防灾减灾工程学 教学课件 江见鲸 第18章　滑坡灾害及其防治.ppt

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2、道。(3)香港地区也是经常有滑坡灾害的实例。(4)国外滑坡灾害实例。(1)我国特别是西南地区曾发生很多滑坡灾害表18-120世纪中国滑坡灾害表(1)我国特别是西南地区曾发生很多滑坡灾害表18-120世纪中国滑坡灾害表(2)国内西南地区的滑坡灾害的报道。例如，2001年5月，重庆市武隆县城发生山体滑坡，滑坡瞬间，一幢建筑面积为4700m2的9层楼房顷刻被砸得粉碎，死亡79人。在事故发生前，坡顶已经出现了滑坡裂缝，但没有引起人们的警觉和防范，终于酿成惨剧。而重庆市早在1946年和1948年在市中区中二路和洪崖洞地区分别发生了滑坡和危岩崩塌，破坏房屋数十间，导致324人伤亡。(3)香港地区也是经常有

3、滑坡灾害的实例。1925年7月17日，记录了126mm降雨量的连续三天大雨引发香港半山区宝兴坊滑坡时，一座高大石砌挡墙倒向多排房屋，摧毁5座楼房，死亡75人。从1972年6月16日至18日的三天内连日暴雨雨量650mm导致多处滑坡，在18日这一天内因滑坡而死亡的人数高达250多人，其中，宝珊道滑坡发生在陡峭的洪坡积层形成的天然山坡上，该滑坡摧毁了一座4层高的楼宇和一幢13层高的大厦，导致67人死亡，另一个发生在九龙秀茂坪公共屋屯，高约40m的填土在大雨中滑动，淹没了坡脚下的许多木屋，导致71人死亡。1976年8月25日在一场雨量为416mm的暴雨后，全港又发生了上百起滑坡破坏，死伤57人。这些

4、事故提醒人们必须研究滑坡规律，采取防治措施。(4)国外滑坡灾害实例。例如，1959年12月2日法国67m高的Malpasset薄拱坝因坝基失稳而毁于一旦，死亡380人，100余人失踪。1963年10月9日，意大利265m高的Vajont拱坝，其上游Touk山左岸发生大规模的滑坡，滑坡体从大坝附近向上游扩展长达1800m，并跨越峡谷滑移300400m，估计有23亿m3的岩块滑入水库，冲到对岸形成100150m高的岩堆，致使库水漫过坝顶，冲毁了下游的朗格罗尼镇，死亡约2500人。18.1.2滑坡的危害滑坡不仅会毁坏耕地，冲毁房屋，掩埋人、畜，还会破坏铁路、高速公路、输油管道、水电站等，这些城市间交

5、通、能源、建筑的破坏所造成的损失就比对毁坏一般建筑物要严重得多。18.2滑坡要素与滑坡的分级、分类18.2.1滑坡要素18.2.2滑坡的分级、分类18.2.1滑坡要素图18-1滑坡示意图1滑坡壁2滑动面3滑坡床4滑坡舌5扇形裂缝6后缘拉张裂缝18.2.2滑坡的分级、分类1.滑坡按强度或规模分级2.滑坡常见滑动面的类型3.典型滑坡的多角度分类1.滑坡按强度或规模分级表18-2滑坡分级表2.滑坡常见滑动面的类型根据以往经验和岩土工程原理，滑坡常见滑动面分为三种类型。(1)均质土滑动面。对于基岩埋深很大，整个滑动面均发生在土体内部而未触及基岩。一般来说，均质土滑面形状以圆形和弧形为主，这和一般边坡稳

6、定分析原理是一样的。如图18-2a)所示。(2)碎石土滑动面。在基岩或稳定土层之上堆积的碎石土沿坡体下滑的滑动面，滑动面形状一般随下卧滑床形状呈折线型。如图18-2b)所示。(3)基岩滑动面。上层基岩沿软弱带下滑时的滑动面，一般为直线。如图18-2c)所示。图18-2滑动面类型a)均质土滑动面b)碎石土滑动面c)基岩滑动面2.滑坡常见滑动面的类型3.典型滑坡的多角度分类表18-3典型滑坡分类一览表3.典型滑坡的多角度分类表18-3典型滑坡分类一览表3.典型滑坡的多角度分类表18-3典型滑坡分类一览表18.3滑坡稳定分析18.3.1产生滑坡的主要条件18.3.2土坡的稳定分析18.3.1产生滑坡

7、的主要条件1.内在因素2.外部环境条件和人为作用包括两方面。1.内在因素(1)岩土类型。(2)地质构造。(3)地形地貌。(4)水文地质条件。(1)岩土类型。岩、土体是产生滑坡的物质基础。通常各类岩、土都有可能构成滑坡体，其中结构松软，抗剪强度和抗风化能力较低，在水的作用下其性质易发生变化的岩、土，如松散覆盖层、黄土、红粘土、页岩、泥岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等及软硬相间的岩层所构成的斜坡易发生滑坡。(2)地质构造。斜坡岩、土只有被各种构造面切割分离成不连续状态时，才可能具备向下滑动的条件。同时，构造面又为降雨等进入斜坡提供了通道。故各种节理、裂隙、层理面、岩性界面、断层发育的斜坡

8、，特别是当平行和垂直斜坡的陡倾构造面及顺坡缓倾的构造面发育时，最易发生滑坡。(3)地形地貌。只有处于一定地貌部位、具备一定坡度的斜坡才可能发生滑坡。一般江、河、湖(水库)、海、沟的岸坡，前缘开阔的山坡、铁路、公路和工程建筑物边坡等都是易发生滑坡的地貌部位。坡度大于15度、小于45度、下陡中缓上陡、上部成环状的坡形是易于产生滑坡的地形。(4)水文地质条件。地下水活动在滑坡形成中起着重要的作用。它的作用主要表现在：软化岩、土，降低岩、土体强度，产生动水压力和孔隙水压力，潜蚀岩、土，增大岩、土的堆密度，对透水岩石产生浮托力等。尤其是对滑面(带)的软化作用和降低强度作用最突出。2.外部环境条件和人为作

9、用(1)外界因素和作用可以使产生滑坡的基本条件发生变化，从而诱发滑坡，主要诱发因素有：地震，降雨和融雪，地表水的冲刷、浸泡，河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷。(2)不合理的人的行为，主要是各种违反自然规律的行为，这些破坏斜坡稳定条件的人类活动(以土木工程建设为主)都会诱发滑坡。1)开挖坡脚。修建公路、铁路、依山建房、建厂等工程，常常因使坡体下部失去支撑而发生下滑。例如，我国西南、西北的一些铁路、公路，因修建时大力爆破、强行开挖，事后，陆陆续续地在边坡上发生了滑坡，给道路施工，运营带来危害。2)蓄水、排水。水渠和水池的漫溢和漏水、工业生产用水和废水的排放、农业灌溉等，均使水流渗入坡体，加大孔隙

10、水压力，软化土石，增大坡体容重，从而促进或诱发滑坡的发生。水库的水位上下急剧变动，加大了坡体的动水压力，也可诱发滑坡发生。3)堆填加载。在斜坡上大量兴建楼房、修建重型工厂、大量堆填土石、矿渣等，使斜坡支撑不了过大的重量，失去平衡而沿软弱面下滑。尤其是矿厂废渣的不合理堆弃，常常触发滑坡的发生。18.3.2土坡的稳定分析1.简单土坡的稳定分析2.岩石边坡稳定分析1.简单土坡的稳定分析(1)无粘性土简单土坡。(2)土坡分析的圆弧法圆弧法适用于比较均质的土质边坡分析。(3)折线滑坡稳定分析。(1)无粘性土简单土坡。由于无粘性土颗粒之间没有粘聚力，只有摩擦力，只要坡面不滑动，土坡就可以保持稳定状态。其稳

11、定平衡条件可由图18-3所示的力系来分析。(1)无粘性土简单土坡。图18-3无粘性土简单土坡图18-4均质土坡滑动面(2)土坡分析的圆弧法(2)土坡分析的圆弧法图18-5土坡稳定分析圆弧法(2)土坡分析的圆弧法图18-6单条稳定分析法图示(2)土坡分析的圆弧法(3)折线滑坡稳定分析。折线破坏的稳定分析方法宜采用地基设计规范建议的传递系数法(如图18-7所示)。传递系数法计算推力时假定：1)滑坡体不可压缩并作整体下滑，不考虑条块之间挤压变形。2)滑坡推力平行于各段滑面，作用点在界面中点。3)不计土条两侧摩擦力。4)土体处于极限平衡状态。图18-7传递系数法计算滑坡推力(3)折线滑坡稳定分析。(3

12、)折线滑坡稳定分析。2.岩石边坡稳定分析(1)地貌和形态、发育阶段和微地貌特征；当存在滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象时，应查明其范围和性质。(2)构成边坡岩体的种类、成因、性质和分布。(3)查明岩体内结构面的类型、产状、间距、延伸性、张开度、粗糙度、充填及胶结情况，组合关系和主要结构面产状与坡面的关系等。(4)地下水的类型、水位、水量、水压、补给和动态变化，岩层的透水性及地下水在地表的出露情况。(5)地区的气象条件(特别是雨期、暴雨量)，坡面植被，岩石风化程度，水对坡面、坡脚的冲刷情况和地震烈度，判明上述因素对坡体稳定性的影响。(6)岩体内各岩石材料的物理力学性质和软弱结构面的抗剪强度。边坡

13、稳定的定性分析方法。1)工程类比法。2)图解法。3)边坡稳定的数值分析方法。1)工程类比法。边坡及其邻近地段已有滑坡、崩塌、陷穴等不良的现象存在。岩质边坡中有页岩、泥岩、片岩等易风化、软化岩层或软硬交互的不利岩层组合。土质边坡中网状裂隙发育、有软弱夹层，或边坡由膨胀土(或岩)构成。软弱结构面与坡面倾向一致或交角小于45，且结构面倾角小于坡角，或基岩面倾向坡外且倾角较大。地层渗透性差异大，地下水在弱透水层或基岩面上积聚流动；断层及裂隙中有承压水出露。坡上有水体漏水，水流冲刷坡脚或因河水位急剧升降引起岸坡内动水力的强烈作用。边坡处于强震区或邻近地段采用大爆破施工。2)图解法。图解法包括赤平极射投影

14、、实体比例投影与摩擦圆等方法。图解法用于岩质边坡的稳定分析，可快速、直观地分辨出控制边坡的主要和次要结构面，确定出边坡结构的稳定类型，判定不稳定块体的形状、规模及滑动方向。对用图解法判定为不稳定的边坡，需进一步用计算加以验证。3)边坡稳定的数值分析方法。有限元法。由地质勘察得到了有关参数后，可用已有有限元软件进行分析，与一般连续体有限元分析不同，可引入节理、裂缝单元，这对于中、大型工程已经是常用的、甚至是必用的方法。极限平衡法。极限平衡法可用于平面型、简单的块体滑坡。在极限平衡法中，根据地质剖面的节理图设定某滑动面，将滑体视为刚体，将沿滑动面的滑动力和抗滑力分别计算，二者之比为稳定系数Fs。若

15、Fs1(实际应用取1.2左右)则岩体是稳定的。18.4滑坡的防治措施1.滑坡整治的原则2.滑坡整治的途径3.具体工程防治措施1.滑坡整治的原则(1)以防为主，尽量避开。对于重要工程建设项目，如安全国防工程、交通通讯、都市住宅等，应尽量避开。对于滑坡地带已建工程、难以绕避地区，应尽量避免破坏原有平衡，防止滑坡的产生。(2)区别情况，综合防治。不同类型的滑坡或不同地质环境中的滑坡，其形成条件和发育过程各不相同。深入研究分析滑坡产生的原因、类型、范围、地质特征、发展阶段后，才能对症下药，提出合理的治理方案。同时，对于大型滑坡或滑坡群地带，形成滑坡的原因是多方面的，应有针对性地采取措施，进行综合防治。

16、(3)彻底根治，以绝后患。对于直接威胁人民生命财产和重要工程的滑坡，原则上要彻底根治，以绝后患，避免滑坡反复、重复整治而造成巨大浪费。2.滑坡整治的途径(1)终止或减轻诱发滑坡的外部环境条件，如截流排水、卸荷减载、坡面防护。(2)改善边坡内部力学特征和物质结构，如土质改良。(3)设置抗滑工程直接阻止滑坡的发展，如抗滑桩、挡土墙、预应力锚固等。3.具体工程防治措施(1)截流排水。(2)削坡减荷。(3)边坡护坡。(4)抗滑工程。(5)土质改良。(6)防御绕避。(1)截流排水。1)外围截水沟。外围截水沟应设置在滑坡体(滑坡周界外侧)或老滑体后缘裂缝5m以外，根据山坡的汇水面积、设计降雨量设置外围截水

17、沟。2)内部排水沟。对于滑坡体内的地表水，除充分利用自然沟谷排水外，还可设置内部排水沟，以加快地表水向滑坡体外排出。3)坡面夯实防渗。为了防止地表水下渗，对表土松散易渗的土体，应夯填坑洼和裂缝，并整平夯实，使落到地表的雨水能迅速向自然沟谷和排水沟汇集排走。4)盲沟。对于滑坡体外的地下水，可设置截水盲沟旁引排走。对滑坡体内的地下水，可设置排水孔、排水隧洞、支撑盲沟或以灌浆阻水方法拦截导引。5)排水孔。对于深层地下水，可设置排水孔群以加速排泄。按钻孔布置形式，排水孔可以分为垂直排水孔、倾斜排水孔和放射状排水孔。(2)削坡减荷。这种措施的目的是为了降低坡体的下滑力，其主要的方法是将较陡的边坡减缓或将

18、滑坡体后缘的岩土体削去一部分。这种措施在滑坡防治中应用较广，尤其对推落式滑坡效果更佳。(3)边坡护坡。1)岩石边坡的坡面防护措施。2)土质边坡的防护措施。3)江河湖海和水库边坡防护措施。1)岩石边坡的坡面防护措施。防护措施大致有用灰浆、三合土等抹面、喷浆、喷混凝土、浆砌片石护墙、锚杆喷浆护坡、挂网喷浆护坡等。这类措施主要用以防护开挖边坡坡面的岩石风化剥落、碎落以及少量落石掉块现象，如常用于风化岩层、破碎岩层及软硬岩相间的互层(如砂页岩互层、石灰岩页岩互层)的路堑边坡的坡面防护，用以保持坡面的稳定，而其所防护的边坡，应有足够的稳定性。当采用封闭式坡面防护类型(如抹面、喷浆、喷混凝土、浆砌片石护坡

19、等)，应在坡面设置泄水孔和伸缩缝。2)土质边坡的防护措施。雨水的冲蚀作用，会造成土质边坡冲刷流泥和溜坍等破坏，日晒和冰冻也加速岩土表层的风化剥落。为保护边坡加固表土，防止风沙对沙质路基的破坏，防止冻土的热融，在坡面上植草是经济而有效的办法。3)江河湖海和水库边坡防护措施。凹岸必防。凹岸受水流强烈的冲刷，流速和水力动能大，又受环流影响，侧蚀最为明显，故凹岸路堤边坡易遭冲毁，应做护坡。当冲必防。凹岸或急滩下皆当冲之处，水面广阔，吹向边坡的风又受波浪的冲击，水流就要直冲路基，均宜有良好的护坡和基础才足以抵御。软岸必防。如将基岩裸露、石质坚硬、允许流速甚高的一岸称为硬岸，那么土质一岸则称为软岸。洪水时

20、软岸易遭冲刷。修路后土质路堤就是新生的软岸，如没有有力防护迟早要遭冲毁。凡有局部冲刷的地方，如堤堑交界、路堤和路肩墙交界和桥头路基等处，都要求做好顺接，主要地点要做片石护锥。河岸在平面和横断面上的任何急剧变化，都会引起水位、比降、流速和泥沙冲淤的变化，并引起局部冲刷。(4)抗滑工程。1)挡墙。挡墙也称挡土墙，是防治滑坡常用的有效措施之一，并与排水等措施联合使用，它是借助于自身的所受重力以支挡滑体的下滑力。2)抗滑桩。抗滑桩是用以支挡滑体下滑力的桩柱，一般集中设置在滑坡的前缘附近。它施工简便、可灌注，也可以锤击贯入。3)锚杆(索)。岩质斜坡一般采用预应力锚索加固，这是一种很有效的防治滑坡的措施。

21、利用锚杆或锚索上所施加的预应力，以提高滑动面上正应力，进而提高该面的抗滑力，改善剪应力的分布状况。4)支撑。这种方法主要用来防治陡峭斜坡顶部的危岩体，制止其崩落。(5)土质改良。1)直接拌和是将固化材料如沥青、水泥、石灰和其他化学固化剂掺入斜坡土体并拌和压实，使土胶结以提高土的强度和抗水性。2)灌浆法是把胶结材料的浆液通过钻孔压入岩土体的孔隙或裂隙中，待其凝固后增强岩土体强度和抗水性。(6)防御绕避。1)明硐和御塌棚，用于陡峻斜坡上部经常发生崩塌的地段。2)内移做隧和外移做桥的措施，用于难于治理的大滑坡地段。18.5滑坡的监测与预报1.滑坡的动态监测滑坡的监测是指通过对滑坡的动态观测，判断滑坡

22、的发展发育阶段，并进行防灾减灾预报。2.滑坡预报当有不良气象条件，尤其是有大暴雨或长期阴雨天气时，对危险等级高的地区除加强观测外还应加强滑坡预报。1.滑坡的动态监测(1)滑坡位移观测。(2)滑坡的动态监测要注意以下一些异常现象3)各地区应进行滑坡危险性评估，划出危险等级，以供工程建设参考。(1)滑坡位移观测。滑坡位移观测可以对滑坡发育的不同阶段的位移进行分析，编制滑坡水平位移矢量图及累计水平位移矢量图，随时掌握滑坡的发展趋势。对经过整治的滑坡进行观测，可以检查整治效果，积累整治经验。(2)滑坡的动态监测要注意以下一些异常现象1)大滑动之前，在滑坡前缘坡脚处，有堵塞多年的泉水复活现象，或者出现泉水(水井)突然干枯、井(钻孔)水位突变等类似的异常现象。2)在滑坡体中，前部出现横向及纵向放射状裂缝。3)大滑动之前，在滑坡体前缘坡脚处，土体出现上隆(凸起)现象。4)大滑动之前，有岩石开裂或被剪切挤压的音响。5)临滑之前，滑坡体四周岩体(土体)会出现小型坍塌和松弛现象。6)如果在滑坡体上有长期位移观测资料，那么大滑动之前，无论是水平位移量还是垂直位移量，均会出现加速变化的趋势。7)滑坡后缘的裂缝急剧扩展，并从裂缝中冒出气体。2.滑坡预报当有不良气象条件，尤其是有大暴雨或长期阴雨天气时，对危险等级高的地区除加强观测外还应加强滑坡预报。