土体改良,六字方针挡、排、削、护、改、绕,六、滑坡的防治,削方减载,六、滑坡的防治,抗滑桩,六、滑坡的防治,锚索,六、滑坡的防治,护坡,六、滑坡的防治,挡墙护脚,六、滑坡的防治,排水工程地表排水,六、滑坡的防治,排水工程地下排水,六、滑坡的防治,绿化工程,思考题,1、滑坡和崩塌的相同点和区别？2、河谷侵蚀卸荷作用下，岸坡应力重分布的特点。3、滑坡预测预报的类型和基本理论依据。4、结合实例说明滑坡防治的措施。,The end,