环境地质学分论--滑坡选编课件.ppt
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1、环境地质学分论 若干地质环境问题的论述,滑 坡,环境地质学分论 若干地质环境问题的论述,洒勒山大滑坡位于甘肃省东乡族自治区的洒勒山。1983年3月7日发生,仅数十秒就使3个村庄荡然无存,死237人,伤22人,压死牲畜数百头,大牲畜仅存4头。滑下岩土近4亿立方米,使一个水库被填,一个水库进水渠道被淤,三千亩农田被毁。该滑坡滑动速度之快、规模之大、灾害之重,在中外滑坡史上均为罕见。,洒勒山滑坡全貌,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
2、航12天,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,本章主要内容,一、滑坡相关的基本概念、滑坡分类,二、我国滑坡灾害的发育情况,三、滑坡的成因机理,四、滑坡的稳定性分析,五、滑坡的预测预报,滑坡,六、滑坡防治,一、滑坡相关的基本概念、滑坡分类,滑坡:凡岩土体在重力作用下依附于其自身软弱结构面(带)作水平位移分量较大的斜坡移动现象,包括其过程和结果,可视其为滑坡。滑坡学晏同珍,滑坡的形态,滑坡侧壁,1,2,3,4,5,6,7,9,8,10,滑坡洼地和滑坡湖,鼓丘和土垄,滑坡台阶,滑坡后壁,滑坡床,滑动面,滑坡周界,滑坡体,滑坡舌,1、滑坡体:由于滑坡运动从边坡的原始位置滑移了
3、的所有物质,2、滑坡床:滑坡体以下的未扰动体,3、滑坡面:滑坡体沿未扰动体下滑的分界面,4、滑坡周界:滑坡体和周围未扰动体在平面上的分界线,5、滑坡后壁:滑坡上缘由于滑坡体脱离未扰动体而形成的陡壁,6、滑坡侧壁:滑坡体滑动时两侧露出的滑床部分,7、滑坡台阶:由于上下各段滑动的速度差异,在滑坡体上形成台阶状的错台,8、滑坡舌:滑坡体趾部形如舌状的部分,9、滑坡洼地和滑坡湖:滑坡体脱离滑坡壁形成沟槽洼地,当有地下水或降水补给积水成潭时又称为滑坡湖,10、鼓丘和土垄:滑坡体前缘因受阻而隆起的小丘,滑坡裂缝:滑坡体在滑动过程中各部位受力性质和移动速度不同,受力不均匀而产生的力学性质不同的各种裂缝。,滑
4、坡各形态要素的发育特征,(一)平面形态特征,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,a.圆弧形;b.平面形;c、d.折线形;e.软岩挤出形,(二)纵断面特征,复合形纵断面形态,(三)滑坡后部和前部形态特征,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,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,(四)滑坡的横断面特征,3、滑坡的识别,识别方法,航片解译、地面调查、勘探 面线点,滑坡形态的野外识别标志,(2)地质构造方面:滑体上产生小型褶曲和断裂现象滑体结构松散、破
5、碎,圈椅状地貌、双沟同源,(1)地形地貌方面崩塌山体坡度为55以上,且高差大(大于30m),坡体成孤立山嘴、山峰或凹形陡坡。滑坡在斜坡上常成环谷(如圈椅、马蹄状地形)地貌,或斜坡上出现异常台坎及斜坡坡脚侵占河床(如河床凹岸反而稍微突出)。,(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),(5)滑动面的鉴别,滑面:滑坡底部的滑裂剪切面,通常为滑体与滑床之间的分隔面。当滑面附近存在一定厚度的错动泥化层时,称为滑带。斜坡中存在剪应力,当剪应力的强度超过岩土的抗剪强度时,岩土体剪切破坏,当剪切破坏面贯穿斜坡时,即发生滑坡
6、。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。,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。,滑坡滑面(带)的识别标志,1.滑带物质成分:滑带一般表现出颜色的差异、成分的差异、结构的差异、物理力学性质的差异。2.擦痕、镜面:滑带的顶、底或中间发育磨擦镜面、擦痕,这是一般滑坡滑面的共同特征。在钻孔、探井及探洞中要注意寻找擦镜面、擦痕的证据。,滑带,滑坡的分类,1、按滑坡的动力学特征分类(巴甫洛夫,1903),推动式滑坡:由于斜坡上部张开裂隙发育或因施加荷载,引起上部失稳而推动下部滑动。,(b)牵引式滑坡:首先是下部滑动,然后逐渐
7、向上扩展,引起由下而上的滑动,往往发生在坡脚被掏空的滑坡。,(c)混合式滑坡:始滑部位上下结合,共同作用;在实际工程中较为常见。,(d)平移式滑坡:滑动面一般较平缓,始滑部位分布于滑动面的许多点,这些点同时移动,逐渐连接形成统一滑面。,2、按滑动面与层面的关系分类,(a)均质滑坡:发生在同一岩性的岩体或土体中的滑坡,滑动面不受层面的控制,而是决定于斜坡的应力状态和岩土体的抗剪强度,滑面常呈圆弧形或其他曲面。,(b)顺层滑坡:沿着岩层层面或平行层面的裂隙面发生滑动,特别是有软弱岩层存在时,易成为滑面。,(c)切层滑坡:滑移面切过岩层面而发生的滑坡。此类滑坡受结构面组合,裂隙和软弱夹层的控制。,3
8、、按组成滑坡的主要物质成分分类,堆积层滑坡:发生在各种松散堆积层中;多出现在河谷缓坡地带、坡积及其他重力堆积层中;诱发因素往往与地表水、地下水有关;滑面多为下伏的基岩顶面、不同成因的堆积物接触面、堆积层本身的松散层面。,(b)黄土滑坡:发生在黄土层中的滑坡。常与黄土固有的垂直裂隙及黄土的湿陷性有关;多见于河谷两岸高阶地的前缘斜坡上。,(c)黏土滑坡:发生在均质或非均质黏土层中的滑坡。滑面多呈圆弧形;滑带常呈软塑状。,(d)基岩滑坡:发生在各种基岩岩层中的滑坡。多沿岩层层面、裂隙面、断层面或其他构造软弱面滑动。,4、按滑坡形成时间分类,(a)新滑坡:易发生在处于河谷发育时期的沟谷中;形态特征明显
9、;具活动性。,(b)老滑坡:生在全新世以后发生,现未活动的滑坡;形态较清晰。,(c)古滑坡:发生在全新世以前的;形态受改造;不易复活。,PS:全新世(Holocene)是最年轻的地质年代,从11700年前开始。根据传统的地质学观点,全新世一直持续至今,但也有人提出工业革命后应该另分为人类世。,5、按滑动面深度分类,(a)浅层滑坡:,(b)中层滑坡:,(c)深层滑坡:,(d)超深层滑坡:,滑动面最大深度,小于6m,620m:,2050m,大于50m,6、按滑坡体规模大小,(a)小型滑坡:,(b)中型滑坡:,(c)大型滑坡:,(d)巨型滑坡:,滑坡体体积,小于 1105 m3,1105 m3 11
10、06 m3,1106 m3 1107 m3,大于 1107 m3,滑 坡 分 类,二、我国滑坡灾害的发育情况,我国滑坡灾害的四大特点,分布广泛,危害严重,规模巨大,分布不均,该区位于青藏高原东部边缘地带,属怒江、澜沧江、金沙江、雅砻江、大渡河等流域。,(1)横断山、川黔滇山地滑坡强发育区,本区特征:多高山峡谷,地形陡峻,高差达1500-2500m以上气候变化异常,属暴雨多发区。所以,在一些大型沟谷中,常发育由上下游崩塌-滑坡-泥石流连为一体的不稳定山体和谷底堆积区。其数量、规模及密度居全国之首。尤其是60年代以来,山区铁路、公路建设给天然状态下的滑坡、泥石流活动又增添了新的活力。,(2)雅鲁藏
11、布江下游地区滑坡强发育区特征:它是全球大陆河谷下切最深,地势高差最大的高山地带。河谷区湿热多雨,年平均降雨量达2500mm以上。山地海拔4600m以上为终年积雪的高山冰雪带,构造上恰好处于印度板块碰撞带-雅鲁藏布江缝合带展布范围,地壳新构造活动强烈。基岩裸露,岩石极端碎,地形复杂异常。历史地震活动频率高,强度大。该区的自然地质环境和气候条件,对山体滑坡、崩塌、泥石流的发育提供了充足的物质来源和强大的动力条件。,(3)秦巴山地滑坡强发育区特征:地质条件较复杂,新构造活动以断块式抬升为主,基岩裸露,山势陡峻。年平均降雨量1000-1200mm,且常有暴雨发生,日最大降雨量个别年份达300mm以上。
12、特别是某些变质的千枚岩、片岩带、硬岩与软岩互层或软弱夹层结构发育的山体斜坡带稳定性较差,滑坡多有发生。,(4)黄河中上游地区滑坡中强发育区特征:伴随第四纪以来青藏高原的隆起和秦岭地块的不断抬升,河谷侵蚀加剧,地形陡峻,山高谷深,当地侵蚀基准面与山原面高差达1000-1500m。尤其大面积黄土覆盖的第三纪红色地层分布区、沟壑纵横,坡陡谷深,气候干旱,雨量集中,时有暴雨发生。,(5)汾渭谷地边缘带及陕西黄土高原区滑坡中强发育区特征:黄土滑坡分布广泛。由于黄土区坡高,地形陡峭,土体中节理裂隙发育,在暴雨或连续降雨期,斜坡稳定性显著降低,滑坡、崩塌活动极其频繁。,(6)长江中上游地区滑坡中强发育区特征
13、:河流侵蚀下切作用强烈,多形成高山峡谷地貌。滑坡、崩塌、泥石流多发育于长江干流和支流河谷区。在长江三峡工程库区690 km2的岸坡带,发育较大型滑坡、崩塌和斜坡变形体263处,据四川省统计,1981-1985年五年间,一次暴雨激发崩塌、滑坡达1000处以上的县有28个。,三、滑坡的成因机理,1、斜坡的重分布应力分布特征,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。,最大主应力色谱图,斜坡的稳定性可通过抗滑力与下滑力的相对大小来评价。,滑坡的形成可通过斜坡的受力状况来解释。,抗滑力,下滑力,2、滑坡的力学成因,3、形成滑坡的
14、主要因素,内在因素,(1)岩土类型及性质决定抗滑力的根本因素坡形相同的情况下:坚硬岩石斜坡半坚硬岩石松散土坡沉积岩:层理软弱夹层岩浆岩:原生节理发育,与岩石强度和风化作用有关变质岩:由于矿物成分的差异导致工程地质性质的差异,所以滑坡往往集中在某些特定的岩层中易滑岩组,如:西北的黄土分布地区、成都平原地区的成都粘土层、四川盆地的红层地区(砂、泥岩互层)、青海、甘肃地区的第三系地层(半成岩的砂、泥岩),川西北、陕南和甘南浅变质岩地区(主要是千枚岩分布地区)。,我国易滑坡地层汇总表,(2)地质结构(岩体结构及地质构造)结构面结构面的产状、力学性质、规模沉积岩地区:特大型的滑坡主要与层面构造有关;在褶
15、皱的两翼部位,结构面往往形成上陡下缓的勺形;沿着大的构造断裂带,滑坡往往呈带状分布,坡形结构,侧压力较小,侧压力较大有利稳定,拉张侧压力不利稳定,不同坡体部位,坡体结构:按结构面的产状与临空面的关系,可分为:(1)平迭坡:主要软弱结构面为水平的(2)逆向坡:主要软弱结构面的倾向与坡面的倾向相反(3)顺向坡:主要软弱结构面的倾向与坡面的倾向一致 时,稳定性最差,极易发生顺层滑坡 时,稳定性较好(4)斜交坡:主要软弱结构面与坡面成斜交关系。其交角越小,稳定性就越差。(5)横交坡:主要软弱结构面的走向与坡面走向近于垂直,稳定性较好,很少发生大规模的滑坡。,内部结构要素:软弱面(带)滑面(带),土质滑
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