自然灾害及预防之斜坡地质灾害 滑坡 泥石流.doc

第7章斜坡地质灾害：崩塌、滑坡及泥石流是典型的斜坡灾害。地质灾害：由于地质作用(自然的、人为的或综合的)使地质环境产生突发的或累进的破坏，并造成人类生命财产损失的现象或事件。斜坡地质灾害：天然斜坡或人工边坡在各种动力作用下，外部形态或内部结构产生变化所引起的严重位移破坏的灾害。例如崩塌、滑坡及泥石流是典犁的斜坡灾害。71崩塌崩塌属于斜坡变形破坏地质灾害。斜坡变形破坏地质灾害是内、外动力地质作用下斜坡岩土体处于不稳定状态或失稳的一种现象。变形的基本形式：拉裂松动和蠕动破坏的主要形式：崩塌、滑坡、流动崩塌：斜坡岩土体中被陡倾的张性破裂面分割的块体突然脱离母体，并以垂直运动为主翻滚跳跃而下的过程和现象。 特征：下落速度快，崩塌体脱离母岩而运动，下落过程中崩塌体的整体性遭到破坏，垂直位移大于水平位移。 危岩体：具有崩塌前兆的不稳定岩体。 形成条件：地形条件 地质条件 气候条件 地下水 地振动 人类活动 地形条件：地形条件包括坡度和坡地相对高度。坡度对崩塌的影响最为明显，斜坡上物体的重力切向分力和垂向分力是随着山坡坡度大小而变化的。当山坡坡度达到一定角度时，岩屑重力的切向分力能够克服摩擦阻力向下移动夕一般大于33的山坡，不论岩屑大小都将有可能发生移动。但是不同岩性的山坡，形成崩塌的坡度也不完全相同。坡地的相对高度和崩塌的规模有关，一般当坡地相对高度超过50m时，就可能出现大型崩塌。 地质条件：岩石中的节理、断层、地层产状和岩性等都对崩塌有直接影响。在节理和断层发育的山坡，岩石破碎，很易发生崩塌。当地层倾向和山坡坡向致，而-地层倾角小于山坡坡度角时，常沿地层层面发生崩塌。软硬岩性的地层呈互层时，较软岩层易受风化，形成凹坡，坚硬岩层形或陡壁或突出成悬崖易发生崩塌。 气候条件：气候可使岩石风化破碎，加快地崩塌形成的时间，在日温差年温差加大的干旱半干旱地区，物理风化作用较强，在较短时间内岩石就会风化破碎。如兰新铁路崩塌。 地下水：裂隙中的地下水及其流动对危岩体产生静水压力和动水压力；降低了危岩体与 稳定岩体之间的摩擦力；裂缝填充物在水的浸泡下抗剪强度大大降低等。 地振动：地壳的强烈震动可使边坡岩土体中各种结构面的强度降低，甚至改变整个边坡的稳定性。地震时能形成数量多而规模很大的崩塌体，例如1920年宁夏溉原85级地震，有650多处发生大规模崩塌，地震形成的崩塌分布在1万km2范围内 人类活动：筑路、采石、露天采矿等人类大型工程活动破坏自然边坡的稳定性或形成新的不稳定的边坡，导致崩塌。施工中爆破使边坡岩土体受到振动而降低结够面的强度，甚至改变边坡的稳定性 崩塌的类型：倾倒崩塌 滑移崩塌 鼓胀崩塌 拉裂崩塌 错断崩塌崩塌的分类 -根据组成坡地的物质结构分类 崩积物崩塌这类崩塌是山坡上已经过崩塌的岩屑和沙土等物质，处于很松散状态夕当有雨水浸湿或受地震震动时，可再一次形成崩塌。 表层风化物崩塌这是在地下水沿风化层下部的基岩面流动时，引起风化层沿基岩面崩塌。 沉积物崩塌有些由厚层的冰积物、冲积物或火山碎屑物组成的陡坡，由于结构松散，形成的崩塌。基岩崩塌在基岩山坡上常沿节理面、层面或断层面等发生的崩塌。 根据崩塌体移动形式和速度分类 -散落型崩塌：在节理或断层发育的陡坡，或是软岩层相同的陡坡，或是由松散沉积物组成的陡坡，常常形成散落型崩塌。 -滑动型崩塌：这类崩塌沿一滑动面发生，有时崩塌土体保持了整体形态，这种类型的崩塌和滑坡很相似。 -流动型崩塌：降雨时斜坡上的松散岩屑、砂和粘土，受水浸透后产生流动崩塌。这种类型的崩塌和泥石流很近似、实际上这是坡地上崩塌型泥石流。在北京西山一带称这种崩塌泥石流为“龙扒”。 崩塌的防治措施与注意事项：防治措施：1)修筑拦挡建筑物，2)支撑与坡面防护，3)锚固-锚杆锚索，4)灌浆加固，5)疏干岸坡与排水防渗，6)削坡与清除7)软基加固，8)线路绕避，9)加固山坡及路堑边坡，如SNS安全冈。注意事项：1)很多崩塌区均为风景秀丽的旅游区，注意安全；2)崩塌区植物修复工程，宜种草不宜种树，预防植物根劈作用。7.2滑坡在自然地质作用和人类活动等因素的影响下，斜坡上的岩土体在重力作用下沿一的软弱面整体或局部保持岩土体结构完整而向下滑动的过程和现象及其形成的地貌形态。特征：发生变形破坏的岩土体以水平位移为主，各部分的相对位移变化不大；滑动体始终沿着一个或几个软弱面移动；滑动过程可以瞬时完成，也可持续几年或更长的时间；在较平缓的斜坡中也可发生滑坡。一发生基础：地层岩性 地质构造 地貌条件 一)地层岩性1粘土滑坡：干缩湿胀特性、不透水，含易溶盐、裂除特别发育2黄土滑坡：夹有粘性较高的古土壤层及钙质结核层和粉细砂层，造成相对隔水和含水夹层和过湿带，或黄土覆盖与基岩之上。3堆积层滑坡：约占滑坡总数的一半，困堆积层本身松散，易渗水，而基岩顶面往往表现为凹槽，隔水且易积水4岩层滑坡：上部岩层沿泥质岩层顶面滑动形成的顺层滑坡；结构面发育且其交线倾向于临空面形成的切层滑坡；破碎岩层先是错落是错落然后转化成切层滑坡 滑坡形成条件 地形地貌（斜坡高度、坡度、形态、和岩土性质影响斜坡稳定性）岩土类型及性质 地质结构 水文地质条件 外力诱发因素 滑坡类型 按滑动面特征分： -均质滑坡：不受层面控制，决定于斜坡的应力状态和岩土的抗剪强度。 -顺层滑坡：沿已有结构面发生滑动而形成的滑坡。 _滑坡：滑动面与岩土体中的结构面相交切的滑坡。 按滑动性质分：牵引式滑坡 推动式滑坡 混合式滑坡 滑坡与崩塌关系：滑坡与崩塌的关系 -崩塌与滑坡既有联系也存在差异。联系：触发因素相似，二者互相影响和转化。 区别：(1)与母体关系不同：崩塌体完全脱离母体，而滑坡体则有部分滑体残留在滑床；(2)位移量不同：崩塌体以垂直位移为主，滑坡体以水平位移为主； (3)堆积物形态不同：崩塌堆积物呈锥形体，结构零乱，没有层序，而滑坡堆积物整体性好，滑坡体表面分布具有一定规律性的纵横裂缝，有一定层序和结构特征。中国崩塌、滑坡灾害的分布 西南地区：云、贵、川、藏 秦岭-大巴山地区 西北黄土高原区 东南、中南省区的中低山和丘陵地区 青海、西藏与黑龙江北部的冻土地带二)地质构造 导致滑坡体与其周围岩土分离的不连续界面，包括层面、断层面、节理面、片理面、不整合面等。其作用有三：1提供物质来源：如断层破碎带；2控制滑坡滑动面的空间位置及滑坡的范围，是斜坡稳定研究的主要对象之一；3决定滑坡区地下水的类型、分布和运动规律：如堆积层滑坡和黄土滑坡中的孔隙水和上层滞水，岩层滑坡中的裂隙水和断层水。三)地貌条件1滑动面坡度：导致斜坡稳定接近或达到临界状态。如堆积层滑坡倾角多在525之间，岩层滑坡倾角10就能滑动，15以上滑坡就很多。2临空面：前缘存在允许滑坡体滑动的有效临空面-临空面与滑动面倾斜方向一致或接近一致_临空面坡度大于滑动控制面的陡度-临空面高度大于或接近滑坡体前黝面的埋藏深度 二诱发因素1. 水的作用：降低潜在滑带土的强度（增加土体重量；近视和润滑作用；静、动水压力作用；地下水的潜蚀和化学作用）2. 改变斜坡应力状态:河流冲刷 湖、海、水库的浪蚀 人工开挖边坡 坡体上部加载 地下采空(现代人工滑坡比重越来越大，如铁路沿线的滑坡，绝大多数是工程活动之后产生或复活的)3. 破坏滑动带土的结构(包括地震、爆破、机械震动等):增加土体下滑力 破坏岩土结构(如引起饱棚砂层的液化)三滑坡的成灾机制 滑坡体运动过程中的推挤、岩土破坏形变、岩土压埋作用、次生洪水灾害四 滑坡预报 一)滑坡的空间预报一险性分析与区划：1滑坡调查2滑域勘探3滑坡水文地质分析4滑坡动态监测5模拟实验6单个滑坡的危险性分析7滑坡区划1 滑坡调查：遥感影象的解译、野外滑坡的识别、滑坡规模和滑动方向的预判、滑坡工程地质平断面图的测绘、滑坡影响因素和稳定状况的分析2 滑坡勘探：物探（包括电测深、电测剖面、电磁法、地震反射波法、声波探测法等，目的是了解滑坡下伏基岩面的形状和埋藏深度，确定滑坡范围内过湿带的分布，测定地下水的流向和流速，探测隐伏裂隙和滑动面的分布等）挖探（坑、槽挖探，可与防治措旅结合）钻探（对钻孔布置、施钻方法、岩心采样和鉴定有特定的工程和技术要求）3 滑坡水文地质分析：地下水与滑坡关系、地下水补给来源、地下水流向等4 5单个滑坡的危险性分析：从地貌形态演变判断滑坡稳定性从地质条件对比判断滑坡稳定性、从滑动因素变动分析判断滑坡稳定性、从滑坡监测迹象判断滑坡稳定性2) 滑坡时间预报：趋势预报、临滑预报 宏观前兆分析：降雨异常、地下水气一声异常、地形变异常：后缘拉张裂缝和前缘剪切裂缝的加速、动物异常：牛、猪、狗、黄鼠狼、鸡等行为异常； 宏观前兆异常分析有经验型、经验-数值型和数值型三种，后者尚处于探索阶段。 五滑坡防治措施五、滑坡防治措施1工程措施1)排除地表水及地下水；2)减重与加载；3)抗滑挡土墙；4)抗滑桩；5)护坡工程；6)绕避；7)其他措旋。2生物措施7.3泥石流灾害 泥石流的分区：形成区、流通区、堆积区 泥石流是介于挟沙水流和滑坡之间，是物质和能量逐渐累积和快速释放的过程。国际上倾向将泥石流划分为两大体系：露空泥石流”(狭义泥石流)、水下泥石流(又称浊流) 泥石流的形成条件：物源条件 水源条件 地形地貌条件泥石流流体特征：流态性质 流量过程线 流速 直进行 冲淤特征：发展期淤为主，衰退期亦冲亦淤，停歇期以冲为主 泥石流的发生基础1.固体碎屑物质储供条件：“超载，物质条件 2.地形条件 使能量接近与极限点的必要条件（通常发生于地势高地形陡峭的山系间） 泥石流的诱发因素：固体物源、地形条件和水分条件是泥石流发生的三个基本条件，缺一不可。 泥石流的影响因素：地质构造、岩性、水文、植被、人为活动等都是通过这三个基本条件而起作用。 人为因素对泥石流的影响1消极影响-：毁林 开荒和陡坡耕作 过度放牧 水库溃决、渠水渗漏 切坡、弃渣不当 2积极影响 单项治理 综合治理泥石流的分布规律1世界：六大洲的50多个国家，以俄罗斯、日本、中国、美国、奥地利、瑞士、印度尼西亚、意大利、新西兰、印度、法国、英国、秘鲁、智利、前南地区、罗马尼亚、捷克等地分布广且活动多。 _ 主要集中在阿尔卑斯喜马拉雅带、环太平洋山带、欧亚大陆内部一些褶皱断裂山地、斯堪的纳维亚高原西部山地； _正负地形相接地带分布密集； 与断裂构造和新构造运动关系密切； _通常情况下，由高纬到低纬，由内陆至沿海，泥石流复杂程度和活跃度增强。2.中国：分布于20多个省、市、自治区的山区，泥石流流域分布面积占国土面积的186。已查明有1万多条泥石流沟，加0多座城镇受到威胁和破坏；-主要分布于辽西山地、冀北山地、太行山、华山、龙门山、乌蒙山一线以西；-集中分布于青藏高原东南部山地、川西云贵山地、陕甘黄土高原、巫山，大巴山、秦岭，太行山、燕山、辽西山地的带状区域内。青藏高原东南部冰雪型泥石流川滇山地暴雨型泥石流黄土高原争云南盆地暴雨型泥流华北及东北暴雨型水石流四、泥石流的成灾机制1成灾原因： 冲击：冲刷、撞击磨蚀 爬高：弯道泥位超高、直进撇壅高 侵蚀：侵蚀河岸、剥蚀山体 淤埋：漫流淤积、堵河阻水2灾害类型 对城镇、交通运输、矿山、农田、工程的危害五、泥石流的监测和预报1泥石流的监测 2泥石流的预报 应综合考虑流域坡庶(山坡坡度和沟床比降)、固体物质储备量、沟床堵塞状况、降水量及其强度等因素泥石流防治 预防 保护植被、稳定山坡 治理： 生物措施：是泥石流治本的关键措施_林业措施：水源涵养林、水土保持林、护床防冲林、护堤固滩林；_农业措施：等高耕作，立体种植，免耕种植，合理布局农田、道路、水渠、居民点；-牧业措施：适度放牧，改良