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文档简介
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2019年6月10日二道桥沟失稳2019年10月29日三道桥沟发生滑坡,致使长江断航12
2、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12345678910滑坡侧壁12345679810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12345678910滑坡体滑坡周界滑坡侧壁滑坡洼地和滑坡湖鼓丘和土垄滑坡后壁滑坡台阶滑坡舌滑
3、坡面滑坡床1、滑坡体:由于滑坡运动从边坡的原始位置滑移了的所有物质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
4、匀而产生的力学性质不同的各种裂缝。11、张拉裂缝当主滑体缓慢运动时,滑体后部因受到拉力作用而出现的裂缝12、剪切裂缝滑体与两侧稳定体之间的相对位移所产生的呈雁状排列的裂缝带13、鼓张裂缝滑体局部或整体被阻受挤压而形成的裂缝,当滑坡停止运动后,受压状态变为受张状态,故形成先压后张的裂缝。走向常与滑动方向垂直14、扇形裂缝滑体前部土体在向空间扩散时出现的与局部移动方向垂直的裂缝,属兼具张性的扭裂缝。平面上呈放射状 滑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17239
5、81045611a.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
6、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。 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
7、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
8、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、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
9、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;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
10、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6m620m: 2050m 大于50m6、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 m31105 m3 1106 m3 1106 m3 1107 m3 大于 1107 m3 滑 坡 分 类 划分依据名称类别 特 征 说 明物质组成堆积层滑坡由堆积、洪积、崩滑堆积等形式的块碎石
11、堆积体,沿下伏基岩接触或体内滑动。黄土滑坡不同时期的黄土层中的滑坡,常见于高阶地上。粘性土滑坡粘性土本身变形滑坡,或与其它土层的接触面或沿基岩接触面滑动。岩质滑坡软弱岩层组合成的滑坡,或沿同类基岩面,或沿不同岩层接触面以及较完整的基岩面滑动。滑动面与岩层关系均质土滑坡发生在层理不明显的粘性土或黄土中,滑动面均匀光滑。顺层滑坡沿岩层或裂隙面滑动,或沿坡积体与基岩交界面及基岩间不整合面等滑动,大都分布在顺倾向岩层的山坡上。切层滑坡滑坡面与岩层面相切,常沿倾向山外的一组断裂面发生,滑坡床多呈折线状,多分布在逆倾向岩层的山坡上。滑体厚度浅层滑坡滑坡体厚度在10m以内中层滑坡滑坡体厚度在1025m之间深
12、层滑坡滑坡体厚度超过25m引起滑动的力学性质推移式滑坡 上部岩层滑动挤压下部产生变形,滑动速度较快,滑体表面波状起伏,多见于有堆积物分布的斜坡地段。牵引式滑坡下部先滑,使上部失去支撑而变形滑动。一般速度较慢,多具上小下大的塔式外貌,横向张性裂隙发育,表面多呈阶梯状或陡坎状。形成原因工程滑坡由于施工开挖山体或建筑物加载引起滑坡,还可细分为:1、工程新滑坡:由于开挖山体或建筑物加载所形成的滑坡:2、工程复活古滑坡:久已存在的滑坡,由于“斩腰切脚”引起复活的滑坡。自然滑坡由于自然地质作用产生的滑坡,按其发生的相对时代可分为古滑坡、老滑坡、新滑坡。发生后稳定性活滑坡发生后仍继续活动的滑坡,后壁及两侧有
13、新鲜擦痕,滑体内有开裂、鼓起或前缘有挤出等变形迹象。死滑坡发生后已停止发展,一般情况下不可能重新活动,坡体上植被较盛,常有居民点。发生年代现代滑坡现今正在发生滑动的滑坡老滑坡全新世以来发生滑动,现今稳定的滑坡古滑坡全新世以前发生滑动的滑坡滑体体积小型滑坡 10,000104m3 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
14、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。
15、(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。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
16、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: 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
17、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、形成滑坡的主要因素滑坡成因要素内部结构要素:岩土类型及性质、坡形结构、岩土结构、软弱部位(滑面)等外部环境要素:降水、河流下切、人工开挖、加载等、风化河流软弱带现今河床古河床西壤坡小区云沱小区白土坡小区大坪小区黄土坡小区 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
18、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滑坡的类型岩土组合类型滑面特征分布地区土质滑坡堆积土滑坡崩积、坡积、洪积、冰碛 、残积极部分冲积物堆积层面、基岩顶面河谷缓坡地带黄土滑坡各种黄土,含钙质结核,古土壤和砂铄层同生面、不同黄土界面、基岩顶面黄河中、上游地区北方诸省粘性土滑坡裂隙粘土、灰色粘土、红土、下蜀土同生面、基岩顶面长江流域及以南地区、山西地区堆填土滑坡各种人工堆弃、堆填土
19、(石)同生面、老地面、不同堆填界面交通、水利、工矿场地半成岩地层滑坡昔格达组滑坡昔格达组粉砂岩、粘土岩顺层面、基岩顶面四川西南部共和组滑坡共和组粉砂岩、粘土岩顺层面、切层面青海省岩 质滑坡砂、页、泥岩滑坡砂岩、页岩、泥岩互层地层顺层面、切层面各地区碳酸盐岩滑坡石灰岩、大理岩夹页岩、泥灰岩地层顺层面、切层面各地区煤系地层滑坡砂页岩夹煤层、碳酸盐岩夹煤层顺层面各地区变质岩类滑坡千枚岩、片岩、片麻岩、板岩等片理面、构造面、风化界面各地区火山岩类滑坡玄武岩、流纹岩、凝灰岩等构造面、层面、风化界面各地区混合岩类滑坡各种混合岩构造面破碎岩滑坡构造破碎岩构造面构造破碎带(2) 地质结构(岩体结构及地质构造)
20、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平坡段凹坡段凸坡段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
21、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。滑带是滑面附近的岩土体在反复滑动或长期蠕滑作用下,形成一定厚度的泥化软弱带;物质多为粉质粘土、含砾粉质粘土、碎石土;厚度薄的数厘米,厚者达数米。巴东县城区滑坡面积与坡度关系 (图中 1: F110;2: 10F115;3: 15F120;4: 20F125;5: 25F130;6: 30F140;7: 4050)具有一定坡度(3) 地形地貌 外在因素作用因素对滑坡的作用自然因素风化作用降低岩土体的强度降雨(雪)增大滑体重量和下滑力;减少滑带
22、土强度和抗滑力;灌入裂缝产生静水压力;提高地下水位地下水变化增加滑带土孔隙水压力减小抗滑力;增大动水压力和下滑力;潜蚀或溶蚀滑带减小抗滑力河流冲刷增大斜坡高度和坡脚陡度和应力;减小抗滑支撑力地震增大下滑力;减小抗滑力;滑带土液化崩塌加载增大坡体重量和下滑力;增大地表水下渗人为因素开挖坡脚增大坡脚应力,减小抗滑力坡上加载增大坡体重量和下滑力;增大地表水下渗水库水位升降增大动水压力和下滑力,浸泡抗滑地段减小抗滑力;提高地下水位和滑带土孔隙压力;减小抗滑力灌溉水下渗增大滑体重量和下滑力,提高地下水位,增加滑带土孔隙压力,减小抗滑力采空塌陷增大下滑力;滑带松弛、地表水下渗,减小抗滑力爆破振动增大下滑力
23、;破坏滑带,减小抗滑力破坏植被增大地表水下渗和下滑力,减小抗滑力 地震 震中周围、烈度七度区、产生附加应力 降水 三种效应 (1)水平推力侧向水压力 (2)浮托力减小滑动面上的有效应力 (3)软化效应降低岩土体的抗剪强度 水库蓄水(河流岸坡) 动水压力 冲蚀掏空作用外部因素三峡库区三期121个专业监测崩滑灾害点不同工况下稳定性系数均值 暴雨工况下稳定性系数明显低于天然工况;水位高、低对稳定性系数影响视不同滑坡而定;水位升过程对滑坡稳定性有利,水位降过程对滑坡稳定性不利。四、滑坡的成因机理2019年7月13日零时20分,湖北省秭归县沙镇溪镇千将坪村二组和四组山体滑坡,滑坡发生于三峡水库135m高
24、程蓄水后二个月后的持续强降雨条件(6月21日7月11日,沙镇溪地区总降雨量为162.7mm) 外部环境变化:切坡切坡的因素很多,切坡直接改变斜坡体结构,引起应力重分布,并破坏斜坡前缘支撑体,加速斜坡变形: 河流下切 人工切坡 外因:坡体加载 坡体加载的方式很多,按加载时间可分为瞬时加载、短期加载和长期加载: 瞬时加载:地震动荷载、爆破荷载、冲击荷载 短期加载:降雨、降雪、灌溉等 长期加载:人工建筑荷载、新近滑坡堆积体荷载等 不同加载部位对滑坡稳定性影响不同,前缘加载对稳定性有利,后缘加载不利稳定。4、滑坡发育的几个阶段局部失稳的蠕动挤压阶段整体失稳的匀速滑动阶段急剧滑动至破坏阶段滑后固结压密阶
25、段5、滑坡发育过程中的变形迹象变形迹象资料获取:专业监测:钻孔测斜、推力监测、GPS地表位移监测、水文监测等简易监测:地表裂缝监测、建筑物变形监测、地表水体监测、动物异常迹象观察等滑坡变形迹象四、滑坡的稳定性分析自然历史分析法工程地质类比法数学力学计算方法长期监测法非线性科学方法1、自然历史分析法(定性的方法)区域地质背景 分析影响因素 预测发展趋势(1)从地质构造方面分析结构面的位置、性质、连通情况,结构面与临空面的关系 斜坡可能破坏的类型、规模等。(2)从地形地貌方面分析地形地貌特征 斜坡稳定性状态或滑坡的不同发育阶段滑坡的微地貌调查 稳定性判断的定量数值,如滑动距离、垂直位移高度和多级滑
26、动面等。(3)从作用在斜坡上的外力方面分析2、工程地质类比法 (半定量的方法) 相似性原则斜坡要素参数稳定性治理措施3、数学力学计算法(极限平衡法、数值计算法、破坏概率法) (1)刚体极限平衡法假设前提:只考虑破坏面上的极限破坏状态,而不考虑岩土体的变形。即视岩土体为刚体。破坏面上的强度由C、值决定,遵循强度判据。滑体中的压力以正压力和剪应力的形式集中作用于滑面上,均视为集中力。三维问题简化为二维(平面)问题来求解。安全系数:在岩土体稳定性评价中,由于边界条件、荷载条件、岩土体强度等难以精确确定,通常在设计上考虑上述因素及建筑物重要性而综合确定一经验值。Kc1(一)土质斜坡稳定性计算1、无粘性
27、土坡2、粘性土坡圆弧法、条分法:瑞典条分法、Bishop法、Janbu法(二)岩质斜坡稳定性计算1、平面滑动:单平面、同向双平面、多平面2、楔形体滑动稳定性系数: 剩余推力法 根据滑面纵剖面的起伏情况,取单位宽度考虑,把滑体划分成若干块段,1,2,n 不考虑滑块两侧的摩擦力和滑体自身挤压力折线形滑面的滑动情况当滑体中存在有地下水时,需要考虑边界上的水压力第i条块的受力情况分析:自重Wi、水平地震力KcWi、侧水压力PWi、上一条块的剩余下滑力Ei-1、本条的剩余下滑力Ei的反力、扬压力Ui、法向反力Ni、切向反力Ti(1)基本荷载(仅考虑重力) 滑带剪切强度参数的确定 滑带剪切强度参数的确定方
28、法有三种-试验法、反演分析法和经验法。 在条件许可时,首先考虑反演分析方法,c值按滑坡厚度确定,值用反演分析结果;其次,试样具有代表性,试验结果可靠时,可以将饱和固结快剪值乘0.85-0.9,c值乘0.30-0.4作为设计剪切强度指标;经验值仅作为参考。上述剪切强度均为有效应力状态下的取值。 赤平投影图解法 数值模拟方法有限差分法有限单元法边界单元法半解析元法离散单元法无界元法有限单元法 有限元分析是工程地质分析中经常运用的数值方法,它是将待考察的斜坡岩土体视为理想的弹塑性体,其应力应变关系服从弹塑性本构关系。破坏判据采用Drucker-Prager塑性屈服准则,按平面应变问题来考虑。计算时同
29、时考虑对斜坡稳定性有影响的各种因素。 (a)计算剖面及模型剖面网格划分。由于计算范围相对于可能发生变形破坏的斜坡体已经足够大,因此,边界约束条件假定剖面的左边界水平方向上固定、竖直方向上可以自由移动,底边界竖直方向上固定、水平方向上可以自由移动,坡面边界为自由边界。 (b)计算方案 根据斜坡的形成历史及现有形态,相应地在有限元数值模拟中也进行相应的边坡历史形态演变的模拟。在演变模拟过程中(即通过卸荷过程模拟)实现模拟区的应力场与初始地应力场的叠加即为现有的应力场。 (c)选择计算参数岩 性粘聚力(MPa)内摩擦角()岩石比重弹性模量(104 MPa)泊松比抗拉强度抗压强度抗剪强度含凝灰球凝灰岩
30、蚀变凝灰质粉砂岩五、滑坡的预测预报预测预报的基本内容:位置、规模、类型、运动速度、运动距离、发生时间预测预报的基本内容:空间预测、时间预测1、空间预测主要是通过滑坡条件分析,确定出对滑坡作用有利的因素组合,根据这些有利因素组合来预测区域上某斜坡段将来产生滑坡的可能性,圈定出可能产生滑坡变形的范围。理论基础工程地质类比法:类似的工程地质环境可能发生类似的滑坡。区域性滑坡预测:以一个大的区域为依据对象,确定滑坡可能发生的区段范围。地段性滑坡预测:以一个地段滑坡调查资料为依据,确定将来可能发生滑坡的大致位置、可能的类型等。场地性滑坡预测:针对某一特定场址,预测滑坡可能发生的确切位置、范围大小、运动速
31、度及类型。空间预测按照预测范围的大小可分为:常见的预测方法有:统计学方法、敏感性制图法、信息量法、神经网络法等。各种方法的共同之处:充分考虑各种地质环境因素的叠加作用来评价某特定地质环境中产生滑坡的可能性,以期在研究区圈出相对不安全的“危险区段”。预测结果一般都采用预测分区图的形式来表达。只是预测评价过程中所采用的叠加方式不同而已。A. 评价指标的筛选岩土体性质地形地貌坡体结构降雨水文地质条件人类活动斜坡稳定性B. 评价指标的图层数值化公路缓冲区分布图斜坡坡度分布图 水系、冲沟缓冲带影响分布图 坡体结构分布图 C. 神经网络智能化模块的训练否否是是给定权值、阀值初始值给定输入向量和期望输出求隐
32、层、输出层各神经元输出求期望输出值与实际输出值的偏差EE满足要求?全部E满足?计算隐层单元反传误差值计算权值、阀值的修正值结束输入向量权值阀值输入向量神经网络“黑箱”期望输出D. 影响因子图层的空间叠加计算空间叠加分析示意图 时间预报按照预测的时间长短关系,可分为:滑坡长期预报:对未来滑坡运动的趋势作判断,以确定滑坡活动的可能年份。 滑坡短期预报:对滑坡活动的可能季节或月份作出预测。 滑坡临滑预报:对滑坡将要暴发的具体日期、乃至时分作出预报2、时间预报岩土体蠕变(流变)理论 第1蠕变阶段减速蠕变阶段 减速发展,斜率逐渐减小 第2蠕变阶段稳定蠕变阶段 等速发展,斜率大体不变第3蠕变阶段加速蠕变阶
33、段 CD段:变形迅速增大,但岩土体尚未破坏 DE段:岩土体变形速率剧增,岩土体很快破坏六、滑坡的防治滑坡防治的原则对于正在活动的滑坡,一般的工程布置应避开滑坡,尤其是一些大型滑坡或滑坡群所在地段应是工程避开的地方。当必须进行处理时,首先要查明滑坡发生的原因,了解当前滑坡活动的主要激发因素,从而采取正确的治理措施。处理时,原则上应一次根治彻底,不留后患。对于区域性的国土规划,开展区域性滑坡空间预测工作是减少滑坡灾害的重要前提之一。削改排护工程选线避绕挡土墙焙烧法削坡减载绕挡防治措施抗滑桩锚固工程地表排水坡内排水混凝土、植被护坡灌浆法电渗法1、削(削坡减载)通过削坡减载,以减小滑坡体自重。上部减载:对推动式滑坡,在上部主滑地段减载,常起到根治滑坡的效果。减载一般适用于滑坡床为上陡下缓、滑坡后壁及两侧有稳定的岩土体,不致因减重而引起滑坡向上和向两侧发展造成后患的情况。另减载后将增大暴露面,有利于地面水渗入坡体和使坡体岩石风化,这些
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