中国滑坡与边坡灾害防治技术简介(王恭先)

中国滑坡与边坡灾害防治技术简介IntroduceonControlTechniquesofLandslideandSlopeDisasterinChina王恭先WangGongxian中铁西北科学研究院NorthwestResearchInstituteofChinaRailwayEngineeringCorporation2007.7主要内容MainContent1中国的滑坡与边坡灾害1LandslideandslopedisastersinChina2滑坡与边坡灾害防治研究的三个阶段2ThreeStagesoflandslideandslopedisastercontrolresearch3研究的主要内容和成果3Maincontentsandachievementsinscientificresearch4目前的研究特点和发展方向4Researchcharacteristicatpresentanddevelopmentdirectioninfuture1中国的滑坡与边坡灾害1LandslideandslopedisastersinChina1.1边坡的主要变形类型1.2滑坡的危害1.3实例1.1边坡的主要变形类型collapselandsliderockfallFault-sinkingofbrokenrockmasstopple堆积层坍塌黄土滑坡崩塌错落石灰岩的倾倒变形1.2滑坡的危害◆中断交通运输◆破坏矿山开采◆危害工厂安全生产◆破坏水利水电建设◆破坏文物古迹◆破坏城镇环境◆摧毁村庄农田◆造成其他次生灾害中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1.3实例宝成铁路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滑坡云南元磨高速公路K259三公箐隧道进口滑坡二郎山隧道西引道滑坡张裂缝长江北岸鸡扒子砂泥岩顺层滑坡小湾电站左坝肩边坡高500m，6#山头发生10万m3崩塌贵州印江岩口滑坡堵江成坝甘肃天水锻压机床厂滑坡海石湾煤矿上工业广场滑坡黄茨滑坡后壁2滑坡与边坡灾害防治研究的三个阶段2ThreeStagesoflandslideandslopedisastercontrolresearch1、20世纪50～60年代——被动治理阶段2、20世纪70～80年代——深入研究阶段3、20世纪90年代至今——预防为主阶段3研究的主要内容和成果3Maincontentsandachievementsinscientificresearch1、滑坡理论研究（1）滑坡的定义、要素和术语（2）滑坡与其他边坡变形的区别（3）滑坡分类（4）滑坡的成因（5）滑坡的发生和运动机理（6）滑坡的稳定性评价（7）滑坡的预测和预报（8）滑坡与其他灾害的互相转化（9）滑坡灾害的经济评估2、滑坡防治技术的研究（1）滑坡的勘察（2）滑坡的监测（3）滑坡的预防（4）滑坡的治理滑坡基本性质研究滑坡分类研究滑坡与其它斜坡变形的区别滑坡的涵义、要素和术语滑坡分类与崩塌的区别与错落的区别与坍塌的区别单一指标分类多指标综合分类滑坡形成条件研究滑坡的地貌特征滑坡的地层结构和坡体结构特征滑坡与地质构造的关系滑坡的水文地质条件滑坡的分布规律滑坡的作用因素自然因素地震降雨河海冲刷崩塌加载人为因素开挖坡角坡上堆载水库水位升降灌溉生产、生活水下渗采空塌陷破坏植被爆破震动滑坡发生机理研究滑坡的应力场滑坡的发育过程和阶段滑面形态----圆弧形、折线形、曲线形、复合形滑带土应力应变特征滑坡运动特征研究滑坡的运动特征滑坡的速度场滑坡滑动速度和滑距预测滑坡的冲击力一次性滑动蠕动间歇性滑动高速滑动滑坡防治理论研究滑坡的稳定性评价滑坡的防治原则滑坡预防滑坡治理方案和措施工程地质分析力学计算滑坡防治技术研究滑坡的识别滑坡的勘察平、断面测量物探钻探坑洞探监测滑动面鉴定和连结滑带土物理力学试验和参数选择滑坡稳定性评价和发展趋势预测滑坡动态监测地面位移监测地下位移和滑动面监测地下水变化监测应力监测滑坡预报宏观迹象预报位移速度预报预报理论和方法滑坡防治技术防治滑坡的原则滑坡预报滑坡治理绕避防止老滑坡复活防止新滑坡恶化地面排水地下排水减重、反压支挡工程滑带土改良滑坡灾害与治理的经济评估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斜坡变形的分类变形深度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）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滑坡的成因（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（三）作用因素1、自然因素2、人为因素中国易滑坡地层汇总表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坡体结构类型与滑坡的破坏模式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（α10°）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顺倾层状结构（α≥10°）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（α≥10°）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坡体结构与滑坡的破坏模式图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abcdgjefhiklmnopqr滑坡平面应力场滑坡的平面应力场3113322223331111////////ττ张性剪裂面主滑带压性剪裂面上滑面下滑面213a)b)c)σ1σ3σ1σ3α1α2α3σ1σ1σ3σ3σ3σ3σ1σ1ττ////W3F3N3F2F1W1W1N2N1三段式滑动模式及其应力场1.牵引段；2.主滑段；3.抗滑段滑坡的发育阶段1.局部失稳的蠕动挤压阶段（K1）2.整体失稳的匀速滑动阶段（K=1）3.急剧滑动至破坏阶段（K1）4.滑后固结压密阶段（K1）滑坡发育阶段示意图影响土体抗剪强度的因素1.应力状态和应力路径2.应变3.孔隙水压力4.加荷速率和受力时间5.土体的不均匀性和不等向性滑带土的应力应变特性τA0ετττB1C2EDffγ/原状土重塑土结论：1.粘性滑带土的残余强度随土中粘粒含量增大而减小；2.残余强度与土的原始受力状态及原始密度无关；故可用重塑土求其残余强度；3.国内外测定残余强度的差别；4.不同仪器和方法所测残余强度的差别；5.粗颗粒含量对残余强度的影响。滑坡的发生机理1.滑带土孔隙水压力变化理论；2.斜坡应力状态改变理论;3.渐进破坏理论;4.震动液化理论;5.软岩挤出理论。滑坡的运动特征及高速滑坡形成的条件滑坡的运动特征1.缓慢蠕动型2.匀速滑动型3.间歇性滑动型4.高速滑动型位移s时间t432101-缓慢蠕动型；2-匀速滑动型；3-间歇性滑动型；4-高速滑动型。高速滑坡的形成条件1.具有相当大的高差（100m）；2.具有相当大的体积（100万m3）；3.具有较陡的滑面坡度（20°）；4.具有较大的峰残强度差（比值大于2）；5.具有较高的滑坡剪出口；6.滑坡前方有开阔地形。滑坡勘察技术1、调查——工程地质力学调查、坡体结构调查、滑坡性质调查、滑坡区的条块、级、层划分及主滑方向；2、勘探——综合勘探：钻探、物探、坑槽探、井（洞）探、试验、监测；3、滑坡