西南科技大学本科工程地质8斜坡变形破坏工程地质研究-2.

工程地质学ENGINEERINGGEOLOGY主讲人：刘岁海lecturer：LiuSuihai斜坡变形破坏工程地质研究Engineeringgeologystudyofslopedeformationfailure一、滑坡的基本要素第五节滑坡滑坡要素示意图Basicelementsofconventionallandslide滑动带：滑坡体与滑坡床之间的分界面。形态可分为圆弧状、平面状和阶梯状等。滑坡床：滑坡体之下未经过滑动的岩土体。滑坡体：与母体脱离经过滑动的部分岩体。滑坡周界：滑坡体与周围未变位岩土体在平面上的分界线。滑坡壁：滑坡体后缘由于滑动作用所形成的母岩陡壁，其坡角多为35-80度，平面上多呈圈椅状。滑坡壁上常见铅直方向的擦痕。滑坡台阶：滑坡体下滑时各部分运动速度不同而形成的错台。滑坡舌：滑坡体前部伸出如舌状的部位。常伸入沟谷、河流。最前端滑坡面出露地表的部位，称滑坡剪出口。滑坡洼地（湖):主滑线:滑坡裂隙：滑坡体在滑动过程中各部位受力性质和大小不同，在各部位产生不同力学性质的裂隙。•拉张裂隙：位于滑体后部、滑床后壁，弧形分布，与滑动方向垂直；•剪切裂隙：羽状分布于滑坡体中前部的两侧，因滑坡体与滑坡床之间的相对位移的力偶作用形成，与滑动方向斜交；•鼓张裂隙：分布滑体前缘，由于滑体后部的推挤鼓起而成，与滑动方向垂直；•扇形裂隙：位于滑体舌部，因前部岩土体向两侧扩散产生，放射状呈扇形分布。2003年7月13日，三峡库区秭归县千将坪滑坡，致使24人失踪。滑坡裂缝滑坡台阶滑坡舌部掩埋排水沟临近草坪转盘西侧道路一带边坡新生裂缝二、滑坡的识别1、识别方法航片解译、地面调查、勘探面线点应用遥感信息识别滑坡，主要采用航空遥感所提供的大比例尺（1:10000-1:15000）黑白和彩红外像片来进行。在航片上识别滑坡，实质就是识别滑坡的形态要素，然后结合搜集研究地区的地质资料进行综合分析，从而确认滑坡的存在。地面地质测绘是识别滑坡的最主要手段。通过地面调查，可直接观察到滑坡各形态要素，并可搜集到滑动的证据。勘探手段包括钻探、坑探和物探。了解滑坡体的结构、岩石破碎程度、地下水位，确定滑动面（带）的位置、形状以及对滑带物质进行物理力学性质试验。圈椅状地貌双沟同源二、滑坡的识别2、识别标志(1)、地形地貌方面滑坡形态特征、地貌不协调或反常等(2)、变形破裂方面滑体上产生小型褶曲和断裂现象滑体结构松散、破碎(3)、水文地质方面结构破碎→透水性增高→地下水径流条件改变→滑体表面出现积水洼地或湿地，泉的出现(4)、植被方面马刀树、醉汉林（5）、滑动面的鉴别及研究勘探：钻探变形监测：钻孔倾斜仪三、滑坡分类1、按岩土体类型分类土体滑坡岩石滑坡（1）粘性土滑坡（2）黄土滑坡（3）堆填土滑坡（4）堆积土滑坡（5）破碎石滑坡（6）完整岩石滑坡滑坡2、按滑坡的动力学特征分类（巴甫洛夫，1903）(a)推动式滑坡(b)牵引式滑坡(c)混合式滑坡(d)平移式滑坡3、按滑动面与层面的关系分类(1)、无层滑坡均质、无层理的岩土体(2)、顺层滑坡原生、次生的软弱夹层，上部松散堆积物与下部基岩接触带(3)、切层滑坡多发生在岩层近于水平的平迭坡，构造面控制5、按滑动面深度分类(1)浅层滑坡(6m)(2)中层滑坡(6-20m)(3)厚层滑坡(20-50m)(4)巨厚层滑坡(50m)6、按滑坡时代划分（1）今滑坡（全新世末至今）（2）新滑坡（Q43)（3）老滑坡(Q42-1)（4）古滑坡(Q4-Q1)（5）始滑坡（第三系）7、其它分类如：规模、人员伤亡等三、滑坡活动的阶段性滑坡的发生、发展演化，是一个累进性变形破坏过程，具有多次周期性活动的特点。根据每一期次滑坡活动的运动学特征，可划分为四个阶段。1、蠕滑阶段变形阶段。此阶段表现为斜坡坡肩附近及坡体某些部位出现拉张裂缝；坡体内局部剪切破坏面出现，并向贯通性的滑面方向发展。蠕滑阶段的持续时间与斜坡中应力集中和分异的速度以及外力作用的强度有关，一般持续时间较长。2、滑动阶段滑动面贯通，前缘出现剪出口；滑体的前后及两侧出现了不同力学机制的裂隙，并有局部坍塌。这些都标志着斜坡处于滑动阶段。此时滑坡的位移速率不断加大。3、剧滑阶段滑移速率急剧加大，后缘拉裂缝急速张开和下错，后壁不断坍塌；两侧及前缘表部坍塌。滑动面（带）上岩土体结构进一步破坏，含水量增大，有时随滑舌伸出而流出大量泥水。滑坡体以较大速率向前滑移，滑速可达到每秒数十米，滑距较大。在滑速很大时甚至产生气浪。此阶段的持续时间很短。4、稳定阶段经过大量滑移后，滑体重心降低，滑动时产生的动能逐渐消耗于克服滑移阻力和滑体的变形中。滑体中部分地下水排出，使滑面强度有所提高。滑移速率渐减以至停上滑动。此时滑坡处于稳定阶段。四、滑坡破坏的危害及典型实例（一）、滑坡灾害的特点1、常见性2、多发性（二）、我国滑坡的空间分布（三）、我国滑坡的时间分布滑坡事件的年分布滑坡事件的月分布（四）、我国滑坡灾害的严重性廿世纪八十年代以来我国发生一些重大滑坡灾害续表廿世纪八十年代以来我国发生一些重大滑坡灾害云南元阳老君山滑坡（五）、典型滑坡Waterpressure三段式：前缘蠕滑-后缘拉裂-中部剪段龙羊峡库岸滑坡典型滑坡•体积1.3亿m3，滑程3.6km130MillionM3,3.6kmrun-out北川老县城80%、新县城60%以上的建筑垮塌第六节影响斜坡稳定性的因素岩土类型及性质振动作用（如地震）地质构造降水（雨、雪）水库蓄水地形人类活动（开挖、加载水文地质植被、水等）风化、剥蚀作用内在因素外部因素一、内在因素1、岩土类型及性质－决定抗滑力的根本因素强度、自稳能力：坚硬岩石半坚硬岩石松散土坡结构：层理、软弱夹层、原生节理、片理等特殊性质：膨胀性、湿陷性等滑坡往往集中在某些特定的岩层中－“易滑岩组”如：西北的黄土分布地区、成都平原地区的成都粘土层、四川盆地的红层地区（砂、泥岩互层）、青海、甘肃地区的第三系地层（半成岩的砂、泥岩），川西北、陕南和甘南浅变质岩地区（主要是千枚岩分布地区）2、地质结构结构面－结构面的产状、力学性质、规模沉积岩地区：特大型的滑坡主要与层面构造有关不同构造部位滑坡差别：如在褶皱的两翼部位，结构面往往形成上陡下缓的勺形；沿着大的构造断裂带，滑坡往往呈带状分布3、地形地貌斜坡坡度越大、越高，斜坡稳定性越差。按结构面的产状与临空面的关系，可分为：(1)平迭坡：主要软弱结构面为水平的(2)逆向坡：主要软弱结构面的倾向与坡面的倾向相反(3)顺向坡：主要软弱结构面的倾向与坡面的倾向一致时，稳定性最差，极易发生顺层滑坡时，稳定性较好(4)斜交坡：主要软弱结构面与坡面成斜交关系。其交角越小，稳定性就越差。(5)横交坡：主要软弱结构面的走向与坡面走向近于垂直，稳定性较好，很少发生大规模的滑坡。1、地震：震中周围烈度七度区，考虑附加应力2、降水：三种效应(1)、水平推力－侧向水压力(2)浮托力－减小滑动面上的有效应力(3)软化效应－降低岩土体的抗剪强度3、水库（河流）水作用：动水压力冲刷、掏空作用二、外部因素第七节滑坡预测预报一、预测预报的基本内容位置、规模、类型、运动速度、运动距离、发生时间区域性滑坡预测：以一个大的区域为依据对象，确定滑坡可能发生的区段范围。地段性滑坡预测：以一个地段滑坡调查资料为依据，确定将来可能发生滑坡的大致位置、可能的类型等。场地性滑坡预测：针对某一特定场址，预测滑坡可能发生的确切位置、范围大小、运动速度及类型。空间预测按照预测范围的大小可分为：时间预报按照预测的时间长短关系，可分为：滑坡长期预报：对未来滑坡运动的趋势作判断，以确定滑坡活动的可能年份。滑坡短期预报：对滑坡活动的可能季节或月份作出预测。滑坡临滑预报：对滑坡将要暴发的具体日期、乃至时分作出预报。二、滑坡空间预测空间预测：主要是通过滑坡条件分析，确定出对滑坡作用有利的因素组合，根据这些有利因素组合来预测区域上某斜坡段将来产生滑坡的可能性，圈定出可能产生滑坡变形的范围。空间预测的理论基础——工程地质类比法：类似的工程地质环境可能发生类似的滑坡。迄今见于报道的预测方法可归纳为：统计学方法、信息量法以及各种确定性模型计算。各种方法的共同之处：充分考虑各种地质环境因素的叠加作用来评价某特定地质环境中产生滑坡的可能性，以期在研究区圈出相对不安全的“危险区段”。预测结果一般都采用预测分区图的形式来表达。不同之处：预测评价过程中所采用的叠加方式不同而已。三、滑坡时间预报（1）、滑坡变形前兆的现象预报法（2）、位移－时间曲线变化趋势判断法（3）、斋滕法和改进的斋滕法（4）、统计数学模型回归模型、灰色理论模型、生物生长模型、灾变理论模型等（5）、黄金分割法（6）、非线性动力学模型预报法（7）、声发射等参数预报法岩土体蠕变（流变）理论第1蠕变阶段－减速蠕变阶段减速发展，斜率逐渐减小第2蠕变阶段－稳定蠕变阶段等速发展，斜率大体不变第3蠕变阶段－加速蠕变阶段CD段：变形迅速增大，但岩土体尚未破坏DE段：岩土体变形速率剧增，岩土体很快破坏212121213121231231223lg2.330.916lg0.59()()()rrttttttttttttAAAAAAA第Ⅱ阶段：第Ⅲ阶段：式中：、、分别为加速位移阶段的三个观测点、、所对应的观测时间，且与有相等的位移间隔。斋滕预报经验公式：例：某滑坡位移曲线上t1、t2、t3所对应的日期为：t1：1963年1月20日t2：1963年1月26日t3：1963年1月30日则：t2－t1＝6天t3－t1＝10天tr-t1=18天tr＝1963年2月7日