滑坡成因机理

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起者则以恢复和加强支挡工程为主。作用于滑坡的因素概括如表1-10，可分为自然因素和人为因素，也可分为长期作用因素、短期作用因素和周期性作用因素，但就其对形成滑坡的作用来说，一是改变坡体的应力状态，增大坡脚应力和滑带土的剪应力（即下滑力）的因素，如河流冲刷、开挖坡脚、坡上加载等改变坡形的因素；二是改变滑带土的性状减小抗滑阻力的因素，如地表水下渗、地下水位变化、水库水位升降、灌溉水和生产生活用水下渗、潜蚀和溶蚀作用等降低滑带土强度的因素；三是既增加下滑力又减小抗滑力甚至造成滑带土结构破坏（如液化）的因素，如地震和爆破震动等。总之，其作用既有力学作用，还有物理化学作用，还有作用的时间过程，进行综合动态分析是必要的。表1-10作用于滑坡的因素1作用因素对滑坡的作用自然因素风化作用降低岩土体的强度降雨（雪）增大滑体重量和下滑力；减少滑带土强度和抗滑力；灌入裂缝产生静水压力；提高地下水位地下水变化增加滑带土孔隙水压力减小抗滑力；增大动水压力和下滑力；潜蚀或溶蚀滑带减小抗滑力河流冲刷增大斜坡高度和坡脚陡度和应力；减小抗滑支撑力地震增大下滑力；减小抗滑力；滑带土液化崩塌加载增大坡体重量和下滑力；增大地表水下渗人为因素开挖坡脚增大坡脚应力，减小抗滑力坡上加载增大坡体重量和下滑力；增大地表水下渗水库水位升降增大动水压力和下滑力，浸泡抗滑地段减小抗滑力；提高地下水位和滑带土孔隙压力;减小抗滑力灌溉水下渗增大滑体重量和下滑力，提高地下水位，增加滑带土孔隙压力，减小抗滑力采空塌陷增大下滑力；滑带松弛、地表水下渗，减小抗滑力爆破振动增大下滑力；破坏滑带，减小抗滑力破坏植被增大地表水下渗和下滑力，减小抗滑力返回老滑坡前部挖方导致滑坡复活（云南元磨高速公路）堆填路堤引起滑坡海石湾滑坡（由堆载、灌水引起）万梁高速公路大荒田西砂泥岩顺层滑坡由灌溉引起的黑方台缘滑坡群宝珠寺水库库岸滑坡返回一、滑坡基本性质研究第五节滑坡防治的研究内容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二、滑坡防治技术研究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返回第二章滑坡机理第一节滑坡的应力场一、滑坡的平面应力场图2-1滑坡平面应力场31133222233311111////////二、断面应立场ττ张性剪裂面主滑带压性剪裂面上滑面下滑面213a)b)c)图2-2三段式滑动模式及其应力场1.牵引段；2.主滑段；3.抗滑段σ1σ3σ1σ3α1α2α3σ1σ1σ3σ3σ3σ3σ1σ1ττ////W3F3N3F2F1W1W1N2N1返回第二节滑坡的发育过程和阶段一、土体的蠕变特性图2-3θθθφNKGJABCDCBAEMHLFφθθθθθHJ沿HJO(a)(b)0DOγ//OγαDC二、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）图2-4滑坡发育过程示意图平面示意图断面示意图返回第三节滑带土的变形破坏规律一、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二、滑带土的应力应变特性τA0ετττB1C2ED图2-5ffγ/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。返回第四节滑坡的发生机理一、基本理论1.滑带土孔隙水压力变化；2.斜坡应力状态改变3.渐进破坏4.残余强度5.震动液化二、从地质条件上分析1.类均质土的旋转滑动2.顺层滑动3.切层滑动4.顺层—切层滑动5.软岩挤出性滑动三、从主要作用因素上分析1.暴雨引起的滑动2.震动引起的滑动3.水库水位升降引起的滑动4.采空塌陷引起的滑动5.灌溉引起的滑动6.开挖坡脚引起的滑动7.堆截引起的滑动返回第五节滑坡的运动特征一、滑动的类型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t43210图2-6滑动类型示意图1-缓慢蠕动类型；2-匀速滑动类型；3-间歇性滑动；4-高速滑动类型二、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（200）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返回第三章滑坡的防治技术第一节滑坡的防治原则和规划一、滑坡的防治原则（一）正确认识滑坡的原则（二）预防为主的原则（三）一次根治不留后患的原则（四）全面规划分期治理的原则（五）综合治理的原则（六）治早治小的原则（七）技术可行经济合理的原则（八）科学施工的原则（九）动态设计、动态施工的原则（十）加强防滑工程维修保养的原则二、滑坡的防治规划（一）勘察阶段（二）设计阶段（三）施工阶段（四）运营阶段返回第二节滑坡的预防一、避开已存在的新老滑坡二、防止古老滑坡复活1.不在滑坡上方作填方加载，不在其抗滑段作挖方削弱支撑力2.不在滑坡体上设易渗水建筑物3.严格管理生产生活用水不使其渗入滑体4.设置必要的防滑措施5.有条件时改水田为旱田三、防止已变形滑坡大滑动造成灾害1.停止施工，加强监测，防止灾害2.加强地表排水，夯填地表裂缝3.上部减重，前缘反压和排地下水常是有效措施四、防止易滑坡地段发生滑坡1.高边坡地质资料的勘察分析（1）地层岩性，坡体结构（2）易滑坡地层及其分布位置和性状（3）地下水分布及出露位置2.可能发生的变形类型和规律分析3.合理的坡形、坡率、坡高及加固措施设计4.科学的施工方法和顺序返回第三节防治滑坡的工程措施类型绕避或消除滑体减少下滑力增加抗滑力主要方法与措施1.改移道路2.全部或部分清除不稳定体3.架桥跨越滑体1.改变线路位置或坡度2.排除地表水3.排除地下水4.减重1.排除地下水2.扶壁和反压3.设置桩群4.设置锚秆5.化学处理6.电渗排水7.焙烧处理表3-1美国的滑坡防治工程分类图3-1日本滑坡学会的滑坡防治工程分类滑坡防治工程控制工程抑制工程减重工程地表排水工程地下排水工程反压工程河道工程浅层地下排水工程深层地下排水工程排集水井双层排水沟边坡渗沟平孔排水平孔排水排水隧洞桩工程大直径就地灌注桩工程锚索工程挡土墙工程表3-2国际岩土学会滑坡治理措施简表11.改变斜坡的几何形态1.1从滑坡的滑动区搬出物质（可用轻型材料代替）1.2在滑坡抗滑区增加物质（反压护道或填土）1.3减缓斜坡坡度2.排水2.1地表排水，把水排到滑坡区外（集水沟或管）2.2充填渗水材料（粗卵砾石或土工合成纤维）的浅沟或深沟排水2.3粗粒材料的支撑盲沟排水2.4用泵抽水或自流排水的垂直孔群（小直径）排水2.5重力排水的垂直井群（大直径）排水2.6地下水平孔群或垂直孔群排水2.7隧洞、廊道或坑道排水2.8真空排水2.9虹吸排水2.10电渗排水2.11种植植物（水文作用）3.支挡结构3.1重力式挡土墙3.2框架式挡土墙3.3笼式挡墙3.4被动式桩、墩和沉井3.5现浇的钢筋混凝土挡墙3.6聚合物或金属的条或片的加筋挡土结构3.7粗粒材料的支撑扶壁（盲沟）（力学作用）3.8岩石边坡的固定网3.9岩石崩塌的减缓和阻止系统（拦石的沟、平台、栅栏和墙）3.10抗冲刷的保护性岩石或混凝土块4.斜坡内部加固4.1岩石锚栓4.2微型桩群4.3土钉4.4锚杆（预应力的或非预应力的）4.5注浆4.6石头的或石灰/水泥柱4.7热处理4.8冻结4.9电渗锚杆4.10种植植物（根系的力学作用）续表3-2表3-3我国滑坡防治措施简表1类型绕避滑坡排水力学平衡滑带土改良主要工程措施1.改移线路2.用隧道避