滑坡与崩塌工程地质问题

第6章不良地质现象的工程地质问题

§6.3滑坡与崩塌本节主要内容滑坡的定义及构造滑坡的分类滑坡的发育过程滑坡的力学分析及影响因素滑坡的治理崩塌6.3.1滑坡的定义及构造滑坡的定义斜坡土体和岩体在重力作用下失去原有的稳定状态，沿着斜坡内某些滑动面（或滑动带）作整体向下滑动的现象。特点1.滑动的岩土体具有整体性；2.斜坡上岩土体的移动方式为滑动，不是倾倒或滚动，因而滑坡体的下缘常为滑动面或滑动带的位置；3.规模大的滑坡一般是缓慢地往下滑动，其位移速度多在突变加速阶段才显著。但有些滑坡滑动速度一开始也很快，且在滑坡体的表层发生翻滚现象，因而称这种滑坡为崩塌性滑坡。基本构造特征（1）滑坡体（2）滑动面、滑动带和滑坡床（3）滑坡后壁（滑坡圈谷）（4）滑坡台地（5）滑坡鼓丘（6）滑坡舌（7）滑坡裂缝：1）拉张裂缝2）鼓张裂缝3）剪切裂缝4）扇形张裂缝（8）滑坡主轴滑坡体：斜坡内沿滑动面向下滑动的那部分岩土体。这部分岩土体虽然经受了扰动，但大体上仍保持有原来的层位和结构构造的特点。滑坡体和周围不动岩土体的分界线叫滑坡周界。滑动面、滑动带和滑坡床：滑坡体沿其滑动的面称滑动面。滑动面以上，被揉皱了的厚数厘米至数米的结构扰动带，称滑动带。有些滑坡的滑动面（带）可能不只一个，在最后滑动面以下稳定的岩土体称为滑坡床。滑坡后壁：滑坡体滑落后，滑坡后部和斜坡未动部分之间形成的一个陡度较大的陡壁称滑坡后壁。滑坡后壁实际上是滑动面在上部的露头。滑坡后壁的左右呈弧形向前延伸，其形态呈“圈椅”状，称为滑坡圈谷。滑坡台地：滑坡体滑落后，形成阶梯状的地面称滑坡台地。滑坡台地的台面往往向着滑坡后壁倾斜。滑坡台地前缘比较陡的破裂壁称为滑坡台坎。有两个以上滑动面的滑坡或经过多次滑动的滑坡，经常形成几个滑坡台地。滑坡鼓丘：滑坡体在向前滑滑动的时候，如如果受到阻碍，就会形成隆起起的小丘，称为为滑坡鼓丘。滑坡舌：滑坡体的前部如如舌状向前伸出出的部分称为滑坡舌。滑坡裂缝：在滑坡运动时，，由于滑坡体各各部分的移动速度不均匀匀，在滑坡体内及表面所产生的裂缝称称为滑坡裂缝。滑坡主轴：滑坡主轴也称主主滑线，为滑坡坡体滑动速度最快的纵向线，它代代表整个滑坡的的滑动方向。6.3.2滑坡的分类按滑坡体的主要物质组成和滑坡与地质构造关系系划分：（1）覆盖层滑坡：本类滑坡有粘粘性土滑坡、黄土滑坡、碎石石滑坡、风化壳壳滑坡。（2）基岩滑坡：本类滑坡与地质结构的关系可分为：均质滑滑坡、顺层滑坡、切层滑坡。（3）特殊滑坡：本类滑坡有融融冻滑坡、陷落落滑坡等。按滑坡体的厚度度划分（1）浅层滑坡：<6米（2）中层滑坡；6~20米（3）深层滑坡；20~30米（4）超深层滑坡：：>30米按滑坡的规模大大小划分（1）小型滑坡；；<3万立方（2）中型滑坡；3~50万立方（3）大型滑坡；50~300万立方（4）巨型滑坡：：>300万立方按形成的年代划划分（1）新滑坡：由于于开挖山体形成成的滑坡。（2）古滑坡：旧已已存在的滑坡。。按力学条件划分分（1）牵引式滑坡：：滑坡体下部先行变形滑动，，上部失去支撑撑力量，随变形形滑动。（2）推动式滑坡：：上部先滑动，挤压下部引起起变形和滑动。。6.3.3滑坡的发育过程程一般说来，滑坡坡的发生是一个个长期的变化过过程，通常将滑滑坡的发育过程程划分为三个阶阶段：蠕动变形阶段滑动破坏阶段渐趋稳定阶段蠕动变形阶段在自然条件和人人为因素作用下下，造成斜坡的的稳定状况受到破坏；在斜坡内部某某一部分因抗剪剪强度小于剪切切力而首先变形形，产生微小的移动；变形进一步发发展，直至坡面面出现断续的拉张裂缝；随着拉张裂缝的的出现，渗水作用加强，变形进一步发发展，后缘拉张张，裂缝加宽，，两侧剪切裂缝也也相继出现。蠕动变形阶段斜坡在整体滑动动之前出现的各各种现象，叫做滑坡的前兆兆现象，尽早发现和观测测滑坡的各种前前兆现象，对于于滑坡的预测和和预防都是很重重要的。滑动破坏阶段滑坡在整体往下下滑动的时候，，滑坡后缘迅速速下陷，滑坡壁壁越露越高，滑滑坡体分裂成数数块，并在地面面上形成阶梯状状地形，滑坡体体上的树木东倒倒西歪地倾斜，，形成“醉林”。随着滑坡体向前前滑动，滑坡体体向前伸出，形成滑坡舌。滑动时往往伴有有巨响并产生很大的气浪，有时造成巨大大灾害。渐趋稳定阶段由于滑坡体在滑滑动过程中具有有动能，所以滑滑坡体能越过平平衡位置，滑到到更远的地方。。在自重的作用下下，滑坡体上松松散的岩土逐渐渐压密，地表的的各种裂缝逐渐渐被充填，滑动动带附近岩土的的强度由于压密密固结又重新增增加，这时对整整个滑坡的稳定定性也大为提高高。经过若干时期后后，滑坡体上的的东倒西歪的“醉林”又重新垂直向上上生长，但其下下部已不能伸直直，因而树干呈呈弯曲状，有时时称它谓“马刀树”，这是滑坡趋于稳定的一种种现象。6.3.4滑坡的力学分析析及影响因素（一）滑坡的力力学分析（平面面解法）滑坡是在斜坡上上岩土体遭到破破坏，使滑坡体体沿着滑动面（（带）下滑而造造成的地质现象象。滑动面有平直的的、弧形的、折折线形的。沿层面或接触面滑动—直线型滑面；均质滑坡－圆弧弧型滑面；节理岩体中—折线型滑面。1.在平面滑动面情形下，滑坡体体的稳定系数K为滑动面上的总抗滑力F与岩土体重力Q所产生的总下滑力T之比。即K=F/T当K＜1时，滑体发生滑滑动；K≥1时，滑体稳定或或处于极限平衡状态。。2．在圆形滑动面情情形下，滑动面面中心为O，滑弧半径为R。过滑动圆心O作一铅直线，将将滑坡体分成两两部分。在线之之右部分为滑动动部分，其重量量为Q1它能绕O点形成滑动力矩矩Q1d1，在之左部分，其其重量为Q2形成抗滑力矩，滑坡的稳定系系数K为总抗滑力矩与与总滑动力矩之之比。3.在折线滑动面情形下，可采用用分段的力学分分析。从上至厂厂逐块计算推力力，每块滑坡体体向下滑动的力与岩上体阻挡下滑滑力之差，也称剩余余下滑力，是逐逐级向下传递的的。当任何一块剩余余下滑力为零或或负值时，说明明该块对下一块块不存在滑坡推推力。当最终一块岩土土体的剩余下滑滑力为负值或零零时，表示整个个滑坡体是稳定定的。如为正值，则不不稳定。应按此剩余下滑力力设计支挡结构构。由此可见，支挡结构设置在剩余下滑力最小小位置处较合理。（二）影响滑坡坡的因素（1）斜坡外形：斜斜坡的存在，使使滑动面能在斜斜坡前缘临空出露。这是滑坡产生生的先决条件。。同时，斜坡不不同高度、坡度度、形状等要素素可使斜坡内力力状态变化，内内应力的变化可可导致斜坡稳定定或失稳。当斜坡愈陡、高度度愈大以及当斜斜坡中上部突起起而下部凹进，，且坡脚无抗滑滑地形时，滑坡坡容易发生。（二）影响滑坡坡的因素（2）岩性：滑坡主主要发生在易亲水软化的土土层中和一些软岩中。例如粘质土土、黄土和黄土土类土、山坡堆堆积、风化岩以以及遇水易膨胀胀和软化的土层层。软岩有页岩岩、泥岩和泥灰灰岩、干枚岩以以及风化凝灰岩岩等。（3）构造：斜坡内内的一些层面、节理、断断层、片理等软弱面若与斜坡坡面倾向近于一致，则此此斜坡的岩土体体容易失稳成为为滑坡。（4）水：水的作用用可使岩土软化化、强度降低，，可使岩土体加加速风化。若为为地表水作用还可以使坡坡脚侵蚀冲刷；；地下水位上升可使岩土体体软化、增大水水力坡度等。不不少滑坡有“大大雨大滑、小雨雨小滑、无雨不不滑”的特点，，说明水对滑坡坡作用的重要性性。（5）地震：地震可可诱发滑坡发生生，此现象在山山区非常普遍。。地震首先将斜斜坡岩土体结构构破坏，可使粉粉砂层液化，从从而降低岩土体体抗剪强度；同同时地震波在岩岩土体内传递，，使岩土体承受受地震惯性力，，增加滑坡体的的下滑力，促进进滑坡的发生。。（6）人为因素1）破坏坡角。在兴建土建工工程时，由于切切坡不当，斜坡坡的支撑被破坏坏。2）堆载不当。或者在斜坡上上方任意堆填岩岩土方、兴建工工程、增加荷载载，部会破坏原原来斜坡的稳定定条件。3）破坏排水。人为地破坏表层覆盖物，引起地表水下下渗作用的增强强，或破坏自然然排水系统，使使坡体水量增加加。4）排水不当。引水灌溉或排排水管道漏水将将会使水渗人斜斜坡内，促使滑滑动因素增加。。5）爆破施工。6.3.5滑坡的治理（一）治理原则则1）以防为主、整整治为辅；2）尽量避开大型滑坡所影响响的位置；3）尽可能综合治理；4）整治最危险、最先滑滑的部位；5）注意做好排水水工程。（二）治理措施施1．排水原则：区内水尽尽快汇集、排出出区外水应拦截、、旁引措施：（1）地表排水：设置截水沟和排水明明沟系统。截水沟是用来来截排来自滑坡坡体外的坡面径径流；排水明沟沟系统，以汇集集坡面径流引导导出滑坡体外。。（2）地下排水：设置各种形式式的渗沟或盲沟系统，以截排来自滑滑坡体外的地下下水流。2．支挡（增大抗抗滑力）在滑坡体下部修修筑挡土墙、抗滑桩或用锚杆杆加固等工程以增加滑滑坡下部的抗滑滑力。在使用支挡工程程时，应该明确确各类工程的作作用。如滑坡前缘有水流流冲刷，则应首先在河岸作支挡等防护工程，然然后又考虑滑体上部的稳定定。3．刷方减重（减减小下滑力）通过削减坡角或降低坡高，以减轻斜坡不不稳定部位的重重量，从而减少少滑坡上部的下下滑力。如拆除除坡顶处的房屋屋和搬走重物等等。刷方－减小坡度度减重－减小滑体体重量4．改善滑动面（（带）岩土性质质（增加强度））改良岩土性质、、结构，以增加加坡体强度。措施：对岩质滑坡采用固结灌浆；对土质滑坡采采用电化学加固固、冻结、焙烧烧等。6.3.6崩塌（一）概述（二）崩塌发生生条件和发育因因素（三）崩塌的防防治（一）概述崩塌：陡峻或极陡斜坡坡上，某些大块块或巨块岩块，，突然崩落或滑滑落，顺山坡猛猛烈地翻滚跳跃跃，岩块相互撞撞击破碎，最后后堆积于坡脚，，这一过程称为为崩塌。规模极大的崩塌塌可称为山崩，而仅个别巨石石崩落称坠石。危害：（1）崩塌会使建筑物物、甚至使整个个居民点遭到毁毁坏，使公路和和铁路被掩埋。。（2）使河流堵塞形形成堰塞湖，淹没上游建筑筑物及农田。（3）在宽河谷中，，由于崩塌能使使河流改道及改变河流性质质，而造成急湍地段。（二）崩塌发生生条件和发育因因素（1）山坡的坡度及及其表面的构造造其坡度往往达55～75；山坡表面凹凸不平，则沿突出部分分可能发生崩塌塌。（2）岩石性质和节节理程度岩石性质不同，其强度、风化化程度、抗风化化和抗冲刷的能能力及其渗水程程度不同。软硬岩层互层组组成的陡峻山坡，软软岩层属易于风风化，硬岩层失失去支持而引起起崩塌。（3）地质构造岩层倾斜方向和和山坡倾向相反反，其稳定程度度较岩层顺山坡坡倾斜的大。岩岩层顺山坡倾斜斜其稳定程度的的大小还取决于于倾角大小和破碎程度。一切构造作用，，正断层、逆断断层，逆掩断层层，特别在地震震强烈地带对山山坡的稳定程度度有着不良影响响，而其影响的的大小又决定于于构造破坏的性性质、大小、形形状和位置。（三）崩塌的防防治只有小型崩塌，才能防止其不不发生，对于大大的崩塌只好