崩塌地质灾害(精减版).ppt

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1、第三章 崩塌调查评价,2007年7月28日晚上11点，北川羌族自治县白什乡后山发生大规模崩塌，大约有40万立方米山体崩塌，造成山谷中白水河淤塞，崩塌造成三个自然村1700多名村民外出困难,崩塌是指斜坡上的岩土体在重力的作用下,以滚动、跳跃、坠落等方式运动的过程。,第一节崩塌的形成条件1、岩性条件,岩性坚硬的各类岩浆岩、变质岩及沉积岩类的碳酸盐岩、石英砂岩、砂砾岩、初具成岩性的石质黄土、结构密实的黄土等形成规模较大的崩塌页岩、泥灰岩等互层岩石及松散土层等往往以小型坠落和剥落为主。,宝成线宝鸡上西坝近100处崩塌点统计，坚硬岩更易发生崩塌。,2、地质构造,各种构造面，如节理、裂隙面、岩层界面、断层

2、等，对坡体的切割、分离，为崩塌的形成提供脱离母体（山体）的边界条件。如:坡体中裂隙越发育，越易产生崩塌，与坡体延伸方向近于平行的陡倾构造面，最有利于崩塌的形成。,3、地形地貌,江、河、湖（水库）、沟的岸坡及各种山坡、铁路、公路边坡、工程建筑物边坡及其各类人工边坡都是有利崩塌产生的地貌部位，坡度大于45的高陡斜坡、孤立山嘴或凹形陡坡均为崩塌形成的有利地形。,据对宝成线风州段统计，约75.4%的崩塌发生在大于45的陡坡。,4、地震,地震引起坡体晃动，坡坏坡体平衡，从而诱发崩塌。一般烈度大于7度以上的地震都会诱发大量崩塌。,5、水,融雪、降雨特别是大雨、暴雨和长时间的连续降雨，使地表水渗入坡体，软化

3、岩、土及其中软弱面，产生孔隙水压力等，从而诱发崩塌。地表水的冲刷、浸泡。河流等地表水体不断地冲刷坡脚或浸泡坡脚、削弱坡体支撑或软化岩、土，降低坡体强度，也能诱发崩塌。,重大斜坡灾害成灾频次月变化,斜坡灾害多发生于6-9月间，这也和我国的季风性气候降雨分布相近,6、不合理的人类活动,如开挖坡脚、地下采空、水库蓄水、泄水等改变坡体原始平衡状态的人类活动，都会诱发崩塌活动。,、按崩塌起始运动形式,倾倒式崩塌滑移式崩塌错断式崩塌鼓胀式崩塌拉裂式崩塌,第三节崩塌类型,倾倒式:以陡倾角或垂直节理,柱状节理,直立岩层面的板岩、片岩、石灰岩等岩石组成的斜坡,在长期自重应力作用下,常产生向临空方向的弯曲倾倒破坏

4、。以坡脚的某一点为支点发生转动性倾倒,陕西洛川来望村黄土柱状节理,滑移式:厚层脆性岩石,如石灰岩、砂岩、石英岩等常在斜坡前缘形成倾向临空面结构面,可能组合成各种形状,如板状、楔形等,在重力及静水压力、动水压力作用下产生滑移-崩塌(,鼓胀式:坚硬岩石下有较厚软岩层(如页岩)的斜坡,上部为陡倾角节理,下部为近水平的结构面,在重力和水的软化作用下,下部软岩受垂直挤压,引起鼓胀,伴有下沉,引起滑移、倾斜,拉裂式:上部突出的悬崖岩层以悬臂梁形式突出,常见于软硬相间岩层。多为风化裂隙及重力拉张裂隙破坏,在重力及外营力作用下发生坠落。平缓、软硬相间的层状岩体多以坠落为主,错断式:垂直裂隙发育,通常无倾向临空

5、面的结构面,通过岩体的自重引起剪切力,产生错断,、按崩塌体规模体积分类特大型 100104 m3 大型 100104 m3 25104 m3 中型 25104 m3 1104 m3 小型 1104 m3,、按崩塌体的物质组成产生在土体中的，称为土崩产生在岩体中的，称为岩崩当岩崩的规模巨大，涉及到山体者，又俗称山崩当崩塌产生在河流、湖泊或海岸上时，称为岸崩。,第二节崩塌的特点,特点:发生在高陡边坡的坡肩部位质点位移SySx,在垂直方向运动为主无依附面,飞跃而下,其运动形式主要为跳跃、滚动和弹跳，规律复杂爆发突然其动能形式为:E=/mv+/,I-转动惯量,-角速度,第三节崩塌调查评价要点及方法,一

6、、崩塌调查的内容及技术方法,崩塌调查内容,地质环境调查 崩塌地质体调查 调查陡崖的形态、岩性组合、岩体结构、结构面性状、危岩体被裂隙切割的程度、基座变形情况，调查危岩的形态、类型、规模及崩塌影响范围，可按滑坡防治工程勘察规范（DZ/T0218-2006）及相关规范的要求。,崩塌灾害调查要求,对县城、村镇、矿山、重要公共基础设施以及崩塌灾害高发区的所有居民点须进行现场崩塌调查。崩塌灾害野外调查须采用以实地量测为主的调查方法。崩塌调查点应实测代表性剖面线，并进行拍照、录像或绘制素描图。调查填卡记录须逐一填写，不得遗漏泥石流灾害要素。应调查崩塌及崩塌堆积体造成的灾害损失，分析预测崩塌堆积体失稳可能造

7、成灾害的影响范围，圈定危险区，确定受威胁对象，预测损失程度。,每千平方公里基本工作量表(1:50000),重点调查区应采用点、线、面相结合，以遥感和野外调查结合的方式进行。调查点数不应少于1点/km2，观测路线间距15km。对重大灾害隐患点进行大比例尺地面和剖面测绘，辅以必要的物探、钻探、山地工程等验证。一般调查区可采用遥感调查和线路核实调查为主的方式进行。野外线路核实调查点数不应少于遥感解译总数的80%，核查路线间距宜为510km。对危及县城、集镇、重要公共基础设施安全的灾害点须全部核查，并进行大比例尺剖面测绘。,主要调查方法遥感图像解译地质测绘地球物理勘探钻探山地工程室内试验及现场试验、模

8、型试验和模拟试验等动态监测,、遥感解译（）遥感解译的具体要求：区域性解译采用1:50,0001:67,000的航片，对于崩塌(危岩)体，选用大比例尺(1:100001:1000)航片。主要采用TM/ETM 和高分辨率（SPOT-5、IKONOS、Quick Bird等）卫星或航空数据资料作为主要遥感信息源一般采用常规的目视解译，尽可能对航片、卫片进行光学处理和数字处理，以突出有效信息，提高解译水平和效果。结合勘查进行解译验证，建立起较准确的解译标志。解译灾害地质图（：）、解译报告等。,（）解译内容：地貌解译划分区内不同的地貌单元，确定地貌形态、成因类型、微地貌分布及发育特征；确定地貌与地质构造

9、、地层岩性及工程地质条件之间的关系；确定崩塌体产出的地貌单元，分析判断崩塌与地貌的关系。岩性解译划分岩土体的类型及其分布范围，重点解译崩塌体产出的地层岩性特征。构造解译确定区内地质构造轮廓和主要构造形迹，包括褶皱、断层和浅埋的线性体的分布和规模，解译崩塌与构造的关系。,水文解译水文地质现象和水文地质条件，重点解译地表水、地下水对崩塌的产生，崩塌堆积体的稳定性的作用及影响。圈定地表水体分布范围、了解水系发育特征。初步分析地下水的补、径、排及地表水与地下水的转换特征。人类工程经济活动解译范围、规模，分析其与崩塌灾害的关系。崩塌危岩体解译已崩塌岩体边界、厚度、体积、形成机制和类型；危岩体将来发生崩塌

10、的体积、范围、方位、运移距离、成灾范围、派生灾害、初步进行灾情评估,地质测绘 基本要求：初勘为1:10,0001:1,000；详勘及可行性阶段为1:2,000 1:500测绘范围:范围应为其初步判断长宽的1.53倍.测绘精度，实测地质体的最小尺寸为相应图上的2mm。地质点位与地质界线误差，不超过相应比例尺图上的2mm正式测绘前，首先测制代表性地层剖面，建立典型的地层岩性柱状图和标志层，确定填图单元测绘方法采用穿越和追索相结合观测点的间距为2cm,测绘内容岩体工程地质测绘：查明区内岩体的地层层序、地质时代、成因类型、岩性岩相特征和接触关系等。土体工程地质测绘鉴别土的颜色、颗粒组成、矿物成分、结构

11、构造、密实程度和含水状况；确定土体的结构特征；确定土体的成因类型和地质年代。地貌和斜坡结构调查微地貌的组合特征、过渡关系及相对时代；重点调查崩塌体产生的地貌单元，侧重于沟谷地貌和斜坡地貌的调查。,地质构造调查测区构造轮廓，构造运动的性质和时代，各种构造形迹的特点、主要构造线的展布方向等。新构造运动、现今构造活动性和地震调研新构造运动和地震、地震烈度区划、场地地震烈度等，应以收集地震资料为准。水文地质调查岩石风化调查人类工程经济活动调查崩塌危岩体的调查相关环境地质体的调查,地球物理勘探常用物探方法及其解决的问题,、钻探,（）钻孔应符合下列技术要求：一般性钻孔深度应穿过崩塌体底面35m，控制性钻孔

12、应深入稳定地层以下510 m。钻孔口径110mm，采取原状岩土样的钻孔口径130mm。在遇滑带或软层时，宜采用无水钻进，每回次钻进不超过0.5m，岩芯采取率应达到70%以上，钻孔斜度偏差应控制在2之内。,（）钻探的应用范围查明崩塌(危岩体)岩土体的岩性、地质构造、岩土体结构、断层、褶皱、节理、破碎带、软夹层、风化带、岩溶、崩塌体的边界、裂缝、崩塌体的底界、崩滑带、和崩塌体的形态特征及规模。查明崩塌堆积体的厚度、结构、形体特征和崩积床的形态、地质构成与崩积体的界面特征。探查崩塌体(危岩体)和崩塌堆积体的水文地质条件、地下水水位，获取地下水水样。,探测隐伏裂缝和地表裂缝及其深度、发育特征、充填情况

13、、充水情况及连通情况。钻孔取样进行室内岩土体物理力学试验，水文地质野外测试(钻孔压水、抽水、注水、扩散试验等)和长期观测，确定水文地质参数及查证崩滑带位置及特征。验证物探成果，提高其成果的准确性。崩塌变形长期监测(采用钻孔倾斜仪等)和施工期变形监测。,5、山地工程,以探槽和浅井为主，应配合野外调查进行。对危及县城、村镇、矿山、重要公共基础设施、主要居民点的地质灾害点，应布置适量山地工程工作量探槽、浅井的深度分别为小于米、米对探槽、浅井揭露的地质现象都须及时进行详细编录和制作大比例尺（一般为1：201：100）的展视图或剖面图，内容包括：地层岩性界线、结构、构造特征、水文地质与工程地质特征、取样

14、位置等，对重要地段（滑面带等）须进行拍照或录象。,、测试与试验,测试项目 岩、土体物理力学性质试验、室内岩石物理力学性质测试指标包括：密度、天然重度、干重度、孔隙率、孔隙比、吸水率、饱和吸水率、抗剪强度、弹性模量、泊松比、单轴抗压。、室内土的物理力学性质测试指标包括：密度、天然重度、干重度、天然含水量、孔隙比、饱和度，颗粒成份、压缩系数、凝聚力、内摩擦角。粘性土应增测塑性指标(塑限、液限、计算塑性指数、液性指数和含水比)、无侧限抗压强度等。砂土应增测最大干密度、最小干密度、颗粒不均匀系数、相对密度、渗透系数等。裂缝充填物矿物成份及含量分析崩塌堆积体的年龄测定,、动态监测动态监测的任务查明崩塌体

15、正在变形破坏的主要块体、主要部位、主要破坏方式(如倾倒、滑移、转动、下沉、张开等)、主要变形方向和变形速率。分析研究监测资料的，进一步认识崩滑体的形体特征(如滑面形态、活动块体边界、底界等)，分析其变形规律及发展趋势、形成机制，分析评价崩榻体的稳定性和论证防治工程设计。监测崩塌相关成灾因素(如降雨、地表水、地下水和人类活动等)及其强度，分析评价它们对崩场体稳定性的影响。,监测内容、监测方法1.绝对位移监测监测崩测体测点的三维座标，得出测点的三维变形位移率、位移方位与位移速率，可分为地表和地下监测。(1)大地测量法(2)GPS(全球定位系统)测量法(3)近景摄影测量法、相对位移监测设点量测崩滑体

16、重点变形部位点与点之间相对位移变化(张开、闭合、下沉、拾升或错动等)，主要用于裂缝、崩滑带和采空区顶。,3.倾斜监测4.声发射监测：5.地应力观测6.地下水监测7.地表水监测8.常规气象监测9.地震监测10.人类活动监测,二.崩塌地质灾害危险性评估,1、现状评估,（1）掌握崩塌区的地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件。,（2）查明斜坡特征，包括：1）斜坡地层岩性、产状；2）断裂、裂隙发育特征；3）软弱夹层岩性与产状；4）风化残坡积层岩性、厚度；5）坡度、坡向、地层倾向与斜坡坡向的组合关系。,（3）基本查明诱发因素。1）调查斜坡周围，特别是斜坡上部暴雨、地表水渗入或地下水对斜坡的影响；2）

17、人类活动对斜坡破坏情况；3）对可能构成崩塌结构面的边界、坡体异常情况作调查分析，以判断崩塌稳定性。,（4）查明崩塌危岩体的位置、规模、可能失稳条件、危害范围及损失,2、崩塌灾害预评估,崩塌稳定性评价危险性分析,地质历史分析法刚体极限平衡法数值模拟法地质力学模拟试验法长期监测法,崩塌稳定性评价方法,岩体稳定结构分析法 结构面之间、结构面与临空面之间的组合关系，判定不稳定块体可能移动的方向和破坏方式。结构分析法主要采用图解分析法。包括摩擦圆法、赤平极射投影法、平面投影法和实体比例投影法等。工程地质类比分析法 依据相似性原则，根据发生过的崩滑的地质体，分析潜在崩塌体的稳定性。类比的相似性原则：崩滑体

18、岩体性质、主控结构面、岩土体结构、斜坡结构和崩滑体介质结构条件等的相似性。崩滑体赋存条件的相似性。动力因素的相似性。发育阶段的相似性等。,地质历史分析法,变形史分析法 依据崩塌发育规律中的发生周期性和阶段性特征，追溯潜在崩塌体的变形发育史，判定其现今所处阶段，进而分析其稳定性。地质综合分析 对潜在崩滑体的形体特征、地质构成、成灾条件、成灾动力、成灾因素、成灾机理、变形破坏形式和特征、失稳条件和机制等进行全面系统地整理、归纳，进而评价崩塌体现阶段的稳定性，并预测其发展趋势、评价其失稳的必要条件、相关因素、失稳的可能性和失稳的规模、方式、方向，预测失稳的时间。,稳定系数（F）:用来指示斜坡失稳的可

19、能性。从理论上讲，稳定系数大于1时，斜坡才能保持稳定，数值越高，稳定程度越高；小于1时，斜坡就会失稳滑动。,极限平衡法,倾倒式崩塌破坏稳定性计算,倾倒式崩塌失稳方式主要以A点为转点发生转动。在稳定性计算时，应考虑各种可能附加力的最不利组合。如雨季，应考虑静水压力；当地震烈度超过7度时，还应考虑地震力。,F静水压力;h崩塌体高；P地震力；W崩塌体重量；a转点（A)至重力延长线的垂直距离（崩塌体宽的一半）。,拉裂式崩塌破坏稳定性计算,拉裂式崩塌以悬臂梁形式突出的岩体，在AC面上承受最大的弯矩和剪力，岩层顶部受拉，底部受压，A点附近的拉应力最大。,稳定系数K至可用岩石允许抗拉强度 与A点所受的拉应力

20、 比值求得：,鼓胀式崩塌破坏稳定性计算,错断式崩塌稳定性计算,有裂隙水作用的平面滑动计算,单滑面型滑移崩塌稳定性计算,式中，u为滑面上裂隙水产生的浮压力；V为垂直裂隙中的静水压力；W为滑动岩体重量；L为滑面长。,第五节资料整理与成果编制,书,第六节防治工程,一、崩塌防治的原则优先避让把握时间：在其慢速蠕动变形阶段系统分析：致灾因素、力学机制、岩土体性质、地貌条件综合防治：多种方法技术可行经济合理力求根治,拦石墙：在易于崩落、规模较小危石的边坡修建混凝土拦石墙,二、防治措施、主动躲避、防护措施,1）修筑遮挡建筑物,明洞,棚洞,落石平台,落石槽,挡石墙,2）修筑拦截建筑物,、地质体改造措施结构面强化,混凝土喷射:采用高压气流将软管内的水泥浆射到岩面上,使其胶结,从而起到加固作用.一般单层厚75-100mm,混凝土方格骨架护坡工程主要是指对坡面的加固处理，目的是防止地表水冲刷和渗入坡体。对于黄土和膨胀土滑坡，坡面加固护理较为有效,并在混凝土方格骨架护坡的方格内铺种草皮。,抗滑桩:在潜滑面设置钢桩或钢筋混凝土桩以增加抗滑阻力,岩栓或锚栓主要用于加固规模较小、锚栓孔较浅的危岩体；锚索用于加固深厚的危岩体、倾斜的岩层,垫托：在危岩底部设置钢筋混凝土柱或墙以顶托危岩体使其稳定,4、结构体改造,支护墙,地质环境改造,