崩塌、滑坡和泥石流成灾机理、分布特征及其防治措施PPT课件下载推荐.ppt
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这里就高陡斜坡崩塌的发育特点和工程实例,分析水平岩层、顺向岩层、逆向岩层、块状岩体等不同结构类型边坡崩塌的形成机理与扩展特征。
2不同结构类型边坡崩塌的形成机理与扩展特征不同结构类型边坡崩塌的形成机理与扩展特征2.1水平岩层水平岩层(倾倒崩塌、错裂崩塌)
(1)在边坡卸荷作用下,卸荷裂隙一般在构造裂隙的基础上继承发展,在危岩体压应力作用下,层面垂向裂隙贯通后危岩体底部发生剪切破坏,形成崩落。
崩塌区由边坡坡肩前缘向后扩展(图1)。
如果危岩底部含有软弱或破碎夹层,软弱夹层的蠕变和超前风化,或者危岩底剪切带发育优势结构面或裂隙面,将加速危岩体底部的剪切破坏。
有的底部软弱岩层超前风化,还形成悬挑式危岩体。
图图1水平岩层错裂型崩塌水平岩层错裂型崩塌
(2)如果危岩底部不易被剪切破坏,危岩体在垂向裂隙中降水水压,或充填物的水平推力作用下,卸荷裂隙向深部发展的同时,危岩体逐步向外倾斜,在地震等外力作用下产生倾倒崩塌(图2)。
图图2倾倒崩塌倾倒崩塌2.2顺向岩层顺向岩层(滑落崩塌)各类岩层都经历过强烈挤压作用,构造裂隙比较发育,并且普遍发育垂直岩层面的张拉裂隙。
在边坡开挖或河流切割产生的卸荷作用下,卸荷裂隙一般在层面垂向构造裂隙的基础上继承发展,危岩体沿岩层面滑落而形成崩塌。
崩塌区由内边坡坡肩前缘向后扩展(图3),直至边坡重新趋于稳定。
图图3顺向岩层滑落崩塌顺向岩层滑落崩塌2.3逆向岩层逆向岩层(错裂崩塌)在边坡开挖卸荷作用下,卸荷裂隙一般在构造裂隙的基础上继承发展,在危岩体压应力作用下,垂向裂隙面贯通后形成崩落。
崩塌区由内边坡中下部向上、向后扩展(图4)。
图图4逆向岩层崩塌逆向岩层崩塌2.4块状岩体块状岩体以火成岩为代表的块状岩体的特点是岩体结构均匀,强度高。
内边坡开挖后卸荷裂隙一般沿岩石的结构面、节理和构造裂隙发育,如沿玄武岩的柱状节理裂隙、花岗岩的结构裂隙,以及受区域构造应力作用形成的构造裂隙发育。
卸荷裂隙在重力和降水入渗水压作用下由表层向深部发展,由于岩体强度高不容易破坏,容易形成高大危岩体,产生的崩塌危害性较大。
卸荷裂隙一般自坡肩前缘由外至里,由上至下扩展(图5)。
图图5火成岩崩塌示意图火成岩崩塌示意图3崩塌防治的理论依据与方法崩塌防治的理论依据与方法陡峻边坡崩塌主要受控于节理裂隙和结构面的组合,其活跃程度取决于卸荷裂隙的扩张与卸荷裂隙区的扩展。
崩塌防治的理论依据就是加固已经形成的危岩体,阻止危岩体脱落,并且阻止或减缓卸荷裂隙的扩张和卸荷裂隙区的扩展,保持边坡的相对稳定性。
我们对崩塌的防治总是有目的的,因此必须对形成边坡崩塌的具体条件,如岩石结构面和各类节理裂隙面进行充分调查研究,并分析崩塌的形成机制和扩展趋势,再结合具体防治目的,才能有针对性地对边坡崩塌采取有效防治措施。
下面列举几类常用的防治方法。
3.1锚固与挂网喷护锚固与挂网喷护在裂隙较为密集的卸荷裂隙区和危岩区,在清除部分危岩体的基础上,用锚杆加挂网喷护锚固危岩体,以达到减缓卸荷裂隙的产生和卸荷裂隙区的扩展,以及加固已经形成的危岩体的目的。
这是防治崩塌最常用的方法,也是适用性最普遍的方法。
在设计加固工程时,要充分考虑边坡岩体的结构与裂隙面特征和卸荷裂隙的扩展特征。
将卸荷裂隙扩展的牵引带作为重点加固区布置锚固工程(图6)。
牵引区加固后可以阻止或减缓扩展区卸荷裂隙的扩张以及卸荷裂隙区的扩展。
图图6锚杆加固示意图锚杆加固示意图3.2支撑加固支撑加固对较完整的悬挑危岩体可以采用支撑的方法加固,以保持危岩体的稳定性。
这是临时性的防治。
3.3遮挡避让遮挡避让对直接加固困难,或加固成本高的高陡危岩边坡,可以采用遮挡避让的方法防治崩塌危害(图7)。
这是针对如铁路和公路等线路工程经过峡谷区,采用的对边坡崩塌的防治方法之一。
图图7遮挡避让示意图遮挡避让示意图4综述综述综上所述,陡峻边坡崩塌主要受控于节理裂隙和结构面的组合,其活跃程度取决于卸荷裂隙的扩张与卸荷裂隙区的扩展。
层状结构岩石的岩层面和构造裂隙面在崩塌的形成中普遍起到控制作用。
水平岩层、顺向岩层、逆向岩层、块状岩体陡峻边坡崩塌的形成条件不同,崩塌表现出不同的扩展特点。
崩塌防治的理论依据就是,加固已经形成的危岩体,阻止危岩体脱落,并且阻止或减缓卸荷裂隙的扩张和卸荷裂隙区的扩展,保持边坡的相对稳定性。
在对边坡崩塌的防治工作中,应对形成边坡崩塌的具体条件,如岩石结构面和各类节理裂隙面进行充分调查研究,分析崩塌的形成机制和扩展趋势,再结合具体加固目的,才能采取有效防治措施,具体设计防治加固工程。
二二.滑坡(滑坡(landslide)滑坡滑坡是指斜坡上的土体或者岩体,受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面或者软弱带,整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。
俗称“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。
滑坡是斜坡岩滑坡是斜坡岩土体沿着惯通的剪切破坏土体沿着惯通的剪切破坏面所发生的滑移现象。
滑面所发生的滑移现象。
滑坡的机制是某一滑移面上坡的机制是某一滑移面上剪应力超过了该面的抗剪剪应力超过了该面的抗剪强度所致(强度所致(2008年国土资年国土资源部、水利部、地矿部地源部、水利部、地矿部地质灾害勘察规范)。
质灾害勘察规范)。
根据滑坡体体积,将滑坡分为4个等级:
小型滑坡:
滑坡体积小于10104立方米;
中型滑坡;
滑坡体积为10104-100104立方米;
大型滑坡:
滑坡体积为100104-1000104立方米;
特大型滑坡(巨型滑坡):
滑坡体体积大于1000104立方米。
根据滑坡的滑动速度,将滑坡分为4类:
蠕动型滑坡,人们作凭肉眼难以看见其运动,只能通过仪器观测才能发现的滑坡;
慢速滑坡:
每天滑动数厘米至数十厘米,人们凭肉眼可直接观察到滑坡的活动;
中速滑坡:
每小时滑动数十厘米至数米的滑坡;
高速滑坡:
每秒滑动数米至数十米的滑坡。
1.滑坡的种类滑坡的种类2.产生滑坡的基本条件产生滑坡的基本条件产生滑坡的基本条件是斜坡体前有滑动空间,两侧有切割面。
例如中国西南地区,特别是西南丘陵山区,最基本的地形地貌特征就是山体众多,山势陡峻,沟谷河流遍布于山体之中,与之相互切割,因而形成众多的具有足够滑动空间的斜坡体和切割面。
广泛存在滑坡发生的基本条件,滑坡灾害相当频繁。
从斜坡的物质组成来看,具有松散土层、碎石土、风化壳和半成岩土层的斜坡抗剪强度低,容易产生变形面下滑;
坚硬岩石中由于岩石的抗剪强度较大,能够经受较大的剪切力而不变形滑动。
但是如果岩体中存在着滑动面,特别是在暴雨之后,由于水在滑动面上的浸泡,使其抗剪强度大幅度下降而易滑动。
降雨对滑坡的影响很大。
降雨对滑坡的作用主要表现在,雨水的大量下渗,导致斜坡上的土石层饱和,甚至在斜坡下部的隔水层上击水,从而增加了滑体的重量,降低土石层的抗剪强度,导致滑坡产生。
不少滑坡具有“大雨大滑、小雨小滑、无雨不滑”的特点。
地震对滑坡的影响很大。
究其原因,首先是地震的强烈作用使斜坡土石的内部结构发生破坏和变化,原有的结构面张裂、松弛,加上地下水也有较大变化,特别是地下水位的突然升高或降低对斜坡稳定是很不利的。
另外,一次强烈地震的发生往往伴随着许多余震,在地震力的反复振动冲击下,斜坡土石体就更容易发生变形,最后就会发展成滑坡。
3.产生滑坡的主要条件产生滑坡的主要条件一是地质条件与地貌条件;
二是内外营力(动力)和人为作用的影响。
第一个条件与以下几个方面有关:
(1)岩土类型:
岩土体是产生滑坡的物质基础。
一般说,各类岩、土都有可能构成滑坡体,其中结构松散,抗剪强度和抗风化能力较低,在水的作用下其性质能发生变化的岩、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)地质构造条件:
组成斜坡的岩、土体只有被各种构造面切割分离成不连续状态时,才有可能向下滑动的条件。
同时、构造面又为降雨等水流进入斜坡提供了通道。
故各种节理、裂隙、层面、断层发育的斜坡、特别是当平行和垂直斜坡的陡倾角构造面及顺坡缓倾的构造面发育时,最易发生滑坡。
(3)地形地貌条件:
只有处于一定的地貌部位,具备一定坡度的斜坡,才可能发生滑坡。
一般江、河、湖(水库)、海、沟的斜坡,前缘开阔的山坡、铁路、公路和工程建筑物的边坡等都是易发生滑坡的地貌部位。
坡度大于10度,小于45度,下陡中缓上陡、上部成环状的坡形是产生滑坡的有利地形。
(4)水文地质条件:
地下水活动,在滑坡形成中起着主要作用。
它的作用主要表现在:
软化岩、土,降低岩、土体的强度,产生动水压力和孔隙水压力,潜蚀岩、土,增大岩、土容重,对透水岩层产生浮托力等。
尤其是对滑面(带)的软化作用和降低强度的作用最突出。
就第二个条件而言,在现今地壳运动的地区和人类工程活动的频繁地区是滑坡多发区,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。
主要的诱发因素有:
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;
不合理的人类工程活动,如开挖坡脚、坡体上部堆载、爆破、水库蓄(泄)水、矿山开采等都可诱发滑坡,还有如海啸、风暴潮、冻融等作用也可诱发滑坡。
违反自然规律、破坏斜坡稳定条件的人类活动都会诱发滑坡。
例如:
(1)开挖坡脚:
修建铁路、公路、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渗漏,工业生产用水和废水的排放、农业灌溉等,均易使水流渗入坡体,加大孔隙水压力,软化岩、土体,增大坡体容重,从而促使或诱发滑坡的发生。
水库的水位上下急剧变动,加大了坡体的动水压力,也可使斜坡和岸坡诱发滑坡发生。
支撑不了过大的重量,失去平衡而沿软弱面下滑。
尤其是厂矿废渣的不合理堆弃,常常触发滑坡的发生。
4.滑坡的人为因素滑坡的人为因素此外,劈山开矿的爆破作用,可使斜坡的岩、土体受振动而破碎产生滑坡;
在山坡上乱砍滥伐,使坡体失去保护,便有利于雨水等水体的入渗从而诱发滑坡等等。
如果上述的人类作用与不利的自然作用互相结合,则就更容易促进滑坡的发生。
随着经济的发展,人类越来越多的工程活动破坏了自然坡体,因而近年来滑坡的发生越来越频繁,并有愈演愈烈的趋势。
应加以重视。
主要与地质因素和气候等因素有关。
通常下列地带是滑坡的易发和多发地区:
(1)江、河、湖(水库)、海、沟的岸坡地带,地形高差大的峡谷地区,山区、铁路、公路、工程建筑物的边坡地段等。
这些地带为滑坡形成提供了有利的地形地貌条件;
(2)地质构造带之中,如断裂带、地震带等。
通常、地震烈度大于7度的地区,坡度大于25度的坡体,在地震中极易发生滑坡;
断裂带中的
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