地质灾害研究现状和发展趋势

地质灾害理论研究、防治工程现状与发展趋势殷坤龙中国地质大学2005-10-19重庆国土资源部地质灾害治理工程监理专业技术培训班中国重大地质灾害点分布全国大型滑坡灾害分布情况西南73%西北11%华北4%华东4%中南7%东北〈1%西南西北中南全世界在1960至1990年期间共有300万人死于自然灾害，其中约有四分之三发生在发展中国家，发达国家仅占0.75%，其余发生在中等发达国家中。发展中国家自然灾害所导致的人员伤亡十分严重的主要原因之一是无规划的土地占用和高危险性灾害易发区的土地使用。1、1970年秘鲁Huascaran山区因地震而触发的一起山崩，造成18000人死亡的惨局；2、1963年的意大利Vajont水库滑坡致使当时世界上最高的双曲拱坝失效，涌浪夺去了坝下游2600多人的生命；3、1981年我国四川盆地因暴雨诱发滑坡有6万多处；4、1998年，全国共发生滑坡、崩塌和泥石流等突发性滑坡18万处，较大规模的有447处，造成1157人死亡，1万多人受伤，50多万间房屋被毁坏；4、宝成铁路因滑坡灾害，在铁路接轨后对滑坡整治长达一年多才恢复通车；5、1980年成昆线铁西车站因滑坡中断行车达40天；6、陇海铁路宝鸡—天水段由于处于我国滑坡灾害的高发区，铁路线在建成后的三十年间，因滑坡灾害中断行车195天，7、1924年宁夏海源地震死亡20万人，其中10万人死于诱发的黄土滑坡。我国地质灾害与防治研究特点灾情：灾害越来越多，受地质灾害困扰的县级城镇达400多个，有1万多个村庄受到滑坡、崩塌、泥石流灾害的威胁。思考点：理论研究和防治水平逐步提高，灾害却越来越严重。原因：（1）预防性研究远远跟不上治理工程；（2）治理工程偏重工程技术方面忽视地质灾害发生的地质机理研究；（3）人类因素的参与，造成自然地质体平衡状态的恶化、自然生态环境的破坏等加速了大区域地质灾害的发生频率和规模。地质灾害与人类活动的关系地质灾害人类活动地质环境几个有影响的滑坡灾害实例分析新滩滑坡BeforetheeventJune12,19853000万m3YangtzeRiverAftertheevent新滩滑坡地面位移曲线重庆武隆滑坡(2001)国内社会影响很大的滑坡灾害事例地质灾害分布图（陕西省旬阳县）香港地区滑坡导致的死亡人数02040608010012014016019491953195719611965196919731977198119851989199319972001死亡人數No.ofFatalitieseachyear露天場地OpenSpaces道路Roads樓宇Buildings寮屋區SquatterAreas死亡人數No.ofFatalitieseachyear寶珊道PoShanRoad觀龍樓KwunLungLau秀茂坪SauMauPing喇沙利道LaSalleRoad秀茂坪SauMauPing土力工程處成立前Pre-GEOPost-GEO土力工程處成立後年份Year風險趨勢風險受控197720011949地质灾害考虑的主要方面自然地质体对象潜在的危害滑坡、地震建筑物、人口建筑物破坏地基稳定性环境、资源人员伤亡洪水、火山通讯、经济环境恶化………………减少地质灾害损失的两种途径Min的途径：1、提高自然地质体的稳定性；2、减低人类及资源、环境等的易损性。某些地质体的稳定性可以人为提高，如：地基承载力、斜坡稳定性系数，即第一种途径；而某些地质体的稳定性是无法采用人为办法来提高，如：地震、火山爆发、洪水等，只能采取第二种途径。自然地质体稳定性描述的概率模型,...),,,,,(whcfFs灾害的基本术语•1．灾害H（Hazard）：特定地区范围内某种潜在的灾害现象在一定的时间内发生的概率；•2．易损性V(Vulnerability)：灾害现象以一定的强度发生而对受威胁对象所造成的损失程度，易损性可以用0~1来表示，0表示无损失、1表示完全损失；•3．受威胁对象E(Elementatrisk)：给定区域内受灾害威胁的对象，包括人口、财产、经济活动、公共设施、等等；•4．专门风险Rs(Specificrisk)：特定的灾害现象可能造成的损失，它等于H与V的乘积；•5.总风险Rt(Totalrisk)：特定的灾害现象对生命、财产、经济活动、等等，所可能造成的损失，它等于Rs与E的乘积。工程地质问题风险评价的基本公式•H：相当于稳定性评价中的破坏概率PfVHRsEVHERRstHVR模型分析+风险区划图的基本步骤风险评价矩阵GeologicalMapoftheThree-gorgesReservoirChongqingDamSinianperiodgranitebasenearbythedamsite.PaleozoicandMesozoicformations:limestoneandsandstone,Three-GorgessectionMesozoicformation:sandstoneandclaystone三峡库区地质单元图Damtopelevation:185ma.s.l.,Normalreservoirwaterpoolelevation:175ma.s.l.Reservoir:640-kilometerlong,39.3billionm3Startingofelectricitygeneration:June1,2003,Currentreservoirwatertable:135ma.s.l.Populationresettlement:morethanonemillionTheoverviewofnewtownofBadongcountyOverviewofXingshancounty(willbetotallysubmergedin2007)Poollevelof175mThecurrentviewofWanzhoucityinthemiddlesectionofthereservoirYangtzeat135mpoollevelYangtzeThecomparisonofoldandnewtownofBadongcountyCurrentviewoftheoldtownThenewtownofBadong135m175mGeotechnicalworksStressed-fabric-gridretainingwallinWushancountyStressed-fabric-gridretainingwallinZhongxiancountyArtificialcutslopeengineeringPotentialdamagestoenvironmentsbythedisposalofdebriswastes三峡库区重大滑坡分布GeologicalprofileofChongganglandslideExpansiveclaylayeralongslipsurfaceSlipsurfacealongsedimentarybeddingRiskstofoundationengineeringasfillsinnewurbanareas1、裂隙带问题垂直压力（KPa）012.52550100Y1样膨胀力（KPa）95.624.315.87.90Y2样膨胀力（KPa）86.119.113.67.203、膨胀性问题4、水平地层滑坡问题5、抗滑桩桩间距问题用土拱理论和临界桩间距来考虑滑坡推力在桩间的传递过程，计算出形成土拱的临界桩间距的大小，这样避免了桩间距的过小或过大。6、抗滑桩锚固段长度问题防治工程技术滑坡的治理措施主要滑坡治理措施分类表绕避排水力学平衡滑带土改良1.改移线路2.用隧道避开滑坡3.用桥跨越滑坡4.清除滑体1.地表排水①滑体外截水沟②滑体内排水沟③自然沟防渗2.地下排水①截水盲沟②盲（隧）洞③平孔群排水④垂直孔群排水⑤井群抽水⑥虹吸排水⑦支撑盲沟⑧边坡渗沟⑨洞—孔联合排水⑩电渗排水1.减重工程2.反压工程①土堤(护道)②片石垛3.支挡工程①抗滑挡墙②挖孔抗滑桩③钻孔抗滑桩④锚索抗滑桩⑤锚索⑥支撑盲沟⑦抗滑键⑧排架桩⑨刚架桩⑩刚架锚索桩1.化学注浆2.旋喷桩3.石灰桩4.石灰砂桩5.焙烧鸡扒子滑坡深埋式抗滑桩工程边坡排水沟平孔排水孔钻进排水洞与仰斜孔联合排水韩城电厂滑坡抗滑桩排京珠高速公路东坪古滑坡锚索抗滑桩施工八渡滑坡预应力锚索抗滑桩工程预应力锚索地梁八渡车站滑坡预应力锚索地梁钢筋地梁浇注混凝土香港大学边坡锚固工程长江承重阻滑工程猴子岭拦石工程危岩体锚固工程三峡库区链子崖危岩体治理工程StabilizationbyPiles(Section2×3m2，length30m)某滑坡上部减重StabilizationofshorelineslopesinWanzhoucityStabilizationofshorelineslopesinYunyangcounty注重地质灾害防治工程设计与环境保护的协调地质灾害时间预测预报预测预报分类空间时间区域长期地段短期场地报警信息源地质体内部信息源：位移场（深部断层位移、地面沉降位移、斜坡位移）地应力场（构造应力、自重应力）孔隙水压力场水化学场声波场（岩石变形要发生破裂…）电磁场地质体外部信息源：大气要素（降雨、冻融、…)河岸侵蚀人类活动（开挖、切坡建房、后缘加载…）其它信息源：动物异常行为信息源的监测常用仪器经纬仪（Theodolite）钻孔倾斜仪（Inclinometer）伸长仪（Extensometer）水压力计（Piezometer）裂缝计（Crackmeter）地表位移监测滑坡剖面图位移监测点布置图位移矢量图深部位移监测孔号位置变形部位累计最大变形量ZKW23B12桩前28m38mmZKW24A8桩前12-14m之间25mm深部位移变化曲线钻孔倾斜仪获取信息的常用仪器Datareadout水压力计Piezometer土压力盒Earthpressurecell裂缝计Crackmeter