滑坡的分析与防治(王恭先).

滑坡的分析与防治王恭先中铁西北科学研究院2002年7月主要内容第一章滑坡灾害概论第一节地质灾害与斜坡灾害第二节滑坡灾害第三节滑坡的类型和特征第四节滑坡产生的条件和原因第五节滑坡防治研究的主要内容第二章滑坡机理第一节滑坡的应力场第二节滑坡的发育过程和阶段第三节滑带土的变形破坏规律第四节滑坡的发生机理第五节滑坡运动特征第三章滑坡的防治技术第一节滑坡的防治原则第二节滑坡的预防第三节滑坡治理的工程措施第四节滑坡推力计算第一章滑坡灾害概论第一节地质灾害与斜坡灾害一、地质灾害地质灾害是地质体在众多因素作用下变形、破坏、运动而给人类生存环境造成危害和生命财产损失的地质现象。如深层地壳运动造成的地震、火山喷发、地裂缝、由斜坡块体运动形成的山崩（崩塌）、滑坡、错落、倾倒、坍塌和岩体深层蠕变；由地表水作用形成的泥石流、碎屑流、水土流失；由地下水作用引起的岩溶塌陷、地面沉降、湿陷、涌水突泥等；由表生地质作用引起的沙漠化、盐渍化、风化剥落、膨胀、收缩等等。这里我们主要讨论斜坡块体运动的各种类型。二、斜坡灾害关于斜坡的变形和运动类型，美国人伐纳斯（Varnes)1978年曾提出崩塌、倾倒、滑坡、侧向扩展、流动等类型，如表1-1。我国早期也把他们统称为“塌方”、“塌方滑坡”、“塌方流泥”，铁路和公路部门称其为：“路基病害”。后来，随着研究的深入，逐渐把他们从变形机制和防治上加以区分。我们按照变形的深度（规模）、运动特征和物质类别将其分为坡面变形，边坡变形和坡体变形三类，如表1-2。表1-1斜坡运动的简要分类运动型式物质种类基岩工程土粗粒为主细粒为主崩塌类岩石崩落碎屑崩落土崩落倾倒类岩石倾倒碎屑倾倒土倾倒滑动类旋转滑动一单元岩石转动滑坡碎屑转动滑坡土转动滑坡平移滑动岩石块体滑坡碎屑块体滑坡土块体滑坡多单元岩石滑坡碎屑滑坡土滑坡侧向扩展岩石扩展碎屑扩展土扩展流动类岩石流（深部蠕动）泥石流（土蠕动）泥流（土蠕动）复合移动类两个或两个以上主要运动形式的组合返回表1-2斜坡变形的分类1变形深度H运动特征物质类别坡面变形（H≤2M)剥落软岩剥落、土层剥落落石岩块崩落坡面溜坍堆积层溜坍，风化岩屑溜坍边坡变形（2M＜H＜10M）坍塌堆积层坍塌，破碎岩层坍塌边坡滑坡土层滑坡，风化破碎岩石滑坡小型崩塌土崩塌，岩石崩塌坡体变形（H≥10M)崩塌岩体崩塌滑坡岩体滑坡，土体滑坡错落破碎岩体错落深层蠕动岩体深层蠕动返回图1-1斜坡块体运动主要类型示意图a.山崩（崩塌）；b.滑坡；c.错落；d.倾倒；e.坍塌；f.岩体深层蠕变abcdef青海化隆至循化公路危岩体川藏公路K315古滑坡前缘的新滑坡（修公路引起）万县—梁平高速公路梁家膀滑坡后部拉裂谷宽8~10m宝天铁路105#隧道病害东部错落体全貌京珠高速公路粤北段K35倾倒破坏成昆线乌斯河车站新寨子沟中上游两岸坍塌造成泥石流返回第二节滑坡灾害一、滑坡的灾害性表1-3世界重大滑坡灾害实例发生地点日期滑坡类型灾害情况爪哇中国甘肃1919年1920年12月16日泥石流黄土流*5100人死亡，140个村庄被毁约20万人死亡美国加利福尼亚1934年12月31日泥石流40人死亡，400间房子被毁日本久礼1945年1154人死亡日本东京西南1958年1100人死亡秘鲁1962年6月10日冰和岩石崩塌3500多人死亡意大利瓦伊昂1963年岩石滑坡进入水库约2600人死亡英国Aberfan1966年10月21日流动滑坡144人死亡巴西1966年1000人死亡巴西1967年1700人死亡美国弗吉尼亚1969年泥石流150人死亡日本1969年~1972年各种灾害519人死亡，1328间房间被毁秘鲁Yungay1970年5月31日地震引起的碎屑崩塌25000人死亡续表1-31发生地点日期滑坡类型灾害情况Chungar1971年259人死亡香港1972年6月各种灾害138人死亡日本Kamijima1972年112人死亡意大利南部1972年~1973年各种灾害约100个村庄被毁秘鲁1974年4月25日泥石流镇被毁，451人死亡秘鲁1974年450人死亡Semeru山1981年500人死亡秘鲁Yacitan1974年450人死亡尼泊尔西部1983年186人死亡中国东乡洒勒山1983年黄土滑坡4个村庄被毁，277人死亡哥伦比亚Armero1985年11月泥流约22000人死亡土耳其Catak1988年6月66人死亡表1-4我国近二十年来滑坡灾害实例滑坡名称发生地点发生时间灾害情况铁西滑坡成昆线铁西车站1980年滑坡体积200万m3,中断交通40天，治理费2300万元洒勒山滑坡甘肃省东乡县1983年3月7日滑坡体积5000m3，摧毁4个村庄，227个人死亡鸡抓子滑坡四川省云阳县1982年7月18日滑坡体积1300万m3，100万M3滑入长江，造成急流险滩，治理费8500万元新滩滑坡湖北省秭归县1985年6月12日滑坡体积3000万m3，摧毁新滩镇，侵占长江航道1/3，因提前预报无伤亡韩城电厂滑坡陕西省韩城市1985年3月滑坡体积500万m3，破坏厂房设施，一二期治理费5000余万元天水锻压机床厂滑坡甘肃省天水市1990年8月21日滑坡体积60万m3，摧坏6个车间，7人死亡，损失2000多万元头寨沟滑坡云南省昭通县1992年滑坡体积400万m3，变成碎屑流冲出4KM,摧怀1个村庄K190滑坡宝成线K1901992年5月滑坡体积30万m3，中断运输35天，砸坏明洞，改线花费8500万元黄茨滑坡甘肃省永靖县1995年1月30日滑坡体积600万m3，摧毁71户民房，因提前预报无伤亡岩口滑坡贵州省印江县1996年9月18日滑坡体积260万m3，堵断印江淹没上游一村镇，威胁下游印江县城安全八渡车站滑坡南昆线八渡1997年7月滑坡体积500万m3，威胁车站安全，治理费9000万元宝成铁路K190第三次滑坡后全貌宝兰二线伯阳隧道进口滑坡群南昆铁路八渡滑坡川藏公路102滑坡二郎山隧道东口坍塌使路面悬空二郎山隧道西引道滑坡张裂缝云南元磨高速公路砂泥岩高边坡滑坡云南元磨高速公路K259三箐公隧道进口滑坡长江北岸鸡扒子砂泥岩顺层滑坡三峡库区奉节县城古滑坡巴东县滩坪滑坡（中、下滩坪）甘肃天水锻压机床厂滑坡黄茨滑坡后壁贵州印江岩口滑坡堵江成坝黄河李家峡水电站2#滑坡黄河李家峡水电站坝前滑坡小湾电站左坝肩边坡高500m，6#山头发生10万m3崩塌同江至三亚高速公路福建八尺门互通3#滑坡全貌京珠高速公路粤北段K108滑坡京珠高速公路粤北段K152滑坡深圳高速公路K101西滑坡黄陵至延安高速公路洛川塬边滑坡二、滑坡的定义、要素和术语（一）滑坡的定义斜坡上的部分土体或岩体沿着一定的面或带整体向下滑移的现象。（二）滑坡的要素和术语图1-4滑坡要素平、剖面示意图1.滑坡体；2.滑坡周界；3.滑坡壁；4.滑动面；5.滑坡床；6.滑坡剪出口；7.滑坡舌与滑坡鼓丘；8.滑坡台阶；9.滑坡后缘；10.滑坡前缘；11.滑坡洼地（滑坡湖）；12.拉张裂缝；13.剪切裂缝；14.羽状裂缝；15.鼓胀裂缝；16.扇形裂缝；17.牵引性裂缝；18.主滑线w1DD’w2L179381157102111631813917715121410返回第三节滑坡的类型和特征一、滑坡的类型表1-5滑坡单一指标分类序号分类指标类型1按滑体物质组成土质滑坡岩质滑坡2按滑体受力状态牵引式（后退式）滑坡推动式滑坡3按滑坡发生时代古滑坡（全新世以前的）老滑坡（全新世以来发生，现未活动）新滑坡（正在活动）4按主滑面与层面的关系顺层滑坡切层滑坡5按滑坡的规模小型滑坡（10万立方米）中型滑坡（10万~50万立方米）大型滑坡（50万~100万立方米）特大型（巨型）滑坡（＞100万立方米）续表1-51序号分类指标类别6按滑体含水状态一般滑坡塑性滑坡塑流性滑坡7按滑体的厚度浅层滑坡（厚度H6M）中层滑坡(6MH20M)厚层滑坡(20MH50M)巨厚层滑坡(H50M)8按滑面出口的位置坡体滑坡坡基滑坡9按滑坡滑动速度缓慢滑坡间歇性滑坡崩塌性滑坡高速滑坡表1-6滑坡综合分类表按滑体物质按主滑动面成因按滑体厚度粘性土滑坡黄土滑坡堆积土滑坡堆填土滑坡岩石滑坡破碎岩石滑坡层面滑坡堆积面滑坡构造面滑坡同生面滑坡浅层滑坡中层滑坡厚层滑坡巨厚层滑坡二、滑坡的特征（一）平面特征图1-5滑坡的平面形态1.簸箕形；2.舌形；3.椭圆形；4.长椅形；5.倒梨形；6.牛角形；7.平行四边形；8.菱形；9.树叶形；10.叠瓦形；11.复合形1723981045611abcde（二）纵断面特征图1-6典型滑坡纵断面示意图a.圆弧形；b.平面形；c.折线形；e.软岩挤出形abcdef图1-7复合形纵断面形态滑坡后部和前部形态特征图1-8滑坡后部的陷落洼地a.裂缝密集带；b.陷落洼地；c.后缘拉裂槽abc图1-9滑坡前部特征a.帚状剪出口；b.鼓丘和鼓胀裂缝；c.滑坡摺曲abcabc图1-10滑坡的横断面特征返回第四节滑坡产生的条件和原因一、地形地质条件（一）地形条件（二）地质条件1.地层、岩性2.坡体结构和滑带地层3.地质构造4.水文地质条件表1-7我国易滑坡地层汇总表1滑坡的类型岩土组合类型滑面特征分布地区土质滑坡堆积土滑坡崩积、坡积、洪积、冰碛、残积极部分冲积物堆积层面、基岩顶面河谷缓坡地带黄土滑坡各种黄土，含钙质结核，古土壤和砂铄层同生面、不同黄土界面、基岩顶面黄河中、上游地区北方诸省粘性土滑坡裂隙粘土、灰色粘土、红土、下蜀土同生面、基岩顶面长江流域及以南地区、山西地区堆填土滑坡各种人工堆弃、堆填土（石）同生面、老地面、不同堆填界面交通、水利、工矿场地半成岩地层滑坡昔格达组滑坡昔格达组粉砂岩、粘土岩顺层面、基岩顶面四川西南部共和组滑坡共和组粉砂岩、粘土岩顺层面、切层面青海省岩质滑坡砂、页、泥岩滑坡砂岩、页岩、泥岩互层地层顺层面、切层面各地区碳酸盐岩滑坡石灰岩、大理岩夹页岩、泥灰岩地层顺层面、切层面各地区煤系地层滑坡砂页岩夹煤层、碳酸盐岩夹煤层顺层面各地区变质岩类滑坡千枚岩、片岩、片麻岩、板岩等片理面、构造面、风化界面各地区火山岩类滑坡玄武岩、流纹岩、凝灰岩等构造面、层面、风化界面各地区混合岩类滑坡各种混合岩构造面破碎岩滑坡构造破碎岩构造面构造破碎带表1-8坡体结构类型与滑坡的破坏模式1序号坡体结构滑坡的破坏模式基本类型亚类型1类均质体结构1.均质粘性土结构2.均质黄土状土结构3.强风化残积土结构4.类均质堆填土结构旋转式滑动2近水平层状结构（a10度）1.河湖相沉积层结构2.黄土软岩层状结构3.软、硬岩互层结构4.厚层硬岩下伏软岩结构顺层滑动切层滑动切层滑动挤出式滑动3顺倾层状滑坡（a≥10度）1.黄土顺倾层状结构2.堆积土顺倾层状结构3.岩层缓倾层状结构4.岩层陡倾层状结构顺层滑动顺层滑动顺层滑动顺层—切层滑动4反倾层状结构（a≥10度）1.缓倾层状结构2.陡倾层状结构切层滑动倾倒—切层滑动5碎裂状结构1.碎块状结构2.碎裂层状结构旋转滑动顺构造面滑动6块状结构1.似层状结构2.眼球状结构顺构造面滑动顺构造面滑动abcdgjefhiklmnopqr图1-11坡体结构与滑坡的破坏模式a.粘性土弧形旋转滑动；b.黄土弧形旋转滑动；c.填土弧形滑动；d.土层顺层滑动；e.半成岩地层顺层滑动；f.岩层顺层—切层滑动；g.软岩挤出型（错落型）滑动；h.挤出型平移滑动；I.堆积层顺层滑动；j.岩层顺层平面型滑动；k.岩层顺曲面滑动；l.陡倾岩层顺层—切层滑动；m.反倾岩层切层滑动；n.反倾岩层倾倒——切层滑动；o.破碎岩层旋转滑动；p.破碎岩层顺构造面滑动；q.块状岩体顺构造面（似层面）滑动；r.构造核沿构造破碎带滑动二、滑坡的作用因素滑坡是具有滑动条件的斜坡在多种因素综合作用下的结果，但对某一特定滑坡总有一或两个因素对滑坡的发生起控制作用，我们称它为主控因子，在滑坡防治中应着力找出主控因子及其作用的机制和变化幅度，并采取主要工程措施消除或控制其作用以稳定滑坡，对其他因素则采取一般性措施达到综合性治理的目的，如地下水作用引起者以地下截排水工程为主，因削弱坡体支撑力引