地质灾害防治的理论与实践(黄润秋)ppt课件.ppt
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1、第一讲 第 1 张,地质灾害防治的理论与实践,黄 润 秋,成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,第一讲 第 2 张,内 容,概述 滑坡、边坡灾害的特点岩石高边坡稳定性问题地质灾害治理工程设计地质灾害治理工程的几个关键理论问题分析基于变形理论的地质灾害防治工程设计SlopeCAD简介典型实例,第一讲 第 3 张,概述,我国是一个地质灾害频繁发生的国家,尤其是西南西北地区,特殊的地域环境(青藏高原的东部)和地质条件,致使地质灾害肆虐。据不完全统计,我国仅滑坡、崩塌等崩滑地质灾害所造成的直接经济损失每年就在250亿元人民币以上,并且,随着近年来人类工程活动的深度和广度的不断增加,上述
2、统计数字还在呈加速增长的趋势。,第一讲 第 4 张,复杂的地貌景观,第一讲 第 5 张,活跃的岩石圈动力环境,断裂的强活动性高地震烈度背景高地壳应力环境,第一讲 第 6 张,复杂的场地地质条件,高陡地形条件复杂的构造演化历史及断裂体系多变的岩(土)体结构特征不均匀的地下水赋存状况高地应力环境强烈的河谷下切历史,第一讲 第 7 张,极不均匀的降雨分布,Warm and humid airflow,Dry and cool airflow (northwest monsoon),(Southwest monsoon),第一讲 第 8 张,退化的生态环境,第一讲 第 9 张,西电东送,青藏铁路,西气
3、东输,南水北调,第一讲 第 10 张,地质灾害防治与地质环境保护的主题 ,人类活动正从不同的方面影响着我们居住的岩石圈地壳表层,从而给原本脆弱的地质-生态环境带来巨大的冲击。这种冲击来自于以下几方面的效应: 开挖与堆填效应; 大型水体效应; 生态退化效应; 环境变异效应 。 对这些效应的估计不足或处置(控制或规避)不当,其结果往往导致地质环境的变异,从而反过来作用于人类活动这个主体,导致灾害的发生。这就是“人-地”关系的失调。,概述,第一讲 第 11 张,地质灾害防治与地质环境保护的主题 ,协调“人地”关系,目标和任务 ,社会经济的可持续发展,概述,第一讲 第 12 张,概述,中国东部丘陵,平
4、原地面变形为主,中国北部大兴安岭北段山区和西部青藏高原岩土冻融为主,中国北部内陆高原、盆地沙漠化、盐渍化,中国中部高原,山地斜坡变形为主,第一讲 第 13 张,概述,第一讲 第 14 张,溪口滑坡,位置: 重庆华蓥溪口镇日期: 1989.7.1体积: 1,000,000 m3边坡类型: 反倾+风化壳诱发因素: 暴雨损失:死221人,第一讲 第 15 张,易贡滑坡,易贡乡位于波密县境内念青唐古拉山脉的深切峡谷之中,海拔2200米左右,气候湿润,原始森林茂盛,植被覆盖好。两侧高山海拔5000米以上,冰川发育。,第一讲 第 16 张,2000年4月9日20时05分,西藏自治区波密县易贡乡扎木弄沟发生
5、巨大山体崩滑,约3000万立方米的崩滑体强大的冲击力触发了沟内沉寂多年的松散堆积物,瞬间形成高速-超高速块石碎屑流。,第一讲 第 17 张,这一高速滑坡体以锐不可挡之势,扫荡沟谷两侧山体,在短短的2-3分钟里, 垂直运距近3000米,水平运距约8500米,倾泻于易贡湖出口处,形成了长达4.6km,前缘最宽近3km,高达60m的一道喇叭状的天然“大坝”,堆积方量约3亿米3 。,第一讲 第 18 张,“大坝”使易贡藏布断流,引起易贡湖水上涨,水位日平均涨幅0.95米,最高涨幅达2.37米。至6月10日19时50分,湖水面水位上涨达55.36m,拦蓄水量达30亿米3以上,湖区面积达70平方公里。 此
6、次在易贡乡扎木弄沟暴发的特大型崩塌滑坡,规模之大,速度之快,为国内之最,世界罕见。,第一讲 第 19 张,上涨湖水淹没的村庄,第一讲 第 20 张,第一讲 第 21 张,抢险救灾,开渠疏浚,6月8日6时40分,易贡湖水沿导流明渠开始下泄。流速为2.0米/秒,流量为2.43米3/秒。当日8时50分,泄流顺利通过通麦大桥。但由于上游来水过大,明渠导水有限,导致泄水后62小时内易贡湖水仍持续上涨了5.94米,同时渠尾开始下切,局部出现坍塌。,第一讲 第 22 张,第一讲 第 23 张,云阳滑坡,位置: 云南陨阳日期: 1996.6.1体积: 500,000 m3边坡类型: 缓反倾诱发因素: 暴雨+采
7、矿损失:死300余人,第一讲 第 24 张,岩口滑坡,Yingjiang City,Wujiang River,Site: Yinjiang river, Guizhou Prov.Date: July 18,1996Volume:7,000,000 m3Slope type: SubsequentMans activity: Quarrying at slope foot,位置: 贵州印江日期: 1996.7.18体积: 15,000,000 m3边坡类型: 顺倾诱发因素: 采矿损失:3000人受灾,第一讲 第 25 张,岩口滑坡,第一讲 第 26 张,Rockfill dam,70m,Ca
8、pacity:60,000,000m3,第一讲 第 27 张,沙冲路滑坡,位置: 贵州贵阳日期: 1996.12.4体积: 20,000 m3边坡类型: 顺倾诱发因素: 修路切坡损失:死38人,第一讲 第 28 张,公路边坡、滑坡,九十年代以来,随着我国经济建设的发展和西大开发战略的实施,高等级公路得到了飞速的发展,联通全国主要大中城市的“五纵七横”国家高速公路网正在形成;西部地区长达1.5万公里的高等级公路也正在加紧建设之中。大量的高等级公路要穿越地形条件复杂的山区,尤其是西部地区的高等级公路。实际上,在我国已修建的山区高等级公路中,几乎是“无路不坍、无路不垮”,特别是在雨季,公路的坍方、滑
9、坡等地质灾害更为普遍。 可见,地质灾害的防治已成为我国山区高等级公路建设中的重大工程问题。,满洲里,哈尔滨,乌鲁木齐,呼和浩特,二连浩特,北京,沈阳,长春,丹东,大连,青岛,连云港,济南,徐州,淮阴,上海,宁波,南昌,台北,长沙,衡阳,南宁,海口,香港,澳门,广州,韶关,同江,绥芬河,厦门,高雄,昆明,霍尔果斯,格尔木,拉萨,瑞丽,河口,友谊关,北海,湛江,桂林,西安,重庆,银川,太原,石家庄,天津,烟台,西宁,兰州,成都,珲春,三亚,唐山,国道主干线,南京,合肥,武汉,郑州,杭州,福州,贵阳,珠海,深圳,第一讲 第 30 张,公路滑坡,第一讲 第 31 张,公路滑坡,照片 108过境段K10
10、边坡锚索破坏,第一讲 第 32 张,照片 广南K28右下边坡挡墙错位,照片 广南K28边坡基坑中近水平擦痕,公路滑坡,第一讲 第 33 张,三峡工程,DAM,FENGJIE,CHONGQING,Beijing,三峡库区地质问题远比坝区复杂,库区存在近1500个较为重要滑坡、崩塌,如重庆、丰都、忠县、开县、万县、云阳、奉节、巫山、巴东、秭归和兴山等迁建城镇不同程度地受到地质灾害的威胁。今后遇到的重大问题往往是不良地质条件所致。,第一讲 第 35 张,三峡库区的地质灾害可划分为三大阶段:1993年以前,主要以自然地质灾害为主,包括人为工程活动;19932003年,由于大规模的移民迁建,出现了大量的
11、高陡边坡和大量的人工弃碴,特别是为数不少的自然滑坡被切脚或拦腰斩断,促使了滑坡的进一步失稳;2003年以后,特别是20032009年期间,库水位将由135m上升至175m,加上第三期60万移民迁建安置,滑坡等灾害形成高潮,这一过程将延续到2020年以后。,三峡工程,黄土坡滑坡,二道沟、三道沟滑坡 1995年6月10日发生的二道沟(平湖路)滑坡(4.6万m3),从勘查、治理获取的资料分析,系地下水排泄不畅,形成的小型浅层滑坡。1995年10月29日发生的三道沟滑坡(12.8万m3),从勘查获取的资料分析,系冲刷陡岸在江水位迅速下降情况下形成的小型浅层滑坡。,鸡冠岭滑坡1994.4.30,地质灾害
12、发生的频率越来越高,损失也越来越大,我们应认真应对可能出现的各种灾害,对已查明的地质灾害应抓紧治理。,朱镕基总理关于三峡库区地质灾害防治工程项目建设的指示精神是 “快调查、快规划、快立项、快实施” 。确保人们生命财产的安全。在这些灾害中,尤其以滑坡、高边坡为主。,第一讲 第 42 张,Landslide Overview Map of the Conterminous United States-reproduced from U.S. Geological Survey Open-file Report 97-289. Different colors denote areas of var
13、ying landslide occurrence and susceptibility.,第一讲 第 43 张,国外灾害,Slide Mountain, Nevada-Boulders partially bury a house from a debris flow triggered by rapid snowmelt in late May 1983. The rapidly moving debris flow emerged from a canyon and killed one person, injured several others, destroyed or sever
14、ely damaged five homes, and buried a highway. A map delineating geological hazards in this area prepared a decade earlier by the USGS in cooperation with the Nevada Bureau of Mines and Geology identified the hazard zone that was partially inundated by this debris flow. Photograph by U.S. Geological
15、Survey.,第一讲 第 44 张,第一讲 第 45 张,国外灾害,The 1983 Thistle landslide at Thistle, Utah-This landslide began moving in the spring of 1983 in response to groundwater buildup from heavy rains the previous September and the melting of deep snowpack for the winter of 1982-83. Within a few weeks the landslide dam
16、med the Spanish Fork River, obliterating U.S. Highway 6 and the main line of the Denver and Rio Grande Western Railroad. The town of Thistle was inundated under the floodwaters rising behind the landslide dam. Total costs (direct and indirect) incurred by this landslide exceeded $400 million, the mo
17、st costly single landslide event in U.S. history. Photograph by R.L. Schuster, U.S. Geological Survey.,第一讲 第 46 张,第一讲 第 47 张,国外灾害,Slide 10.-Sinkhole at Winter Park Florida-Sinkholes, although not classified as landslides, are another form of ground subsidence that can happen catastrophically. This s
18、inkhole occurred in 1981, in the time span of one day. The city of Winter Park stabilized and sealed the sinkhole, converting it into an urban lake. This form of subsidence occurs when carbonate layers that lie below the surface dissolve. When the weight of the overlying ground becomes too great, or
19、 the dissolved area too large, the surface collapses into the void. These features occur in what is known as karst topography which is common in Florida, Kentucky, Missouri, Pennsylvania, and Tennessee and also occurs in many other places around the world. Photograph by A. S. Navoy.,第一讲 第 48 张,第一讲 第
20、 49 张,国外灾害,A landslide near McClure Pass, Colorado, in 1994-This area of the Rocky Mountains has chronic problems where roads cross landslide areas. The State has found that the best solution in this case, is to repair the road as it becomes damaged. This car plunged into the landslide in the middle
21、 of the night, after the landslide occurred. Fortunately, no one was injured. Photograph by Terry Taylor, Colorado State Patrol.,第一讲 第 50 张,第一讲 第 51 张,内 容,概述 滑坡、边坡灾害的特点及稳定性评价岩石高边坡稳定性问题地质灾害治理工程设计地质灾害治理工程的几个关键理论问题分析基于变形理论的地质灾害防治工程设计SlopeCAD简介典型实例,第一讲 第 52 张,滑坡灾害的特点,1.1、基本概念 滑坡,斜坡上岩、土体以各种方式顺坡向下的运动,统称为滑
22、坡;滑坡是地表起伏不平的地形形成过程中经常发生的一种地质作用。由于人类工程经济活动对地表地形的改造已经超过了自然营力,人为活动引起的滑坡的数量已大大超过自然产生的滑坡(大约70%的滑坡是人为因素引起的)。,滑坡灾害 滑坡作用对人民生命财产和国家经济建设事业造成的危害被称为滑坡灾害,前者为致灾作用,后者为受灾对象。,1,B,A,19,A,5,16,B,18,17,12,15,14,20,10,11,19,6,3,4,7,8,9,2,(1)冠;(2)主断壁;(3)顶;(4)头;(5)次断壁;,(12) 滑覆面,(15)加积带,(16)减损坳陷,(17)减损体,(18)加积体,(19)侧翼,(20)
23、原始地面,(14)减损带,(13)滑移体,(10)破坏面;(11)破坏面趾,(6)主滑体;(7)足;(8)趾尖;(9) 趾,1.2.1、滑坡的表面形态及结构,B,A,A,B,1,3,4,5,6,7,2,1.2.2 滑坡的度量,第一讲 第 55 张,活动滑坡(1),暂停滑坡(2),复活滑坡(3),静止滑坡(5-8),1,2,3,1.2.3 滑坡的运动特征,1.2 滑坡的基本特征,第一讲 第 56 张,5,6,7,8,1.2 滑坡的基本特征,1.2.3 滑坡的运动特征,第一讲 第 57 张,(1) 前进(延)(2) 后退(延)(3) 扩大(4) 缩小,1,2,1,1,2,2,3,1,2,1,2,4
24、,1.2 滑坡的基本特征,1.2.4滑坡的滑动扩展方式,第一讲 第 58 张,1.2.4滑坡的滑动扩展方式,(5) 约束(6) 迁移的(7) 展宽的,5,1,6,2,7,1,2,1.2 滑坡的基本特征,第一讲 第 59 张,1.2.5滑坡的类型,(1) 崩塌,(2) 倾倒,1,1.2 滑坡的基本特征,第一讲 第 60 张,1.2.5滑坡的类型,(3) 滑动,(5) 流动,(4)扩离,1.2 滑坡的基本特征,第一讲 第 61 张,1.3.1地质条件塑性软弱材料 敏感材料 湿陷性材料风化材料 受剪力破坏材料节理或裂隙材料 岩体不连续面(层理面、片理面、劈理面)的不利定向构造不连续面(断层面、不整合
25、面、挠曲层间错动面及沉积接触面)的不利定向渗透性差异及其对地下水的影响刚性差异(刚性、致密材料下伏塑性材料),1.3 与滑坡成因有关的因素,第一讲 第 62 张,1.3.2地貌条件构造上隆 火山上隆 冰川消融回弹流水侵蚀坡趾 波浪侵蚀坡趾 冰川侵蚀坡趾 侵蚀侧边界 潜蚀(溶解或管涌斜坡上或其顶部沉积加载 植被的去除(侵蚀、森林火灾或干旱),1.3 与滑坡成因有关的因素,第一讲 第 63 张,1.3. 3自然作用,1.3 与滑坡成因有关的因素,强烈短期降雨 积雪快速融化 长时间强降水 洪水、高潮后或天然坝溃决引起的水位迅速消落 地震 火山爆发 火山口湖溃决 多年冻结融化 冻融风化 膨胀土的膨胀风
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