土木工程地质4-滑坡与泥石流课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,土木工程地质,第一编 动力地质作用与不良地质现象,第一章 地壳与地质作用第二章 活断层与地震防灾规划第三章 滑坡与泥石流第四章 岩溶第五章 渗透变形与地面沉降第六章 河流侵蚀与淤积第七章 地裂缝与采空区塌陷,滑坡与泥石流及其防治,负荷地质作用的原理和类型,斜坡要素与崩塌的形成条件,潜移作用的特点与分类,滑坡的形成因素与发育过程,泥石流的形成条件与地质作用,泥石流的分类与防护措施,负荷地质作用的原理：地表的松散堆积物和岩块等由于自身的重量，并在各种外因触发下产生运动所引发的地质作用过程。,自重,外界触发力,据运动特点，划分为4个类型：,1.,崩落作用:,是运动块体快速的、突然的坠落。运动块地开始并不是沿着固定斜面滑落，而是先短暂地离开其连结的基岩向下坠落，然后再沿山坡滚落下去。,2.,潜移作用:,是一种长期缓性的物质运动，无法确切地找到滑动面，但存在一个潜移面。,3.,滑动作用:,是先较缓慢然后快速的运动，粘结块体内部及其与基岩之间发育着一个或几个切变滑动面。,4.,流动作用:,是泥土、沙、石块与水分搅和成粘稠体的运动。,负荷地质作用,EXIT,F,G,N,F,f,斜坡,系指地壳表部一切具有侧向临空面的地质体。,它包括,自然斜坡,和,人工边坡,两种。,斜坡具有坡体、坡高、坡角、坡肩、坡面、坡脚、坡顶面、坡底面,等各要素。,斜坡要素与崩塌形成条件,坡顶面,坡底面,坡面,坡体,坡肩,坡脚,坡高,坡角,斜坡要素图,思考题1,崩塌,是指陡峻斜坡的巨大岩块，在重力作用下突然而猛烈地向下倾倒、翻滚、崩落的现象。,（1）,山坡坡度大于45,0,可形成崩塌,。,（2）,节理发育的块状或层状岩石，,如石灰岩、花岗岩、砂岩、页岩等；厚层硬岩覆盖在软弱岩层之上的陡壁均可形成崩塌。,（3）,各种构造面，,如岩层层面、断层面、错动面、节理面等，软弱夹层倾向临空面且倾角较陡时，便构成崩塌的依附面。,（4）,在暴雨或久雨之后，,水分沿裂隙渗入岩层，降低了岩石裂隙间的粘聚力和摩擦力，增加了岩体的重量，就促进崩塌的产生。,（5）,水流冲刷坡脚，,削弱了坡体支撑能力，使山坡上部失去稳定。,（6）,地震会使土石松动,，引起大规模的崩塌。,（7）,工程活动造成的崩塌，,如在山坡上部增加荷重，大爆破的震动等。,（一）崩塌和岩堆的成因,EXIT,潜移作用的特点,：,运动速率极为缓慢，每年几毫米至几厘米。,移动体与不动体间不存在明显的滑动面，两者间的形变量和移动量是渐变过渡的。,发育因素：,除重力、物性因素外，地下水起了润滑剂的作用，因而主要发,育于温湿气候区和寒湿气候区。,分类：,土层潜移,岩层潜移,过程示意,EXIT,岩层潜移的几种典型代表,软岩层的表层潜移向深部发展,软岩层的表层潜移向深部发展,下部软岩层潜移引起上层岩块分离与沉陷,谷底软岩层向上挤出,滑坡,斜坡上岩体或土体在重力作用下沿一定的滑动面（或滑动带）整体地向下滑动的现象叫滑坡，俗称“走山”、“垮山”、“地滑”等,。,滑坡是山区公路的主要病害之一。由于山坡或路基边坡发生滑坡，常使交通中断，影响公路的正常运输。大规模滑坡能堵塞河道、摧毁公路、破坏厂矿、掩埋村庄，对山区建设和交通设施危害很大。,后缘环状拉裂隙；滑坡,后壁,；拉张裂隙及滑坡台阶；,滑坡舌,及鼓张裂隙；滑坡侧壁及羽状裂隙；,滑坡体,；滑坡床；滑坡面（带）,滑坡形态要素,滑坡体,滑动面,滑坡台阶,滑坡舌,滑坡后壁,滑坡裂隙,一、滑坡要素,1.滑坡体,2.滑动面,3.滑坡后壁,4.滑坡台阶,6.滑坡裂隙,5.滑坡舌,形,成,条,件,岩土体,粘土：地表裂隙发育，遇水后呈软塑或流动状态，抗剪强度急剧降低。,黄土：遇水不稳定，垂直节理发育，具湿陷性。,堆积层：坡积、洪积及其它重力堆积层中，滑坡面一般是基岩顶面,岩石：软质岩石、软硬相间岩层或浅变质岩（千枚岩、片岩）地区。,地质,构造,结构面形成滑动面：滑动面常发生在顺坡的层面（岩层倾向与斜坡倾向一致）、节理面、不整合面、断层面（带）等软弱结构面上。,地形地貌,具备临空面和滑动面，多在丘陵、山坡和河谷地貌发生。,斜坡坡度超过边坡休止角（允许边坡倾角最大值）易产生滑动。,影,响,因,素,水,地表水：侧向侵蚀斜坡或掏空斜坡坡脚。,地下水：降低岩、土体强度；潜蚀岩、土；增大岩、土容重等。,降雨：大部分滑坡发生在降雨之后，俗有“大雨大滑、小雨小滑”。,人为活动,开挖坡脚、坡体堆载、爆破、水库蓄水、矿山开采等都可诱发滑坡。,地震,-地震产生的加速度使斜坡岩土体承受巨大的惯性力，并使地下水位发生强烈变化，在高山区极易诱发地震。（震级5-6级以上的易引起）,二、滑坡的形成条件,三、滑坡发育过程,（一）潜移形变阶段,斜坡发育初期，常是缓慢的蠕变过程，由于土石强度逐渐降低使斜坡的稳定状况受到破坏，在斜坡内部产生微小的滑动。以后，形变继续进行，坡顶出现裂隙，渗水作用加强，开始出现规模不大的错距，滑动体与基岩完全分离，滑动规模越来越大。,（二）滑移破坏阶段,滑坡体继续向下滑落时滑坡后壁的出露面积越来越大，滑坡体内部由于新的滑动面形成而进一步分裂，地面出现一个或数个阶梯状滑坡阶。,（三）渐趋稳定阶段,滑坡体在向下滑动时具有强大的动能，常超过平衡位置而滑到更远的地方。,滑坡产生过程图例,滑坡,先兆,现象,识别,边坡变形特征,在滑坡体前缘土石零星掉落，坡脚附近土石被挤紧，并出现大量鼓张裂缝。,水文地质特征,在滑坡前缘坡脚处，有堵塞多年的泉水复活现象，或者泉水（水井）突然千枯、等异常现象,古滑坡,外貌,特征,识别,地貌,特征,圈椅状地形,双沟同源,河岸反向突出,地物,特征,马刀树,树木歪倒,醉汉林,水文地质特征,在滑体两侧坡面洼地和上部常有喜水植物茂盛生长,四、滑坡的野外识别和稳定性判断,滑坡,出现时的现象,识别,在野外，从宏观角度观察滑坡体，可根据一些外表迹象和特征，粗略地判断它的稳定性。,相对稳定的滑坡地貌特征,不稳定的滑坡地貌特征,后壁较高，长满树木找不到擦痕，且十分稳定。,滑坡平台宽、大、且已夷平，土体密实无沉陷现象。,滑坡前缘的斜坡较缓，土体密实，长满树木。前缘迎河部分有被河水冲刷过的迹象。,目前的河水已远离滑坡舌部，甚至在舌部外已有漫滩、阶地分布。,滑坡体两侧的自然冲刷沟切割很深，甚至巳达基岩。,滑坡体较干燥，地表一般没有泉水或湿地，坡脚有清晰的泉水流出。,滑坡后壁高、陡，未长草木常能找到擦痕和裂缝。,有滑坡平台，面积不大，未夷平，地表有裂缝，且沉陷不均。,滑坡前缘的斜坡较陡，土体松散，未长草木，并不断产生小型的坍塌。,滑坡两侧多为新生的沟谷，切割较浅，沟底多为松散堆积物。,滑坡表面有泉水、湿地，舌部泉水流量不稳定。,滑坡前缘正处在河水冲刷的条件下,。,勘探方法,：,遥感信息,地面地质测绘,勘探实验方法,滑坡勘探线布置,平面图,剖面图 A-B,剖面图 C-D,A,B,C,D,（2）排水,（3）减荷反压这一方法在,滑坡防治中应用广泛。,五、防治,（1）支档工程,支档工程是改善斜坡力学平衡条件，提高斜坡抗滑力最常用的措施，,主要有档墙、抗滑桩、锚杆和支撑工程等。,（4）其它措施,护坡、改善岩土性质、防御绕避等措施。,EXIT,抗滑桩,锚杆,滑坡体,1,2,3,滑移面,拉裂,滑移面,泥石流,泥石流是山区特有的一种不良地质现象，我国的山地面积约占国土总面积的2/3，是世界上泥石流灾害最严重的国家之一。主要分布在西南、西北及华北地区。,（一）泥石流的主要危害方式,泥石流可在很短的时间内运出几十万至数百万立方米固体物质和成百上千吨巨石，摧毁前进途中的一切，掩埋村镇、农田，堵塞江河，造成巨大生命财产损失。其危害方式主要有堵塞、淤埋、堵河阻水、挤压河道，使河床剧烈淤高、冲刷对岸，使山体失稳，淤塞涌洞，掩埋道路，直接危害工程稳定和使用寿命。,一、泥石流的特征,泥石流是一种含大量泥砂、石块等固体物质的特殊洪流。,（1）密度大，在1420-2440kg/m3 之间。,（2）突然性的山区地质灾害。（3）破坏性。,泥石流通常发生在地形复杂的山区。一条典型的泥石流，从上游到下游一般可以分为三个阶段，象一条头大腰细尾巴散开的金鱼。,上游叫,形成区,，是一个面积巨大的三面环山一面出口的圈椅形凹地；,中游叫,流通区,，多为一个深切的狭窄沟谷，沟床发育陡坎及瀑布，坡度很陡，断面是“v”形或“U”形；,下游叫,堆积区,，多位于山口平缓开阔地带，泥、沙、石块在这里堆积成为扇状、垄岗状等乱石堆。,泥石流域示意图,泥石流的特征,（1）密度大,（2）泥石流的,结构：悬浮、,支撑、沉底。,（3）泥石流的,流态：似宾汉体（泥浆），以宾汉体流变方程为基础。,（与牛顿流体区别）,（4）泥石流的,直进性。,（5）泥石流的,脉动性。,A,B,C,D,A形成区,B流通区,C堆积区,D泥石流阻塞,河道形成湖泊,1.地形地貌条件：,具备山高沟深、地势陡峻、沟床纵坡降大。上游形成区的地形多为三面环山、一面出口的瓢状或漏斗状；中游流通区的地形多为狭窄陡深的峡谷，谷床纵坡降大；下游堆积区为地势开阔平坦的山前平原。,3.水文气象条件,：,当堆积物内水份充分饱和后，减小了内摩擦力和粘结度，增加了滑,动能力。泥石流的水源有强度较大的暴雨、冰川积雪的强烈消融等。,4.人为因素,滥伐乱垦、山坡失去保护、土体疏松、冲沟发育，水土流失，山坡稳定性破坏，很容易产生泥石流，甚至那些已退缩的泥石流又有重新发展的可能。修建铁路、公路、水渠以及其它建筑的不合理开挖，不合理的弃土、弃渣、采石等也可能形成泥石流。,2.松散物质条件,为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源的，一是地表岩层破碎，滑坡、崩塌、错落等不良地质现象发育；二是岩层结构疏松软弱、易于风化、节理发育，或软硬相间成层地区。,泥石流形成基本条件,地形地貌条件,松散物质条件,水文气象条件,人为因素,泥石流的地质作用：,（一）剥蚀与搬运,粘性泥石流中，水不是搬运介质，而是流动体的组成部分。水和泥沙、石块凝聚成一个粘稠的整体，并以相同的速度作整体运动，因此粘流具有令人难以置信的承托能力。巨大的石块象帆船一样地漂浮而下。,(二）泥石流的堆积物,粘性泥石流停积后，粘稠的流动体并不分散，仍然基本保持流动时的形状，两侧呈较陡的斜坡，前缘呈陡坎，大石块主要停积在堆积体的前缘或两侧。在剖面中，大石块常呈透镜状集结，层次不明显，分选性差，石块在流动中互相撞击和摩擦，常在表面留有擦痕或击痕，使表面毛糙，在堆积物中还杂有“泥包砾”或泥球。总观这些堆积物的外表形态，常呈舌状、垄岗状和孤岛状，或由于“龙头”的阵阵退缩形成阶坎状。,EXIT,泥石流的分类：,（1）按泥石流流域形态分标准型、河谷型、山坡型。,（2）按泥石流物质组成分类分为：水石流型、泥石流型、泥水流型。,（3）按泥石流流体性质分类分为：粘性泥石流、稀性泥石流。,（1）泥石流流域形态：,标准型：,典型的泥石流，流域呈扇形，面积较大，能明显的划分出形成区、流通区和堆积区。,河谷型：,流域呈狭长条形，形成区多为河流上游的沟谷，沟谷明显。,山坡型：,主要沿山坡坡面上的冲沟发育，流程短，面积一般小于1平方公里，无明显流通区。,河谷型泥石流流域示意图,山坡型泥石流流域示意图,河流,（2）物质组成分类：,水石流型：,一般含有粗颗粒成分，粘土含量很少。堆积物常常是很粗大的碎屑物质。,由水和大小不等的砂粒、石块组成，是石灰岩、大理岩、白云岩和玄武岩分布地区常见的类型，如华山、太行山、北京西山等地区分布。,泥石流型：,既含有相当多的粗碎屑物质，又含有相当多的粘土，堆积物常是连结较牢固的土石混合物。,由大量粘性土和粒径不等的砂粒、石块组成，西藏波密、四川西昌、云南东川和甘肃武都等地区的泥石流，均属于此类。,泥(水)流型：,固体物质主要是粘土物质和细粒泥砂,。,以粘性土为主，含少量砂粒、石块，粘度大，呈稠泥状，这种泥流主要分布在我国西北黄土高原地区。,水石流型,泥石流型,泥流型,（3）流体性质分类：,粘性泥石流：,密度大于 1800kg/m,3,，