防灾减灾工程学第18章-滑坡灾害及其防治课件

16037-16a 主编16037-16a 主编第18章滑坡灾害及其防治18.1滑坡灾害及分级分类18.2滑坡要素与滑坡的分级、分类18.3滑坡稳定分析18.4滑坡的防治措施18.5滑坡的监测与预报第18章滑坡灾害及其防治18.1滑坡灾害及分级分类1818.1滑坡灾害及分级分类18.1.1滑坡灾害实例18.1.2滑坡的危害18.1滑坡灾害及分级分类18.1.1滑坡灾害实例1818.1.1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18-1记录了20世纪我国重要的滑坡灾害。(2)国内西南地区的滑坡灾害的报道。(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。18.1.1滑坡灾害实例(1)我国特别是西南地区曾发生很(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(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(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。(2)国内西南地区的滑坡灾害的报道。例如，2001年5月，(3)香港地区也是经常有滑坡灾害的实例。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。这些事故提醒人们必须研究滑坡规律，采取防治措施。(3)香港地区也是经常有滑坡灾害的实例。1925年7月17(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。(4)国外滑坡灾害实例。例如，1959年12月2日法国6718.1.2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。18.1.2滑坡的危害滑坡不仅会毁坏耕地，冲毁房屋，掩埋人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滑坡要素与滑坡的分级、分类18.2.1滑坡要素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18.2.1滑坡要素图18-1滑坡示意图1滑坡壁218.2.2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18.2.2滑坡的分级、分类1.滑坡按强度或规模分级1.滑坡按强度或规模分级表18-2滑坡分级表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。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图18-2滑动面类型a)均质土滑动面b)碎石土滑动面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滑坡稳定分析18.3.1产生滑坡的主要条件1818.3.1产生滑坡的主要条件1.内在因素2.外部环境条件和人为作用包括两方面。18.3.1产生滑坡的主要条件1.内在因素2.外部环境条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.内在因素(1)岩土类型。(2)地质构造。(3)(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。(1)岩土类型。岩、土体是产生滑坡的物质基础。通常各类岩、(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，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。(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(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。(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(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。(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。2.外部环境条件和人为作用(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。2.外部环境条件和人为作用(1)外界因素和作用可以使产生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18.3.2土坡的稳定分析1.简单土坡的稳定分析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.简单土坡的稳定分析(1)无粘性土简单土坡。(2)(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。由于无粘性土颗粒之间没有粘聚力，只(1)无粘性土简单土坡。图18-3无粘性土简单土坡(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18-5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)土坡分析的圆弧法图18-6单条稳定分析法图示(2)土坡分析的圆弧法(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。(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图18-7传递系数法计算滑坡推力(3)折线滑坡稳定分析。图18-7传递系数法计算滑坡推力(3)折线滑坡稳定分析。(3)折线滑坡稳定分析。(3)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。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 边坡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。边坡稳定的定性分析方法。1)工程类比法。2)图解法。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。1)工程类比法。边坡及其邻近地段已有滑坡、崩塌、陷穴等2)图解法。图解法包括赤平极射投影、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。2)图解法。图解法包括赤平极射投影、实体比例投影与摩擦圆等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Fs1(实际应用取1.2左右)则岩体是稳定的。3)边坡稳定的数值分析方法。有限元法。由地质勘察得到了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18.4滑坡的防治措施1.滑坡整治的原则2.滑坡整治的途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。(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。1.滑坡整治的原则(1)以防为主，尽量避开。对于重要工程建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。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，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。3.具体工程防治措施(1)截流排水。(2)削坡减荷。(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。(1)截流排水。1)外围截水沟。外围截水沟应设置在滑坡体(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。(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(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。(3)边坡护坡。1)岩石边坡的坡面防护措施。2)土质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、浆砌片石护坡等)，应在坡面设置泄水孔和伸缩缝。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。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。3)江河湖海和水库边坡防护措施。凹岸必防。凹岸受水流强(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。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。(4)抗滑工程。1)挡墙。挡墙也称挡土墙，是防治滑坡常用(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。(5)土质改良。1)直接拌和是将固化材料如沥青、水泥、石(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。(6)防御绕避。1)明硐和御塌棚，用于陡峻斜坡上部经常发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。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.滑坡的动态监测(1)滑坡位移观测。(2)滑坡的动(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。(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(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)滑坡的动态监测要注意以下一些异常现象1)大滑动之前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。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