14滑坡

第4讲滑坡21、滑坡与崩塌的关系滑坡和崩塌如同双胞胎，甚至有着无法分割的联系（连体的）。它们常常相伴而生。崩塌、滑坡在一定条件下可互相诱发、互相转化滑坡和崩塌也有着相同的次生灾害和相似的发生前兆。本节主要内容1.滑坡的定义及构造2.滑坡的分类3.滑坡的发育过程4.滑坡的力学分析及影响因素5.滑坡的治理4.1滑坡的定义及构造•滑坡的定义斜坡土体和岩体在重力作用下失去原有的稳定状态，沿着斜坡内某些滑动面（或滑动带）作整体向下滑动的现象。•特点1.滑动的岩土体具有整体性；2.斜坡上岩土体的移动方式为滑动，不是倾倒或滚动；3.规模大的滑坡一般是缓慢地往下滑动，其位移速度多在突变加速阶段才显著。（但有些滑坡滑动速度一开始也很快，且在滑坡体的表层发生翻滚现象，因而称这种滑坡为崩塌性滑坡）----过渡。•基本构造特征（1）滑坡体（2）滑动面、滑动带和滑坡床（3）滑坡后壁（滑坡圈谷）（4）滑坡台地（5）滑坡鼓丘（6）滑坡舌（7）滑坡裂缝：1）拉张裂缝2）鼓张裂缝3）剪切裂缝4）扇形张裂缝（8）滑坡主轴滑坡体：斜坡内沿滑动面向下滑动的那部分岩土体。这部分岩土体虽然经受了扰动，但大体上仍保持有原来的层位和结构构造的特点。滑坡体和周围不动岩土体的分界线叫滑坡周界。滑动面、滑动带和滑坡床：滑坡体沿其滑动的面称滑动面。滑动面以上，被揉皱了的厚数厘米至数米的结构扰动带，称滑动带。有些滑坡的滑动面（带）可能不只一个，在最后滑动面以下稳定的岩土体称为滑坡床。滑坡后壁：滑坡体滑落后，滑坡后部和斜坡未动部分之间形成的一个陡度较大的陡壁称滑坡后壁。滑坡后壁实际上是滑动面在上部的露头。滑坡后壁的左右呈弧形向前延伸，其形态呈“圈椅”状，称为滑坡圈谷。滑坡台地：滑坡体滑落后，形成阶梯状的地面称滑坡台地。滑坡台地的台面往往向着滑坡后壁倾斜。滑坡台地前缘比较陡的破裂壁称为滑坡台坎。滑坡鼓丘：滑坡体在向前滑动的时候，如果受到阻碍，就会形成隆起的小丘，称为滑坡鼓丘。滑坡舌：滑坡体的前部如舌状向前伸出的部分称为滑坡舌。滑坡裂缝：在滑坡运动时，由于滑坡体各部分的移动速度不均匀，在滑坡体内及表面所产生的裂缝称为滑坡裂缝。滑坡主轴：滑坡主轴也称主滑线，为滑坡体滑动速度最快的纵向线，它代表整个滑坡的滑动方向。4.2滑坡的分类•按力学条件划分（1）牵引式滑坡：滑坡体下部先行变形滑动，上部失去支撑力量，随变形滑动。（2）推动式滑坡：上部先滑动，挤压下部引起变形和滑动。------推和拉4.3滑坡的发育过程一般说来，滑坡的发生是一个长期的变化过程，通常将滑坡的发育过程划分为三个阶段：•蠕动变形阶段•滑动破坏阶段•渐趋稳定阶段•蠕动变形阶段斜坡内部某一部分因抗剪强度小于剪切力而首先变形，产生微小的移动；变形进一步发展，直至坡面出现断续的拉张裂缝；随着拉张裂缝的出现，渗水作用加强，变形进一步发展，后缘拉张，裂缝加宽，两侧剪切裂缝也相继出现。•滑动破坏阶段滑坡在整体往下滑动的时候，滑坡后缘迅速下陷，滑坡壁越露越高，滑坡体分裂成数块，并在地面上形成阶梯状地形，滑坡体上的树木东倒西歪地倾斜，形成“醉林”。随着滑坡体向前滑动，滑坡体向前伸出，形成滑坡舌。滑动时往往伴有巨响并产生很大的气浪，有时造成巨大灾害。•渐趋稳定阶段由于滑坡体在滑动过程中具有动能，所以滑坡体能越过平衡位置，滑到更远的地方。在自重的作用下，滑坡体上松散的岩土逐渐压密，地表的各种裂缝逐渐被充填，滑动带附近岩土的强度由于压密固结又重新增加，这时对整个滑坡的稳定性也大为提高。经过若干时期后，滑坡体上的东倒西歪的“醉林”又重新垂直向上生长，但其下部已不能伸直，因而树干呈弯曲状，有时称它谓“马刀树”，这是滑坡趋于稳定的一种现象。主干和树枝4.4滑坡的力学分析及影响因素（一）滑坡的力学分析（平面解法）滑动面有平直的、弧形的、折线形的。沿层面或接触面滑动—直线型滑面；均质滑坡－圆弧型滑面；节理岩体中—折线型滑面。1.在平面滑动面情形下，滑坡体的稳定系数K为滑动面上的总抗滑力F与岩土体重力Q所产生的总下滑力T之比。即K=F/T当K＜1时，滑体发生滑动；K≥1时，滑体稳定或处于极限平衡状态。2．在圆形滑动面情形下，滑动面中心为O，滑弧半径为R。过滑动圆心O作一铅直线，将滑坡体分成两部分。在线之右部分为滑动部分，其重量为w1它能绕O点形成滑动力矩Q1d1，在之左部分，其重量为Q2形成抗滑力矩，滑坡的稳定系数K为总抗滑力矩与总滑动力矩之比。•c-综合单位粘聚力w2d21122wkdwcLRd当最终一块岩土体的剩余下滑力如为正值，则不稳定。应按此剩余下滑力设计支挡结构。（二）影响滑坡的因素（和崩塌类似）（1）地形：斜坡的存在，使滑动面能在斜坡前缘临空出露。这是滑坡产生的先决条件。----对比，崩塌为高陡（二）影响滑坡的因素（2）岩性：滑坡主要发生在易亲水软化的土层中和一些软岩中。例如粘质土、黄土，软岩有页岩、泥岩等。---对比，崩塌为坚硬岩石和软硬相间的岩层中（3）构造：斜坡内的一些层面、节理、断层、片理等软弱面若与斜坡坡面倾向近于一致，则此斜坡的岩土体容易失稳成为滑坡。--对比，崩塌一样以下为诱惑因素：（4）水：水的作用可使岩土软化、强度降低，可使岩土体加速风化。若为地表水作用还可以使坡脚侵蚀冲刷；地下水位上升可使岩土体软化、增大水力坡度等。（5）地震：地震可诱发滑坡发生。A.地震首先将斜坡岩土体结构破坏，可使粉砂层液化，从而降低岩土体抗剪强度；B.地震波在岩土体内传递，使岩土体承受地震惯性力，增加滑坡体的下滑力，促进滑坡的发生。（6）人为因素4.5滑坡的治理我国滑坡的区域发育特点（二）治理措施1．排水原则：区内水尽快汇集、排出区外水应拦截、旁引措施：（1）地表排水：设置截水沟和排水明沟系统。截水沟是用来截排来自滑坡体外的坡面径流；排水明沟系统，以汇集坡面径流引导出滑坡体外。（2）地下排水：设置各种形式的渗沟或盲沟系统，以截排来自滑坡体外的地下水流。盲沟指的是在路基或地基内设置的充填碎、砾石等粗粒材料并铺以反滤层的排水、截水暗沟。盲沟?顾名思意应该是看不见的沟。2．支挡（增大抗滑力）在滑坡体下部修筑挡土墙、抗滑桩或用锚杆加固等工程以增加滑坡下部的抗滑力。具体工程防护措施•边坡防护–土质边坡防护–种草，降低水对边坡的冲刷，提高边坡土体的抗剪强度–砌片石框架或锚杆护坡–土工织物•边坡防护–岩石边坡防护–抹面、喷浆、喷混凝土、片石护墙、锚杆喷浆护坡、挂网喷浆护坡–避免边坡滑落和冲刷刷方减重（减小下滑力）通过削减坡角或降低坡高，以减轻斜坡不稳定部位的重量，从而减少滑坡上部的下滑力。如拆除坡顶处的房屋和搬走重物等。刷方－减小坡度减重－减小滑体重量具体工程防护措施•江河湖海和水库边坡–边坡经常受到冲刷，以及水位变化的影响，非常容易发生滑坡–凹岸必防–当冲必防–软岸必防具体工程防护措施•抗滑工程–支撑滑坡体，阻止滑坡体在重力下发生滑动–挡土墙，借助自身重量来阻挡滑坡，适用于小型滑坡–抗滑桩，穿过滑坡面使得滑坡体和滑坡面以下稳定土体形成整体，可以用于固定巨型滑坡–锚杆，提高滑坡面的正应力，进而提高其抗剪强度–支撑，防止陡峭山坡的破坏和滑动滑坡抗滑挡土墙工程•抗滑挡土墙是滑坡防治中最常见的工程，建在滑坡前缘，阻挡滑坡滑动。•挡土墙的设计仍应依据挡土墙设置位置的滑坡推力大小进行设计，挡土墙的基础应深入滑动面以下1米左右，最好嵌入基岩0.5米以上，确保挡土墙不与滑坡一起滑动。•在普通抗滑挡土墙顶上加了一排预应力锚索，锚索的下端深入滑动面以下10米，最好锚于基岩中。3.1具体工程防护措施•土质改良–增加土体强度，防止土体破坏–添加材料改变岩土成分–直接拌合（沥青，水泥，石灰等）–灌浆法–其他方法滑坡治理—抗滑挡墙、锚索挡墙1滑坡治理—抗滑挡墙、锚索挡墙2滑坡治理—抗滑挡墙、锚索挡墙3滑坡治理—抗滑挡墙、锚索挡墙4滑坡治理-护坡挡墙1滑坡治理-护坡挡墙24.4滑坡抗滑桩工程•在铁路、公路滑坡的防治中用得很广泛。将抗滑桩置于滑坡体前部，或被保护对象下侧，阻止滑坡滑动。•按抗滑桩的几何分布形态分为圆形、方形和梯形，应用最多的是圆形和方形两种；•按施工方法分为人工挖孔桩、机械成孔桩和旋喷桩；•在滑坡防治工程中常用的是钢筋混凝土桩；•预应力锚索抗滑桩，使抗滑桩的抗滑性得到充分发挥。滑坡治理-抗滑桩1滑坡治理-抗滑桩2滑坡治理-抗滑桩3锚索自由端长度大于5m格梁＋预应力锚索抗滑工程•该复合结构抗滑工程适用于前缘为陡坡的地形。由格梁和预应力锚索两部分组成，格梁用钢筋混凝土预制（或现浇），紧贴坡面嵌入地下与地表齐平，格梁相交点为预应力锚索施加的位置。•预应力锚索下端（锚固段）应深入滑动面以下8-10米，最好锚在岩石里。•格梁框内应填满耕作土壤，以便种草绿化丹巴滑坡完成后的锚索丹巴县城后山滑坡应急处理-在滑坡体上用预应力锚索进行应急治理滑坡治理-格构网1滑坡治理-格构网2滑坡的简易观测•天然滑体的形成一般要经历一个较长的时间，少则2～3年，多则7～8年，到10多年，滑坡形成过程中，地表要出现变形开裂，依据地表变形开裂的特征，可分为微裂变形阶段、匀速裂变阶段和加速裂变阶段。若在匀速裂变开始对滑体进行观测，到加速裂变，就可对滑坡发生的时间作出较准确的预测。•滑坡位移、开裂变形观测的方法很多，简易的观测方法有以下几类：–滑坡平面位移观测（经纬仪法）–滑坡地表裂缝观测（排桩法）–滑坡上房屋开裂观测（打钉、贴片法）滑坡上房屋开裂观测（打钉、贴片法）•①钉钉法是在裂缝两侧各钉一钉，每次观测只需观测两钉间距离即可。②上漆法只需在裂缝两侧各画一条红细漆线，测量两线间距离即可。③贴片法是在垂直裂缝上贴一纸片写上贴的时间，过几天去看纸片，若纸片被拉断，表明此房屋所在斜坡在滑动。利用上漆法和贴片法监测裂缝拉裂（重庆武隆，2002）埋桩法测量滑坡体后缘位移量埋桩法建筑物埋钉法建筑物贴片法6.2滑坡的精确监测•20世纪70年代初，人们开始用钻孔垂球观测法测量滑动面位置，虽然方法很简单但很实用，可靠性比较高，一直用到现在。•首先在主滑断面上打钻孔3～5个，穿过推测深层滑动面2m以上，用工程pvc管护壁，管外壁与孔壁之间隙用粗砂、细砾石填实，然后从孔口放入下端系着垂球的测绳，记下垂球下到底的深度。•以后定期观测，将测绳往孔口提，一旦滑坡蠕变滑移，滑动面联通，滑动面处就会出现剪切变形，带球的观测绳提到滑动面位置就卡住，可认定垂球被卡的位置是滑动面；如果从孔口再放入一个垂球的测绳，下到孔中某深度外就不能往下了，看是否与孔底向上提的那个测绳深度一致，若相差1米以内应示为同一滑动面（带）位置，若相差在2米以上可认为有上下两个滑动面。仪器监测滑坡深部变形或位移6.3滑坡发生前的地表前兆•滑坡发生前地表都要发生开裂。起初裂缝很小，与坡横向延伸，断断续续，不是很清晰，还无法判断是不是滑坡裂缝，过一个时期，斜坡地表裂缝逐渐明显，横向成弧型延伸，裂缝不断加宽加深。位于滑坡后缘的裂缝称为滑坡后缘圈椅状裂缝，位于滑坡两侧的羽状剪切裂缝，在滑坡前缘有的还出现鼓张放射状裂缝。在滑坡发生前，滑体前端向前“凸”出，甚至有小规模塌垮。由于在滑坡前缘开挖坡脚，后缘出现弧形下错裂缝，滑坡即将发生滑坡呈“大肚子”状，显示稳定性差，易发生滑动前缘出现有规则的纵张裂缝，显示滑坡非常危险(陕西延安，2006)滑坡后缘突然出现明显的弧形裂缝滑坡前缘土体突然强烈上隆鼓胀滑坡出现裂缝导致池塘水位明显下降组织村民查看是否还有滑坡、崩塌发生的危险滑坡后缘的裂缝急剧扩展滑坡后缘裂缝扩展滑坡前兆-建筑物、地表变形1滑坡前兆-建筑物、地表变形3滑坡前兆-建筑物、地表变形4云南盈江县支那乡花芦塘村滑坡裂缝在扩大洪水突然断流