08第八章地质灾害

1/138第八章不良地质作用和地质灾害第二节滑坡第六节岩溶第五节地震主要内容第一节概述第三节崩塌及岩堆第四节泥石流2/138•自然地质灾害内动力地质作用引起的火山爆发、地震外动力地质作用引起的滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、风沙、冻土•人为地质灾害人工边坡滑动、水库诱发地震、地面沉降第一节概述3/138第二节滑坡（landslide）•斜坡上大量土体或岩体在重力作用下，沿一定的滑动面（或带）整体向下滑动的现象称为滑坡。4/138边坡稳定性分析按边坡形成划分：•天然边坡•人工边坡按组成物质划分：•土质边坡•岩质边坡三峡工程船闸边坡5/138长江三峡新滩滑坡6/138湖北省巴东县滑坡7/1388/138长江三峡黄腊石滑坡9/138滑坡周界四川云阳鸡筏子滑坡10/13811/138香港山体滑坡1972年7月某日清晨，香港宝城路附近，两万立方米残积土从山坡上下滑，巨大滑动体正好冲过一幢高层住宅--宝城大厦，顷刻间宝城大厦被冲毁倒塌并砸毁相邻一幢大楼一角约五层住宅。死亡６7人。图8—2香港宝城大厦被滑坡冲毁成废墟12/138Early1972滑坡前June1972滑坡后13/138西藏易贡滑坡14/138挪威：高灵敏性土的破坏－滑坡15/138意大利著名滑坡16/13817/138滑坡要素:18/138影响滑坡稳定性的因素内因•边坡岩土体性质•地质构造•岩体结构•地应力外因•地表水和地下水•地震•风化作用•人工开挖、爆破19/138（a)推移式滑坡(b)平移式滑坡(c)牵引式滑坡按滑坡的动力学特征分：滑坡分类图8—520/138(c)均质滑坡(a)顺层滑坡(b)切层滑坡按滑动面与地质构造特征分：图8—6(a)(b)(c)21/138按滑坡体厚度分：•浅层滑坡：5m•中层滑坡：5～20m•深层滑坡：20~50m•极深层滑坡：50m按滑坡体的主要物质组成分：•堆积层滑坡•黄土滑坡•黏土滑坡•岩层滑坡22/138滑坡的识别据地貌特征：圈椅型地貌，双沟同源现象河床凹岸反向河中突出，树木歪倒23/138图8—9三峡库区云阳鸡筏子滑坡(a)平面图；(b)纵剖面图(a)(b)24/138据岩性条件：软弱岩层如页岩、泥岩、千枚岩和坡洪积松散堆积层、黄土等，易发生滑坡。而脆性岩层如石灰岩、花岗岩等，易发生崩塌。据构造条件：断层、褶皱发育地区，新构造运动强烈地区易发生边坡失稳现象。25/138据水文地质现象：山坡脚泉水较多，地表潮湿。据边坡变形迹象：山体裂缝，岩土体扰动、松散。26/138滑坡稳定分析方法•地质分析法•极限平衡分析法•赤平投影图解分析法•有限单元法•工程地质类比法27/138防治边坡变形破坏的工程措施1.防渗与排水28/13829/138滑坡地下排水工程30/1382.支挡加固31/138图8—14南昆线变形截面T形桩板墙32/13833/13834/13835/13836/138滑坡防治工程--后缘抗滑桩群图8—13削坡后缘抗滑桩群37/13838/13839/13840/13841/13842/13843/13844/13845/1383.削坡减载图8—15削坡处理示意图图8—16错误的削坡方法46/138变形监测工程47/138崩塌形成机理示意图崩塌形成条件:1.地形45°2.脆性岩石或上硬下软3.高陡裂隙第三节崩塌及岩堆在陡峻的斜坡上，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，称为崩塌。48/138图8—17湖北省远安县盐池河磷矿1980年山崩49/138长江三峡链子崖岩体50/138长江西陵峡链子崖卸荷裂隙51/13852/13853/13854/138图8—21长江三峡链子崖七千方的锚固55/138第四节泥石流(mudflow)一种突然暴发的含有大量泥沙石块的特殊洪流。主要发生在地形陡峻的山区。具有区域性和间歇性特点。56/138泥石流的形成条件：•地形条件上游三面环山，一面出口。中游为狭窄陡峻的深谷。下游开阔平坦。•地质条件岩性破碎，地质构造复杂。•水文气象条件暴雨，冰雪消融。57/138我国地震带和泥石流的分布58/13859/138宝天铁路泥石流--伯阳泥石流淤埋了伯阳车站，并堵塞了渭河，灾害损失巨大，1978年7月。60/138成昆线--太平沟泥石流淤埋房屋。固体物总量10万方，龙头高8米，毁民房，中断行车，1988年7月。泥石流危害村庄61/138关中地区—兰田泥石流冲毁房屋。泥石流危害村庄62/138成昆线--利子达依沟1981年7月，特大型泥石流，最大流量3200方/秒，固体物总量70万方，冲毁大桥，颠覆列车，造成人员伤亡。泥石流危害道路63/138成昆线--利子达依沟抢修、架桥、临时通车。成昆线北段，甘洛附近。泥石流危害道路64/138小江流域--姑海姑海泥石流冲毁铁路路基，铁轨悬空。泥石流危害道路65/138宝天铁路—颜加河暴雨泥石流，体积3000立方，毁桥埋路，堵塞隧道，中断行车，1981年8月。泥石流危害道路66/138川藏公路--古乡泥石流堆积扇，该处20年间暴发泥石流600余次，最大一次，1953年7月29日午夜，暴发冰川泥石流，冲出固体物达1100余万方，龙头高达40米，出沟后阻河成湖。泥石流危害道路67/1383.31中环路下方泥石流造成公路堵塞镜向S主沟68/138泥石流地段的线路方案方案I问题:平面线型较差,沟口两侧易滑坡。方案II问题:堆积扇逐年向下延伸,路基遭水毁。方案III问题:需架两座桥,造价高。方案IV问题:难以克服排导沟逐年淤积。69/138泥石流选线方案-成昆铁路安宁河1-选定的扇身通过；2-扇前绕避；3-扇前绕避；4-扇后绕避方案。70/138泥石流的防治措施:1.水土保持2.跨越：采用桥涵、过水路面、渡槽等。3.拦截：修筑拦挡坝等。4.排导：采用排导沟、急流槽、导流堤。71/138泥石流排导措施图8—30泥石流排导措施1——坝和堤防；2——导流堤72/138泥石流防治措施图8—29护路明洞与护路廊道73/138泥石流防治大秦铁路站庄泥石流涵洞模型试验74/138兰新线高桥跨越泥石流，桥墩前建造护墩工程泥石流防治75/138a.防治盐井沟5号泥石流的垂面隔拦坝b.兰新线防治宣家沟泥石流的立体隔拦坝ba泥石流防治图8—31防治泥石流的立体隔拦坝76/138地震：当活动性断层突然错动使应变能释放而产生地震波，引起地壳剧烈振动。第五节地震(earthquake)77/138墨西哥大地震。78/138地震波:•体波1.纵波2.横波•面波1.瑞雷波2.勒夫波图8—32地震名词图示79/138构造地震火山地震陷落地震诱发地震地震成因类型80/138世界火山和地震带分布图8—34世界地震分布81/138图8—35中国地震分布82/138震级和烈度震级：一次地震释放出的能量大小分10个等级:2～5级是有感地震；5～7级是破坏性地震；7级以上是大地震。烈度：指地震时地面及建筑物的破坏程度。它与震源深度、震中距离、岩土性质、地质构造、地下水及建筑物的动力性质有关。我国分12个等级。83/138基本烈度：某地区在一定时间内可能发生的最大地烈度。场地烈度：在一个区域内根据具体场地条件（地质构造、地基条件、地形条件）调整后的烈度。设防烈度：根据城市规模及建筑物重要性，为工程抗震而规定的烈度。84/138地震烈度在V度以下的地区，不会引起建筑物的破坏。地震烈度为VI度的地区，一般不对建筑物采取加固措施。地震烈度为VII～IX度的地区，必须进行建筑物抗震设计。X度以上的地震区不应建造建筑物。85/138场地工程地质条件对震害的影响1.岩土类型及性质软土埋藏越浅，厚度越大，震害越大。2.地质构造离发震断层越近，震害越大。上盘尤其震害大。3.地形地貌突出、孤立的地形，较低洼、沟谷平坦地区震害大。4.水文地质条件地下水埋深越小，震害越大。86/138工程实例：•唐山陶瓷厂各类建筑震害都很轻，只有轻微裂隙。原因：地基条件好，整个陶瓷厂位于唐山市内中部的一座丘陵——大城山上，基岩是微风化的古生代奥陶纪石灰岩；上覆坚硬状态的红黏土，承载力达（250～300）kPa。该厂建筑物基础有的直接做在基岩上；有的在红黏土中，其厚度仅数米，属坚硬场地土，故震害都很轻。强震后不久该厂即恢复正常生产。87/138•大城山上5幢3层住宅楼，其中两幢灰楼，震后只有轻微裂缝。3幢红楼(距灰楼东部约300m)震后倒塌。原因：两者的场地类别不同。灰楼基础埋深2.0～2.5m，地基土3m下即为石灰岩基岩；属于I类建筑场地。红楼基础埋深1.4m，基底下覆盖层很深。属于IV类建筑场地。88/138地表破坏现象：地裂缝喷砂冒水(液化)滑坡与塌方震陷地震破坏效应图8—3689/138地基液化的条件：（1）饱和疏松的粉、细砂；（2）土层处于地下水位以下；（3）遭遇大、中地震。90/138地基液化的实例：（l）唐山柏格庄化肥厂：唐山地震时地基液化，办公楼东南角喷水冒砂（粉砂），使楼房下沉60cm，墙体严重开裂，最大缝宽31cm。该厂的合成车间柱基不均匀沉降达60～70cm，车间地坪中部隆起，地板开裂宽达20～30cm.（2）李各庄中学：唐山地震地基液化，一教室喷水冒砂，造成地面开裂，宽度达30～40cm，最大缝宽为75cm，整个教室沉陷约lm。（3）日本神户一大贮罐：1995年1月17日凌晨5：46发生7.2级阪神大地震，地基液化，造成大贮罐倾倒。（4）日本新泻市：1964年6月16日发生7.5级强烈地震，使大面积砂土地基液化，毁坏房屋2890幢。机场建筑物震沉915mm。地下一座污水池被浮出地面高达3m。91/1381964年日本新泻地震地基的大面积液化92/1381964年日本新泻地震地基的大面积液化图8—38日本新泻市1964年大地震3号公寓倾斜93/1381995年日本阪神地震中的房屋倾斜94/138阪神地震中桩基上房屋周围填方地基液化后的沉降95/138阪神地震液化引起的储油罐倾斜图8—37日本神户贮灌倾倒96/138液化引起的公路破坏97/138阪神地震液化引起的河道破坏98/138阪神地震液化引起的道路塌陷99/138码头挡土墙之后地面由于液化而下沉100/1381999年9月21日台湾大地震液化与地基破坏101/1381999年9月21日台湾大地震液化与地基破坏102/138地基震沉的原因：地震时软土结构受扰动，使土的抗剪强度降低，因此地基土向基础周边挤出，导致建筑物震沉、倾斜甚至破坏。103/138图8—39唐山矿冶学院书库震沉一层楼104/138天津塘沽一航局宿舍：1974年建成，3～4层楼高。地基为淤泥质土，含水量高达60％，超过液限；压缩系数a1～2＝（0.7～1.8）Mpa-1，属高压缩性土；快剪试验结果：c=7kPa，=1.9°，很低。采用筏板基础。1976年6月实测地基沉降量：3层楼S=20cm；4层楼S=30cm。唐山地震时，塘沽地区地震烈度为8度，26栋宿舍楼普遍发生震沉，3层楼为15～20cm；4层楼为17～25cm，其中11号楼震前倾斜12.4％。震后倾斜增加1.5倍，达30.6％。105/138地震滑坡和地裂的原因：一面临空的河岸、海滨与土坡，在地震加速度作用下产生附加惯性力，使边坡土体的下滑力增加，同时抗滑的内摩擦力降低。这两个不利因素叠加，可能破坏原来处于平衡状态的土坡的稳定性，发生失稳滑坡。滑坡体的坡顶由于土层错动，往往产生地裂。106/1382．地震滑坡和地裂的实例(1)日本神户海港码头：1975年阪神大地震，当地地震烈度高达VI～VII度(日本烈度最高为VII度)，大量建筑物毁坏，神户的海港码头大面积滑坡。(2)天津市结核病防治院：该防治院位于柳林区历史上海河故道东侧。唐山地震时，防治院250m长范围向海河故道滑动。滑动面穿过围墙．使围墙折断；穿过办公房，使房屋从屋顶至基础整体断裂，外墙大幅度错开。107/138神户海港码头滑坡图8—40天津结核病防治院破坏108/138对工程建筑的振动破坏：节律性破坏水平偏振扭坏强烈竖向地震力破坏波的聚能破坏共振破坏109/1381.建筑