第一章、崩塌危岩稳定性.ppt

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1、1,第一章、崩塌、危岩稳定性,第一章 崩塌、危岩稳定性与落石运动,2,第一章、崩塌、危岩稳定性,第一节、崩塌一、崩塌崩塌 高陡斜坡（含人工边坡）上的岩土体完全脱离母体后，以滚动、跳动、坠落等为主的移动现象与过程，称为崩塌。特点：下落速度快、发生突然，垂直位移大于水平位移。,3,较陡坡上的岩体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚（或沟谷）的地质现象,4,理县山体崩塌,淮河河岸崩塌,5,2004年 12月11日，浙江甬台温高速公路乐清市柳市镇荷岙村地段南侧，60余米高的山体突然崩塌，近1.5万立方米的山石掩盖了整条高速公路。,6,7,2007年11月20日上午，湖北宜万铁路巴东段高阳寨隧

2、道进口边坡山体崩塌，造成35人死亡.,照片2 湖北宜万铁路巴东段高阳寨隧道进口边坡山体崩塌,8,9,10,5.12 汶川地震引发绵阳至 北川公路边坡崩塌,11,地震引发安县至高川乡公路崩塌造成滞留车辆120多人死亡,12,两侧危岩，特别是东侧危岩顶部已开裂达20厘米，裂缝中树木较为茂盛，根部生长在裂缝中；,13,崩塌,二、崩塌分类按崩塌体的物质组成分为两大类：土崩 是产生在土体中的。岩崩 是产生在岩体中的。三、崩塌的形成条件 岩土类型、地质构造、地形地貌。它们统称地质条件，它是形成崩塌的基本条件。,14,崩塌,1.岩土类型：一般而言，各类岩、土都可以形成崩塌，但不同类型，所形成崩塌的规模大小不

3、同。2.地质构造：各种构造面，如节理、裂隙面、岩层界面、断层等，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。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。,15,房屋选址应尽可能避开顺层斜坡?,16,17,崩塌,四、可能诱发崩塌的人类工程经济活动自然原因、人为原因 外界原因,18,人类工程活动及人类经济（生产）活动是诱发原因：1.采掘矿产资料：我国在采掘矿产资源活动过程中出现崩塌的例子很多。2.道路工程开挖边坡：修筑铁路、公路时

4、，开挖边坡切割了外倾的或缓倾的软弱地层，加之大爆破对边坡强烈震动，有时削坡过陡都可以引起崩塌。,19,人类工程活动及人类经济（生产）,3.水库蓄水与渠道渗漏：这里，主要是水浸润和软化作用，以及水在岩体（土体）中的静水压力、动水压力，可能导致崩塌发生。4.堆（弃）渣填土：加载、不适当的堆碴、弃碴、填土，如果处于可能生产崩塌的地段，等于给可能的崩塌体增加了荷载，从而可能而诱发崩塌。5.强烈的机械震动。如火车机车行进中的震动，工厂锻轧机械震动均可起诱发作用。,20,外界因素主要有：1.地震：地震引起坡体晃动，破坏坡体平衡，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。2.融雪、降雨：特别

5、是大雨、暴雨和长时间的连续降雨，使地表水渗入坡体，软化岩、土及其中软弱面，产生孔隙水压力等，从而诱发崩塌。3.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。,21,地质灾害,第二节 危岩稳定性与落石运动一、危岩分类地质灾害防治工程设计规范DB50/50292004 失衡模式分类 滑塌式危岩 倾倒式危岩 坠落式危岩,22,地质灾害,按成因分类：1、单体危岩 2、群体危岩,压剪滑动型危岩 拉剪倾倒型危岩 拉裂坠落型危岩 拉裂压剪型危岩,顶部诱发破坏型危岩底部诱发破坏型危岩,23,地质灾害,1、单体危岩分类：压剪滑动型危岩主控结构面

6、倾角小于45重心在下内侧,陡崖陡坡,缓倾角,卸荷拉张结构面地层弱面,自重、地震力 发生滑移变形裂隙水压力,24,压剪滑动崩塌,25,26,27,28,地质灾害,拉剪倾倒型危岩 主控面倾角45 卸荷拉放结构面 重心在主控结构面下端外侧 旋转倾倒,29,30,地质灾害,拉裂坠落型危岩 倾角大于80 顶部为主控面，近水平，扩展贯通 危岩变形，失稳坠落,卸荷结构面断裂结构面,31,地质灾害,拉裂压剪坠落型危岩 受控于两条结构面 首先第一主控面，受拉扩展贯通 其次第二主控面，重力下滑,近水平第一主控面倾角80第二主控面,32,地质灾害,2、群体危岩分类 顶部诱发破坏型危岩 主控面倾角大于70底部端部潜存

7、稳定岩体内关键块体为顶部危岩块体,33,地质灾害,底部诱发破坏型危岩 主控面倾角小于70 关键块体为底部危岩块体,34,地质灾害,二、荷载类型及其组合 作用在危岩上的荷载主要包括岩体自重、作用在危岩上的地震力以及存在于危岩体主控结构面内的裂隙水产生的裂隙水压力。,35,地质灾害,1、重力及地震力 对于一个具体的危岩而言，通过现场勘查可以确定其几何尺寸，即沿着陡崖或陡坡走向方向的长度，用L表示（m）；宽度是指沿着陡崖或陡坡倾向方向的长度，通常与临空面垂直，可简化为梯形，顶部宽度用b表示（m），底部宽度用a表示（m）；高度H为岩体顶部至底部的高差（m）。,36,地质灾害,W为危岩自重（kN）；为危

8、岩体容重（kN/m3)P为作用在危岩体上的 地震力（kN）地震系数。抗震设防烈度为度时，需考虑地震力，水平地震系数取0.05，竖向地震系数取0.03.,37,地质灾害,2、裂隙水压力 存在于危岩主控结构面内的裂隙水产生的静水压力即为裂隙水压力，按下式计算：Q 为危岩裂隙水压力（kN）；W为裂隙水容重（kN/m3）;e1为主控结构面贯通段的1/3长度，暴雨取2/3长度。,38,地质灾害,3、载荷组织 作用在危岩体上的载荷包括危岩体自重、裂隙水压力（天然状态）、裂隙水压力（暴雨状态）和地震力，按照出现频率拟定三种载荷组织合（工况）。组合一：自重+裂隙水压力（天然状态）组合二：自重+裂隙水压力（暴雨

9、状态）组合三：自重+裂隙水压力（天然状态）+地震力,39,地质灾害,三、危岩稳定性分析地震灾害防治工程设计规范（DB50/50292004）提出了防治工程安全系数 标准。危岩稳定性评价标准注：表中数据为危岩体的稳定系数。,40,危岩防治观测安全系数,注：表中数据为危岩重力后应达到的安全等级，安全等级简述如下。一级：危及县和县级以上的城市、大型工矿企业、交通 枢纽及重要公共设施，破坏后果特变严重。二级：危及一般城镇、居民集中区、主要交通干线、一般 工矿企业等，破坏后果严重。三级：除一级、二级以外的地区。,41,第三节、崩塌临灾前兆识别,地质灾害的发生通常具有综合的前兆，及时识别地质灾害前兆特征可

10、以有效地减少灾害损失及人员伤亡.一、崩塌临灾前兆识别（一）崩塌的识别要领 1、地形地貌特征崩塌山体坡度为55以上，且高差大（大于30m），坡体成孤立 山嘴、山峰或凹形陡坡。崩塌坡体上有裂缝、房屋倾斜、开裂 和出现醉汉林等现象。2、地层岩性特征崩塌体坡脚有块石大小相差悬殊结构零乱的崩塌堆积物，又叫 倒石堆，崩塌体前缘小型崩塌、坠落不断发生。,42,崩塌临灾前兆识别,3、构造特征坡体内部裂隙发育，尤其是垂直和平行斜坡延伸 方向的陡倾裂缝发育，或顺裂隙、软弱带发育，坡体上部拉张裂缝发育，裂缝不断加长加宽，速度突增，裂缝即将可能贯通，使之与母体（山体）形成分离之势。4、临空面坡体前部存在临空空间，或有

11、崩塌物发育，说明曾经发生过崩塌，今后还可能再次发生。,43,（二）崩塌稳定性的宏观判断标准 1、地貌标志斜坡坡面形态在纵剖面上可分为直线坡、凹形坡和凸形坡，在总坡度相同的情况下，斜坡稳定性顺序为凹形坡直线坡凸形坡，即上陡下缓的凹形坡最不稳定。此外陡崖处的岩屋地貌常发育有 不稳定崩塌体。2、地植物标志崩塌体斜坡草木丛生，树木高大直立，坡体后缘壁长满了草木，则该崩塌较稳定，反之崩塌体斜坡草木不多，坡体后缘壁草木 少，则该崩塌不稳定。3、建筑物标志崩滑体上建筑物有开裂、倾斜、下座等受破坏现象，则该崩塌滑坡活动迹象明显，不稳定；反之则较稳定。,44,4、位移标志崩塌体上出现裂缝，崩滑体绝对位移（相对崩

12、滑区外围稳定地段）越大，速率越快，裂缝相对位移越大，则该崩塌越不稳定，反之，则较稳定。5、坡体结构分析崩滑体斜坡有倾向于临空面的软弱层面（带），例如堆积层下伏泥质基岩面，或风化面、软质岩层的层面、软弱土夹层、硬质岩层与下伏软质岩层接触面，各类岩体中的断裂面等，这些软弱层面及其组合的产状愈有利于向临空面倾倒、滑移，该处斜坡愈是活动，崩塌滑坡愈不稳定，软弱层面的抗剪强度越低，也愈不稳定。反之则较稳定。,45,（三）崩塌发生的前兆特征凡较大型崩塌，要完成自身的变形破坏，都有其发生、发展的必须过程，在强烈破坏之前，都显示出一定的前兆特征。1、崩塌的前缘掉块、坠落，小崩小塌不断发生。2、崩塌的脚部出现新

13、的破裂形迹，嗅到异常气味.3、不时偶闻岩石的撕裂摩擦错碎声。4、出现热、氡、气、地下水质、水量等异常。5、动植物出现异常现象。,46,47,（1）修筑拦挡建筑物对中、小型崩塌可修筑遮挡建筑物 或拦截建筑物。拦截建筑物有落石平台、落石槽、拦石堤或拦石墙等，遮挡建筑物形式有明洞、棚洞等,48,49,50,51,（4）灌浆加固固结灌浆可增强岩石完整性和岩体强度。经验表明水泥灌浆加固可使岩体抗拉 强度提高，相当于安全系数提高50%以上。,52,（2）支撑与坡面防护支撑是指对悬于上方、以拉断坠落的 悬臂状或拱桥状等危岩采用墩、柱、墙或其组合形式支撑加固，以达到 治理危岩的目的。,53,（3）锚固板状、柱

14、状和倒锥状危岩体极易发生崩塌错落，利用预应力锚杆 或锚索可对其进行加固处理，防止崩塌的发生。,54,55,（5）疏干岸坡与排水防渗通过修建地表排水系统，将降雨产生的径流拦截汇集，利用排水沟排出坡外。对于滑坡体中的地下水，可利用排水孔将地下水排出，从而减小孔隙水压力、减低地下水对坡体岩土体的软化作用。（6）削坡与清除削坡减载是指对危岩或滑坡体上部削坡，减轻上部荷载，增加危岩体和滑坡体的稳定性。对规模小、危险程度高的危岩体可采用爆破或手工方法进行清除，彻底消除崩塌隐患，防止造成危害。,56,（5）疏干岸坡与排水防渗通过修建地表排水系统，将降雨产生的径流拦截汇集，利用排水沟排出坡外。对于滑坡体中的地

15、下水，可利用排水孔将地下水排出，从而减小孔隙水压力、减低地下水对坡体岩土体的软化作用。（6）削坡与清除削坡减载是指对危岩或滑坡体上部削坡，减轻上部荷载，增加危岩体和滑坡体的稳定性。对规模小、危险程度高的危岩体可采用爆破或手工方法进行清除，彻底消除崩塌隐患，防止造成危害。,57,（7）软基加固保护和加固软基是崩塌防治工作中十分重要的一环。对于陡崖、悬崖和危岩下裸露的泥岩基座，在一定范围内喷浆护壁可防止进一步风化，同时增加软基的强度。若软基已形成风化槽，应根据其深浅采用嵌补或支撑方式进行加固（8）线路绕避对可能发生大规模崩塌的地段，即使是采用坚固的建筑物，也经受不了大型崩塌的破坏，故铁路或公路必须

16、设法绕避。,58,（9）加固山坡和路堑边坡a、常规方法在临近道路路基的上方，如有悬空的危岩或体积巨大的危石威胁行车安全，则应采用修筑与地形相适应的支护、支顶等支撑建筑，或是用锚固方法予以加固；对深凹的坡面须进行嵌补，对危险裂缝应进行灌浆处理。通过上述崩塌的治理措施完全消除崩塌落石的危险是很难做到的，因此通常仅对即将崩塌的岩石进行清除，作为其他防治方法的配套措施。被动防护措施并不试图阻止岩石崩落，但必须避免崩落的岩块危及被保护的对象。,59,b、SNS技术近几年来，一种全新的SNS柔性拦石网防护技术在我国水电站、矿山、道路等各种工程现场的崩塌落石防护中得到了广泛的应用。SNS系统是利用钢绳网作为

17、主要构成部分来防护崩塌落石危害的柔性安全网防护系统。SNS系统包括主动系统和被动系统两大类型。前者通过错杆和支撑绳固定方式将钢绳网覆盖在有潜在崩塌落石危害的坡面上，通过阻止崩塌落石发生或限制崩落岩石的滚动范围来实现防止崩塌危害的目的。,60,后者为一种栅栏式拦石网，它采用钢绳网覆盖在潜在崩岩的边坡面上，使崩岩沿坡面滚下或滑下而不致剧烈弹跳到坡脚之外，它对崩塌落石发生频率高、地域集中的高陡边坡的防治既有效且经济。整个系统由钢绳网、减压环、支撑绳、钢柱和拉锚5个主要部分构成。与传统则性结构的防治方法的主要差别在于：该系统本身具有的柔性和高强度，更能适应于抗击集中荷载和（或）高冲击荷载，足以吸收和分

18、散崩岩能量并使系统受到的损伤最小。该系统既可有效防止崩塌灾害,又可以最大限度地维持原始地貌和植被,保护自然生态环境。SNS柔性安全防护系统与传统刚性系统的差别：,61,统刚性系统与SNS柔性系统主要特征对比,62,第三节 地质灾害预警预报,一、地质灾害预警预报（一）地质灾害预报预警的目的和依据1、目的（1）提高公民的防灾减灾意识，提高地质灾害群测群防 的针对性、有效性，有效减轻地质灾害对人民生命财产的危害；（2）推动各级地方政府的地质灾害防治工作；（3）为国土整治与重大工程规划、建设和安全运营等提供信息服务；（4）提升地质环境与气象因素耦合作用机制的科学技术研究水平。,63,2、依据（1）国土

19、资源部和中国气象局关于联合开展地质灾害气象预报预警工作协议；（2）全国地质环境监测总站“三定”方案（国土资源厅1999127号）；（3）国土资源部批复的中国地质调查局直属单位结构调整方案（2002）；（4）关于联合开展广东省汛期地质灾害气象预报预警工作的通知（粤国土资发2004179号）。（二）地质灾害预报预警的总思路1、技术路线根据斜坡岩土体的含水量必须达到某一界限值才可能在一次降雨过程中产生地质灾害的基本规律，基于地质环境要素和气象因素提出总体思路,64,2、预报预警对象基于目前认识水平及统计分析结果，降雨直接诱发的地质灾害类型主要有崩塌、滑坡和泥石流等斜坡变形运动，故目前以强降水和连续性

20、降水引发的崩塌、滑坡、泥石流等突发性群发型地质灾害作为预报预警的对象。3、预报预警类型突发性地质灾害气象预警按时空分布特征可分为时间预警和空间预警两种类型。4、预报预警等级根据国土资源部和中国气象局关于联合开展地质灾害气象预报预警工作协议，地质灾害气象预报预警统一划分为5个等级：,65,1级 可能性很小2级 可能性较小3级 可能性较大4级 可能性大5级 可能性很大其中3级在预报中为注意级，4级在预报中为预警级，5级在预报中为警报级。34级发布预报，用橙色表示；5级发布警报，用红色表示。5、预报发布标准6、预报预警时段和地域,66,（三）突发单体地质灾害预报预警1、崩塌、滑坡预报预警2、泥石流预

21、报预警3、地面塌陷预报预警二、地质灾害预防知识宣传（一）目的意义地质灾害防治工作关系到人民群众生命财产安全和社会稳定，加强地质灾害防治科普宣传工作，增强全民防灾减灾意识，构筑全民参与的地质灾害防治工作体系。（二）形式及途径要有计划、有针对性地开展地质灾害防治工作有关科普知识、政策等的宣传教育。,67,三、地质灾害监测1、崩塌监测的目为了解和掌握崩塌体的演变过程，及时捕捉崩塌灾害的特征信息，为崩塌的正确分析评价、预测、预报及治理工程等提供可靠资料和科学依据。同时，监测结果也是检验崩塌分析评价及防治工程效果的尺度。因此，监测既是崩塌调查、研究和防治工程的重要组成部分，又是崩塌地质灾害预测预报信息获取的一种有效手段。2、监测点的选定（1）大地形变测量监测（2）裂缝相对位移监测（3）宏观地质调查法,68,四、地质灾害应急防治措施（一）崩塌滑坡的应急防治措施1、视险情将人员物资及时撤离危险区。2、及时制止致灾的动力破坏作用。3、事先有预兆者，应尽早制订好撤离计划。,69,7.3.2崩塌的勘察要点1.勘察要点崩塌的形成条件及其规模、类型、范围；崩塌区的崩塌历史、崩塌类型、规模、范围及崩塌体的尺寸和崩落方向等。2.防治根据崩塌的规模和危害程度，所采用的防治措施有：绕避,加固山坡和路堑边坡，采用拦挡建筑物，清除危岩以及做好排水工程等。,16:20:22,7.3崩塌,