防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)第18章-滑坡災(zāi)害及其防治課件

16037-16a主編第18章滑坡災(zāi)害及其防治18.1滑坡災(zāi)害及分級分類

18.2滑坡要素與滑坡的分級、分類

18.3滑坡穩(wěn)定分析

18.4滑坡的防治措施

18.5滑坡的監(jiān)測與預(yù)報18.1滑坡災(zāi)害及分級分類18.1.1滑坡災(zāi)害實例

18.1.2滑坡的危害

18.1.1滑坡災(zāi)害實例(1)我國特別是西南地區(qū)曾發(fā)生很多滑坡災(zāi)害，表18-1記錄了20世紀(jì)我國重要的滑坡災(zāi)害。

(2)國內(nèi)西南地區(qū)的滑坡災(zāi)害的報道。

(3)香港地區(qū)也是經(jīng)常有滑坡災(zāi)害的實例。

(4)國外滑坡災(zāi)害實例。(1)我國特別是西南地區(qū)曾發(fā)生很多滑坡災(zāi)害表18-120世紀(jì)中國滑坡災(zāi)害表(1)我國特別是西南地區(qū)曾發(fā)生很多滑坡災(zāi)害表18-120世紀(jì)中國滑坡災(zāi)害表(2)國內(nèi)西南地區(qū)的滑坡災(zāi)害的報道。例如，2001年5月，重慶市武隆縣城發(fā)生山體滑坡，滑坡瞬間，一幢建筑面積為4700m2的9層樓房頃刻被砸得粉碎，死亡79人。在事故發(fā)生前，坡頂已經(jīng)出現(xiàn)了滑坡裂縫，但沒有引起人們的警覺和防范，終于釀成慘劇。而重慶市早在1946年和1948年在市中區(qū)中二路和洪崖洞地區(qū)分別發(fā)生了滑坡和危巖崩塌，破壞房屋數(shù)十間，導(dǎo)致324人傷亡。(3)香港地區(qū)也是經(jīng)常有滑坡災(zāi)害的實例。1925年7月17日，記錄了126mm降雨量的連續(xù)三天大雨引發(fā)香港半山區(qū)寶興坊滑坡時，一座高大石砌擋墻倒向多排房屋，摧毀5座樓房，死亡75人。從1972年6月16日至18日的三天內(nèi)連日暴雨雨量650mm導(dǎo)致多處滑坡，在18日這一天內(nèi)因滑坡而死亡的人數(shù)高達250多人，其中，寶珊道滑坡發(fā)生在陡峭的洪坡積層形成的天然山坡上，該滑坡摧毀了一座4層高的樓宇和一幢13層高的大廈，導(dǎo)致67人死亡，另一個發(fā)生在九龍秀茂坪公共屋屯，高約40m的填土在大雨中滑動，淹沒了坡腳下的許多木屋，導(dǎo)致71人死亡。1976年8月25日在一場雨量為416mm的暴雨后，全港又發(fā)生了上百起滑坡破壞，死傷57人。這些事故提醒人們必須研究滑坡規(guī)律，采取防治措施。(4)國外滑坡災(zāi)害實例。例如，1959年12月2日法國67m高的Malpasset薄拱壩因壩基失穩(wěn)而毀于一旦，死亡380人，100余人失蹤。1963年10月9日，意大利265m高的Vajont拱壩，其上游Touk山左岸發(fā)生大規(guī)模的滑坡，滑坡體從大壩附近向上游擴展長達1800m，并跨越峽谷滑移300～400m，估計有2～3億m3的巖塊滑入水庫，沖到對岸形成100～150m高的巖堆，致使庫水漫過壩頂，沖毀了下游的朗格羅尼鎮(zhèn)，死亡約2500人。18.1.2滑坡的危害滑坡不僅會毀壞耕地，沖毀房屋，掩埋人、畜，還會破壞鐵路、高速公路、輸油管道、水電站等，這些城市間交通、能源、建筑的破壞所造成的損失就比對毀壞一般建筑物要嚴(yán)重得多。18.2滑坡要素與滑坡的分級、分類18.2.1滑坡要素

18.2.2滑坡的分級、分類

18.2.1滑坡要素圖18-1滑坡示意圖

1—滑坡壁2—滑動面3—滑坡床4—滑

坡舌5—扇形裂縫6—后緣拉張裂縫18.2.2滑坡的分級、分類1.滑坡按強度或規(guī)模分級2.滑坡常見滑動面的類型3.典型滑坡的多角度分類1.滑坡按強度或規(guī)模分級表18-2滑坡分級表2.滑坡常見滑動面的類型根據(jù)以往經(jīng)驗和巖土工程原理，滑坡常見滑動面分為三種類型。(1)均質(zhì)土滑動面。對于基巖埋深很大，整個滑動面均發(fā)生在土體內(nèi)部而未觸及基巖。一般來說，均質(zhì)土滑面形狀以圓形和弧形為主，這和一般邊坡穩(wěn)定分析原理是一樣的。如圖18-2a)所示。(2)碎石土滑動面。在基巖或穩(wěn)定土層之上堆積的碎石土沿坡體下滑的滑動面，滑動面形狀一般隨下臥滑床形狀呈折線型。如圖18-2b)所示。(3)基巖滑動面。上層基巖沿軟弱帶下滑時的滑動面，一般為直線。如圖18-2c)所示。圖18-2滑動面類型

a)均質(zhì)土滑動面b)碎石土滑動面c)基巖滑動面2.滑坡常見滑動面的類型3.典型滑坡的多角度分類表18-3典型滑坡分類一覽表3.典型滑坡的多角度分類表18-3典型滑坡分類一覽表3.典型滑坡的多角度分類表18-3典型滑坡分類一覽表18.3滑坡穩(wěn)定分析18.3.1產(chǎn)生滑坡的主要條件

18.3.2土坡的穩(wěn)定分析

18.3.1產(chǎn)生滑坡的主要條件1.內(nèi)在因素

2.外部環(huán)境條件和人為作用包括兩方面。1.內(nèi)在因素(1)巖土類型。

(2)地質(zhì)構(gòu)造。

(3)地形地貌。

(4)水文地質(zhì)條件。(1)巖土類型。巖、土體是產(chǎn)生滑坡的物質(zhì)基礎(chǔ)。通常各類巖、土都有可能構(gòu)成滑坡體，其中結(jié)構(gòu)松軟，抗剪強度和抗風(fēng)化能力較低，在水的作用下其性質(zhì)易發(fā)生變化的巖、土，如松散覆蓋層、黃土、紅粘土、頁巖、泥巖、煤系地層、凝灰?guī)r、片巖、板巖、千枚巖等及軟硬相間的巖層所構(gòu)成的斜坡易發(fā)生滑坡。(2)地質(zhì)構(gòu)造。斜坡巖、土只有被各種構(gòu)造面切割分離成不連續(xù)狀態(tài)時，才可能具備向下滑動的條件。同時，構(gòu)造面又為降雨等進入斜坡提供了通道。故各種節(jié)理、裂隙、層理面、巖性界面、斷層發(fā)育的斜坡，特別是當(dāng)平行和垂直斜坡的陡傾構(gòu)造面及順坡緩傾的構(gòu)造面發(fā)育時，最易發(fā)生滑坡。(3)地形地貌。只有處于一定地貌部位、具備一定坡度的斜坡才可能發(fā)生滑坡。一般江、河、湖(水庫)、海、溝的岸坡，前緣開闊的山坡、鐵路、公路和工程建筑物邊坡等都是易發(fā)生滑坡的地貌部位。坡度大于15度、小于45度、下陡中緩上陡、上部成環(huán)狀的坡形是易于產(chǎn)生滑坡的地形。(4)水文地質(zhì)條件。地下水活動在滑坡形成中起著重要的作用。它的作用主要表現(xiàn)在：軟化巖、土，降低巖、土體強度，產(chǎn)生動水壓力和孔隙水壓力，潛蝕巖、土，增大巖、土的堆密度，對透水巖石產(chǎn)生浮托力等。尤其是對滑面(帶)的軟化作用和降低強度作用最突出。2.外部環(huán)境條件和人為作用(1)外界因素和作用可以使產(chǎn)生滑坡的基本條件發(fā)生變化，從而誘發(fā)滑坡，主要誘發(fā)因素有：地震，降雨和融雪，地表水的沖刷、浸泡，河流等地表水體對斜坡坡腳的不斷沖刷。

(2)不合理的人的行為，主要是各種違反自然規(guī)律的行為，這些破壞斜坡穩(wěn)定條件的人類活動(以土木工程建設(shè)為主)都會誘發(fā)滑坡。1)開挖坡腳。修建公路、鐵路、依山建房、建廠等工程，常常因使坡體下部失去支撐而發(fā)生下滑。例如，我國西南、西北的一些鐵路、公路，因修建時大力爆破、強行開挖，事后，陸陸續(xù)續(xù)地在邊坡上發(fā)生了滑坡，給道路施工，運營帶來危害。2)蓄水、排水。水渠和水池的漫溢和漏水、工業(yè)生產(chǎn)用水和廢水的排放、農(nóng)業(yè)灌溉等，均使水流滲入坡體，加大孔隙水壓力，軟化土石，增大坡體容重，從而促進或誘發(fā)滑坡的發(fā)生。水庫的水位上下急劇變動，加大了坡體的動水壓力，也可誘發(fā)滑坡發(fā)生。3)堆填加載。在斜坡上大量興建樓房、修建重型工廠、大量堆填土石、礦渣等，使斜坡支撐不了過大的重量，失去平衡而沿軟弱面下滑。尤其是礦廠廢渣的不合理堆棄，常常觸發(fā)滑坡的發(fā)生。18.3.2土坡的穩(wěn)定分析1.簡單土坡的穩(wěn)定分析2.巖石邊坡穩(wěn)定分析1.簡單土坡的穩(wěn)定分析(1)無粘性土簡單土坡。

(2)土坡分析的圓弧法圓弧法適用于比較均質(zhì)的土質(zhì)邊坡分析。

(3)折線滑坡穩(wěn)定分析。(1)無粘性土簡單土坡。由于無粘性土顆粒之間沒有粘聚力，只有摩擦力，只要坡面不滑動，土坡就可以保持穩(wěn)定狀態(tài)。其穩(wěn)定平衡條件可由圖18-3所示的力系來分析。(1)無粘性土簡單土坡。圖18-3無粘性土簡單土坡圖18-4均質(zhì)土坡滑動面(2)土坡分析的圓弧法(2)土坡分析的圓弧法圖18-5土坡穩(wěn)定分析圓弧法(2)土坡分析的圓弧法圖18-6單條穩(wěn)

定分析法圖示(2)土坡分析的圓弧法(3)折線滑坡穩(wěn)定分析。折線破壞的穩(wěn)定分析方法宜采用《地基設(shè)計規(guī)范》建議的傳遞系數(shù)法(如圖18-7所示)。傳遞系數(shù)法計算推力時假定：1)滑坡體不可壓縮并作整體下滑，不考慮條塊之間擠壓變形。

2)滑坡推力平行于各段滑面，作用點在界面中點。

3)不計土條兩側(cè)摩擦力。

4)土體處于極限平衡狀態(tài)。圖18-7傳遞系數(shù)法計算滑坡推力(3)折線滑坡穩(wěn)定分析。(3)折線滑坡穩(wěn)定分析。2.巖石邊坡穩(wěn)定分析(1)地貌和形態(tài)、發(fā)育階段和微地貌特征；當(dāng)存在滑坡、崩塌、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象時，應(yīng)查明其范圍和性質(zhì)。

(2)構(gòu)成邊坡巖體的種類、成因、性質(zhì)和分布。

(3)查明巖體內(nèi)結(jié)構(gòu)面的類型、產(chǎn)狀、間距、延伸性、張開度、粗糙度、充填及膠結(jié)情況，組合關(guān)系和主要結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀與坡面的關(guān)系等。

(4)地下水的類型、水位、水量、水壓、補給和動態(tài)變化，巖層的透水性及地下水在地表的出露情況。

(5)地區(qū)的氣象條件(特別是雨期、暴雨量)，坡面植被，巖石風(fēng)化程度，水對坡面、坡腳的沖刷情況和地震烈度，判明上述因素對坡體穩(wěn)定性的影響。

(6)巖體內(nèi)各巖石材料的物理力學(xué)性質(zhì)和軟弱結(jié)構(gòu)面的抗剪強度。

邊坡穩(wěn)定的定性分析方法。1)工程類比法。

2)圖解法。

3)邊坡穩(wěn)定的數(shù)值分析方法。1)工程類比法。①邊坡及其鄰近地段已有滑坡、崩塌、陷穴等不良的現(xiàn)象存在。

②巖質(zhì)邊坡中有頁巖、泥巖、片巖等易風(fēng)化、軟化巖層或軟硬交互的不利巖層組合。

③土質(zhì)邊坡中網(wǎng)狀裂隙發(fā)育、有軟弱夾層，或邊坡由膨脹土(或巖)構(gòu)成。

④軟弱結(jié)構(gòu)面與坡面傾向一致或交角小于45°，且結(jié)構(gòu)面傾角小于坡角，或基巖面傾向坡外且傾角較大。

⑤地層滲透性差異大，地下水在弱透水層或基巖面上積聚流動；斷層及裂隙中有承壓水出露。

⑥坡上有水體漏水，水流沖刷坡腳或因河水位急劇升降引起岸坡內(nèi)動水力的強烈作用。

⑦邊坡處于強震區(qū)或鄰近地段采用大爆破施工。

2)圖解法。圖解法包括赤平極射投影、實體比例投影與摩擦圓等方法。圖解法用于巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定分析，可快速、直觀地分辨出控制邊坡的主要和次要結(jié)構(gòu)面，確定出邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定類型，判定不穩(wěn)定塊體的形狀、規(guī)模及滑動方向。對用圖解法判定為不穩(wěn)定的邊坡，需進一步用計算加以驗證。3)邊坡穩(wěn)定的數(shù)值分析方法。①有限元法。由地質(zhì)勘察得到了有關(guān)參數(shù)后，可用已有有限元軟件進行分析，與一般連續(xù)體有限元分析不同，可引入節(jié)理、裂縫單元，這對于中、大型工程已經(jīng)是常用的、甚至是必用的方法。

②極限平衡法。極限平衡法可用于平面型、簡單的塊體滑坡。在極限平衡法中，根據(jù)地質(zhì)剖面的節(jié)理圖設(shè)定某滑動面，將滑體視為剛體，將沿滑動面的滑動力和抗滑力分別計算，二者之比為穩(wěn)定系數(shù)Fs。若Fs>1(實際應(yīng)用取1.2左右)則巖體是穩(wěn)定的。18.4滑坡的防治措施1.滑坡整治的原則

2.滑坡整治的途徑

3.具體工程防治措施1.滑坡整治的原則(1)以防為主，盡量避開。對于重要工程建設(shè)項目，如安全國防工程、交通通訊、都市住宅等，應(yīng)盡量避開。對于滑坡地帶已建工程、難以繞避地區(qū)，應(yīng)盡量避免破壞原有平衡，防止滑坡的產(chǎn)生。(2)區(qū)別情況，綜合防治。不同類型的滑坡或不同地質(zhì)環(huán)境中的滑坡，其形成條件和發(fā)育過程各不相同。深入研究分析滑坡產(chǎn)生的原因、類型、范圍、地質(zhì)特征、發(fā)展階段后，才能對癥下藥，提出合理的治理方案。同時，對于大型滑坡或滑坡群地帶，形成滑坡的原因是多方面的，應(yīng)有針對性地采取措施，進行綜合防治。(3)徹底根治，以絕后患。對于直接威脅人民生命財產(chǎn)和重要工程的滑坡，原則上要徹底根治，以絕后患，避免滑坡反復(fù)、重復(fù)整治而造成巨大浪費。2.滑坡整治的途徑(1)終止或減輕誘發(fā)滑坡的外部環(huán)境條件，如截流排水、卸荷減載、坡面防護。

(2)改善邊坡內(nèi)部力學(xué)特征和物質(zhì)結(jié)構(gòu)，如土質(zhì)改良。

(3)設(shè)置抗滑工程直接阻止滑坡的發(fā)展，如抗滑樁、擋土墻、預(yù)應(yīng)力錨固等。3.具體工程防治措施(1)截流排水。

(2)削坡減荷。

(3)邊坡護坡。

(4)抗滑工程。

(5)土質(zhì)改良。

(6)防御繞避。(1)截流排水。1)外圍截水溝。外圍截水溝應(yīng)設(shè)置在滑坡體(滑坡周界外側(cè))或老滑體后緣裂縫5m以外，根據(jù)山坡的匯水面積、設(shè)計降雨量設(shè)置外圍截水溝。2)內(nèi)部排水溝。對于滑坡體內(nèi)的地表水，除充分利用自然溝谷排水外，還可設(shè)置內(nèi)部排水溝，以加快地表水向滑坡體外排出。3)坡面夯實防滲。為了防止地表水下滲，對表土松散易滲的土體，應(yīng)夯填坑洼和裂縫，并整平夯實，使落到地表的雨水能迅速向自然溝谷和排水溝匯集排走。4)盲溝。對于滑坡體外的地下水，可設(shè)置截水盲溝旁引排走。對滑坡體內(nèi)的地下水，可設(shè)置排水孔、排水隧洞、支撐盲溝或以灌漿阻水方法攔截導(dǎo)引。5)排水孔。對于深層地下水，可設(shè)置排水孔群以加速排泄。按鉆孔布置形式，排水孔可以分為垂直排水孔、傾斜排水孔和放射狀排水孔。(2)削坡減荷。這種措施的目的是為了降低坡體的下滑力，其主要的方法是將較陡的邊坡減緩或?qū)⒒麦w后緣的巖土體削去一部分。這種措施在滑坡防治中應(yīng)用較廣，尤其對推落式滑坡效果更佳。(3)邊坡護坡。1)巖石邊坡的坡面防護措施。

2)土質(zhì)邊坡的防護措施。

3)江河湖海和水庫邊坡防護措施。

1)巖石邊坡的坡面防護措施。防護措施大致有用灰漿、三合土等抹面、噴漿、噴混凝土、漿砌片石護墻、錨桿噴漿護坡、掛網(wǎng)噴漿護坡等。這類措施主要用以防護開挖邊坡坡面的巖石風(fēng)化剝落、碎落以及少量落石掉塊現(xiàn)象，如常用于風(fēng)化巖層、破碎巖層及軟硬巖相間的互層(如砂頁巖互層、石灰?guī)r頁巖互層)的路塹邊坡的坡面防護，用以保持坡面的穩(wěn)定，而其所防護的邊坡，應(yīng)有足夠的穩(wěn)定性。當(dāng)采用封閉式坡面防護類型(如抹面、噴漿、噴混凝土、漿砌片石護坡等)，應(yīng)在坡面設(shè)置泄水孔和伸縮縫。2)土質(zhì)邊坡的防護措施。雨水的沖蝕作用，會造成土質(zhì)邊坡沖刷流泥和溜坍等破壞，日曬和冰凍也加速巖土表層的風(fēng)化剝落。為保護邊坡加固表土，防止風(fēng)沙對沙質(zhì)路基的破壞，防止凍土的熱融，在坡面上植草是經(jīng)濟而有效的辦法。3)江河湖海和水庫邊坡防護措施。①凹岸必防。凹岸受水流強烈的沖刷，流速和水力動能大，又受環(huán)流影響，側(cè)蝕最為明顯，故凹岸路堤邊坡易遭沖毀，應(yīng)做護坡。

②當(dāng)沖必防。凹岸或急灘下皆當(dāng)沖之處，水面廣闊，吹向邊坡的風(fēng)又受波浪的沖擊，水流就要直沖路基，均宜有良好的護坡和基礎(chǔ)才足以抵御。

③軟岸必防。如將基巖裸露、石質(zhì)堅硬、允許流速甚高的一岸稱為硬岸，那么土質(zhì)一岸則稱為軟岸。洪水時軟岸易遭沖刷。修路后土質(zhì)路堤就是新生的軟岸，如沒有有力防護遲早要遭沖毀。

④凡有局部沖刷的地方，如堤塹交界、路堤和路肩墻交界和橋頭路基等處，都要求做好順接，主要地點要做片石護錐。河岸在平面和橫斷面上的任何急劇變化，都會引起水位、比降、流速和泥沙沖淤的變化，并引起局部沖刷。(4)抗滑工程。1)擋墻。擋墻也稱擋土墻，是防治滑坡常用的有效措施之一，并與排水等措施聯(lián)合使用，它是借助于自身的所受重力以支擋滑體的下滑力。2)抗滑樁?？够瑯妒怯靡灾趸w下滑力的樁柱，一般集中設(shè)置在滑坡的前緣附近。它施工簡便、可灌注，也可以錘擊貫入。3)錨桿(索)。巖質(zhì)斜坡一般采用預(yù)應(yīng)力錨索加固，這是一種很有效的防治滑坡的措施。利用錨桿或錨索上所施加的預(yù)應(yīng)力，以提高滑動面上正應(yīng)力，進而提高該面的抗滑力，改善剪應(yīng)力的分布狀況。4)支撐。這種方法主要用來防治陡峭斜坡頂部的危巖體，制止其崩落。(5)土質(zhì)改良。1)直接拌和是將固化材料如瀝青、水泥、石灰和其他化學(xué)固化劑摻入斜坡土體并拌和壓實，使土膠結(jié)以提高土的強度和抗水性。

2)灌漿法是把膠結(jié)材料的漿液通過鉆孔壓入巖土體的孔隙或裂隙中，待其凝固后增強