土木工程地質(zhì)4-滑坡與泥石流課件

土木工程地質(zhì)第一編動力地質(zhì)作用與不良地質(zhì)現(xiàn)象

第一章地殼與地質(zhì)作用

第二章活斷層與地震防災(zāi)規(guī)劃

第三章滑坡與泥石流

第四章巖溶

第五章滲透變形與地面沉降

第六章河流侵蝕與淤積

第七章地裂縫與采空區(qū)塌陷土木工程地質(zhì)第一編動力地質(zhì)作用與不良地質(zhì)現(xiàn)象

第一章1滑坡與泥石流及其防治負(fù)荷地質(zhì)作用的原理和類型斜坡要素與崩塌的形成條件潛移作用的特點(diǎn)與分類滑坡的形成因素與發(fā)育過程泥石流的形成條件與地質(zhì)作用泥石流的分類與防護(hù)措施滑坡與泥石流及其防治負(fù)荷地質(zhì)作用的原理和類型2負(fù)荷地質(zhì)作用的原理：地表的松散堆積物和巖塊等由于自身的重量，并在各種外因觸發(fā)下產(chǎn)生運(yùn)動所引發(fā)的地質(zhì)作用過程。自重外界觸發(fā)力據(jù)運(yùn)動特點(diǎn)，劃分為4個類型：1.崩落作用:是運(yùn)動塊體快速的、突然的墜落。運(yùn)動塊地開始并不是沿著固定斜面滑落，而是先短暫地離開其連結(jié)的基巖向下墜落，然后再沿山坡滾落下去。2.潛移作用:是一種長期緩性的物質(zhì)運(yùn)動，無法確切地找到滑動面，但存在一個潛移面。3.滑動作用:是先較緩慢然后快速的運(yùn)動，粘結(jié)塊體內(nèi)部及其與基巖之間發(fā)育著一個或幾個切變滑動面。4.流動作用:是泥土、沙、石塊與水分?jǐn)嚭统烧吵眢w的運(yùn)動。

負(fù)荷地質(zhì)作用EXITFGNFf負(fù)荷地質(zhì)作用的原理：地表的松散堆積物和巖塊等由于自身的重量，3斜坡系指地殼表部一切具有側(cè)向臨空面的地質(zhì)體。它包括自然斜坡和人工邊坡兩種。斜坡具有坡體、坡高、坡角、坡肩、坡面、坡腳、坡頂面、坡底面等各要素。斜坡要素與崩塌形成條件坡頂面坡底面坡面坡體坡肩坡腳坡高坡角斜坡要素圖思考題1斜坡系指地殼表部一切具有側(cè)向臨空面的地質(zhì)體。斜坡要素與崩塌形4崩塌

是指陡峻斜坡的巨大巖塊，在重力作用下突然而猛烈地向下傾倒、翻滾、崩落的現(xiàn)象。崩塌5（1）山坡坡度大于450可形成崩塌。（2）節(jié)理發(fā)育的塊狀或?qū)訝顜r石，如石灰?guī)r、花崗巖、砂巖、頁巖等；厚層硬巖覆蓋在軟弱巖層之上的陡壁均可形成崩塌。（3）各種構(gòu)造面，如巖層層面、斷層面、錯動面、節(jié)理面等，軟弱夾層傾向臨空面且傾角較陡時，便構(gòu)成崩塌的依附面。（4）在暴雨或久雨之后，水分沿裂隙滲入巖層，降低了巖石裂隙間的粘聚力和摩擦力，增加了巖體的重量，就促進(jìn)崩塌的產(chǎn)生。（5）水流沖刷坡腳，削弱了坡體支撐能力，使山坡上部失去穩(wěn)定。（6）地震會使土石松動，引起大規(guī)模的崩塌。（7）工程活動造成的崩塌，如在山坡上部增加荷重，大爆破的震動等。（一）崩塌和巖堆的成因EXIT（1）山坡坡度大于450可形成崩塌。（一）崩塌和巖堆的成因E6潛移作用的特點(diǎn)：運(yùn)動速率極為緩慢，每年幾毫米至幾厘米。移動體與不動體間不存在明顯的滑動面，兩者間的形變量和移動量是漸變過渡的。發(fā)育因素：除重力、物性因素外，地下水起了潤滑劑的作用，因而主要發(fā)育于溫濕氣候區(qū)和寒濕氣候區(qū)。分類：土層潛移巖層潛移潛移作用的特點(diǎn)：分類：7過程示意過程示意8EXIT巖層潛移的幾種典型代表軟巖層的表層潛移向深部發(fā)展軟巖層的表層潛移向深部發(fā)展下部軟巖層潛移引起上層巖塊分離與沉陷谷底軟巖層向上擠出EXIT巖層潛移的幾種典型代表軟巖層的表層潛移向深部發(fā)展軟巖9滑坡斜坡上巖體或土體在重力作用下沿一定的滑動面（或滑動帶）整體地向下滑動的現(xiàn)象叫滑坡，俗稱“走山”、“垮山”、“地滑”等?；率巧絽^(qū)公路的主要病害之一。由于山坡或路基邊坡發(fā)生滑坡，常使交通中斷，影響公路的正常運(yùn)輸。大規(guī)?；履芏氯拥?、摧毀公路、破壞廠礦、掩埋村莊，對山區(qū)建設(shè)和交通設(shè)施危害很大?；滦逼律蠋r體或土體在重力作用下沿一定的滑動面（或滑10

①后緣環(huán)狀拉裂隙；②滑坡后壁；③拉張裂隙及滑坡臺階；④滑坡舌及鼓張裂隙；⑤滑坡側(cè)壁及羽狀裂隙；⑥滑坡體；⑦滑坡床；⑧滑坡面（帶）滑坡形態(tài)要素滑坡體滑動面滑坡臺階滑坡舌滑坡后壁滑坡裂隙一、滑坡要素①后緣環(huán)狀拉裂隙；②滑坡后壁；③拉張裂隙及滑坡臺階；④滑111.滑坡體

2.滑動面

3.滑坡后壁

4.滑坡臺階1.滑坡體126.滑坡裂隙5.滑坡舌6.滑坡裂隙5.滑坡舌13形成條件巖土體粘土：地表裂隙發(fā)育，遇水后呈軟塑或流動狀態(tài)，抗剪強(qiáng)度急劇降低。黃土：遇水不穩(wěn)定，垂直節(jié)理發(fā)育，具濕陷性。堆積層：坡積、洪積及其它重力堆積層中，滑坡面一般是基巖頂面巖石：軟質(zhì)巖石、軟硬相間巖層或淺變質(zhì)巖（千枚巖、片巖）地區(qū)。地質(zhì)構(gòu)造結(jié)構(gòu)面形成滑動面：滑動面常發(fā)生在順坡的層面（巖層傾向與斜坡傾向一致）、節(jié)理面、不整合面、斷層面（帶）等軟弱結(jié)構(gòu)面上。地形地貌具備臨空面和滑動面，多在丘陵、山坡和河谷地貌發(fā)生。斜坡坡度超過邊坡休止角（允許邊坡傾角最大值）易產(chǎn)生滑動。影響因素水地表水：側(cè)向侵蝕斜坡或掏空斜坡坡腳。地下水：降低巖、土體強(qiáng)度；潛蝕巖、土；增大巖、土容重等。降雨：大部分滑坡發(fā)生在降雨之后，俗有“大雨大滑、小雨小滑”。人為活動開挖坡腳、坡體堆載、爆破、水庫蓄水、礦山開采等都可誘發(fā)滑坡。地震-地震產(chǎn)生的加速度使斜坡巖土體承受巨大的慣性力，并使地下水位發(fā)生強(qiáng)烈變化，在高山區(qū)極易誘發(fā)地震。（震級5-6級以上的易引起）二、滑坡的形成條件形巖土體粘土：地表裂隙發(fā)育，遇水后呈軟塑或流動狀態(tài)，抗剪強(qiáng)度14三、滑坡發(fā)育過程（一）潛移形變階段斜坡發(fā)育初期，常是緩慢的蠕變過程，由于土石強(qiáng)度逐漸降低使斜坡的穩(wěn)定狀況受到破壞，在斜坡內(nèi)部產(chǎn)生微小的滑動。以后，形變繼續(xù)進(jìn)行，坡頂出現(xiàn)裂隙，滲水作用加強(qiáng)，開始出現(xiàn)規(guī)模不大的錯距，滑動體與基巖完全分離，滑動規(guī)模越來越大。（二）滑移破壞階段滑坡體繼續(xù)向下滑落時滑坡后壁的出露面積越來越大，滑坡體內(nèi)部由于新的滑動面形成而進(jìn)一步分裂，地面出現(xiàn)一個或數(shù)個階梯狀滑坡階。（三）漸趨穩(wěn)定階段

滑坡體在向下滑動時具有強(qiáng)大的動能，常超過平衡位置而滑到更遠(yuǎn)的地方。三、滑坡發(fā)育過程（一）潛移形變階段15滑坡產(chǎn)生過程圖例滑坡產(chǎn)生過程圖例16滑坡先兆現(xiàn)象識別邊坡變形特征在滑坡體前緣土石零星掉落，坡腳附近土石被擠緊，并出現(xiàn)大量鼓張裂縫。水文地質(zhì)特征在滑坡前緣坡腳處，有堵塞多年的泉水復(fù)活現(xiàn)象，或者泉水（水井）突然千枯、等異?，F(xiàn)象古滑坡外貌特征識別地貌特征圈椅狀地形雙溝同源河岸反向突出地物特征馬刀樹樹木歪倒醉漢林水文地質(zhì)特征在滑體兩側(cè)坡面洼地和上部常有喜水植物茂盛生長四、滑坡的野外識別和穩(wěn)定性判斷滑坡邊坡變形特征在滑坡體前緣土石零星掉落，坡腳附近土石被擠緊17滑坡出現(xiàn)時的現(xiàn)象識別滑坡18在野外，從宏觀角度觀察滑坡體，可根據(jù)一些外表跡象和特征，粗略地判斷它的穩(wěn)定性。相對穩(wěn)定的滑坡地貌特征不穩(wěn)定的滑坡地貌特征后壁較高，長滿樹木找不到擦痕，且十分穩(wěn)定?；缕脚_寬、大、且已夷平，土體密實(shí)無沉陷現(xiàn)象?；虑熬壍男逼螺^緩，土體密實(shí)，長滿樹木。前緣迎河部分有被河水沖刷過的跡象。目前的河水已遠(yuǎn)離滑坡舌部，甚至在舌部外已有漫灘、階地分布?；麦w兩側(cè)的自然沖刷溝切割很深，甚至巳達(dá)基巖?；麦w較干燥，地表一般沒有泉水或濕地，坡腳有清晰的泉水流出。滑坡后壁高、陡，未長草木常能找到擦痕和裂縫。有滑坡平臺，面積不大，未夷平，地表有裂縫，且沉陷不均?；虑熬壍男逼螺^陡，土體松散，未長草木，并不斷產(chǎn)生小型的坍塌?；聝蓚?cè)多為新生的溝谷，切割較淺，溝底多為松散堆積物?；卤砻嬗腥?、濕地，舌部泉水流量不穩(wěn)定?；虑熬壵幵诤铀疀_刷的條件下。在野外，從宏觀角度觀察滑坡體，可根據(jù)一些外表跡象和特征，粗略19勘探方法：遙感信息地面地質(zhì)測繪勘探實(shí)驗(yàn)方法滑坡勘探線布置平面圖剖面圖A---B剖面圖C---DABCD勘探方法：滑坡勘探線布置平面圖剖面圖A---B剖面圖20（2）排水（3）減荷反壓這一方法在滑坡防治中應(yīng)用廣泛。五、防治（1）支檔工程支檔工程是改善斜坡力學(xué)平衡條件，提高斜坡抗滑力最常用的措施，主要有檔墻、抗滑樁、錨桿和支撐工程等。（4）其它措施護(hù)坡、改善巖土性質(zhì)、防御繞避等措施。EXIT抗滑樁錨桿滑坡體123滑移面拉裂滑移面（2）排水五、防治（4）其它措施EXIT抗滑樁錨桿滑坡體1221泥石流泥石流是山區(qū)特有的一種不良地質(zhì)現(xiàn)象，我國的山地面積約占國土總面積的2/3，是世界上泥石流災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一。主要分布在西南、西北及華北地區(qū)。（一）泥石流的主要危害方式泥石流可在很短的時間內(nèi)運(yùn)出幾十萬至數(shù)百萬立方米固體物質(zhì)和成百上千噸巨石，摧毀前進(jìn)途中的一切，掩埋村鎮(zhèn)、農(nóng)田，堵塞江河，造成巨大生命財(cái)產(chǎn)損失。其危害方式主要有堵塞、淤埋、堵河阻水、擠壓河道，使河床劇烈淤高、沖刷對岸，使山體失穩(wěn)，淤塞涌洞，掩埋道路，直接危害工程穩(wěn)定和使用壽命。泥石流泥石流是山區(qū)特有的一種不良地質(zhì)現(xiàn)象，我國的山地面積22一、泥石流的特征泥石流是一種含大量泥砂、石塊等固體物質(zhì)的特殊洪流。（1）密度大，在1420-2440kg/m3之間。（2）突然性的山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害。（3）破壞性。

泥石流通常發(fā)生在地形復(fù)雜的山區(qū)。一條典型的泥石流，從上游到下游一般可以分為三個階段，象一條頭大腰細(xì)尾巴散開的金魚。上游叫形成區(qū)，是一個面積巨大的三面環(huán)山一面出口的圈椅形凹地；中游叫流通區(qū)，多為一個深切的狹窄溝谷，溝床發(fā)育陡坎及瀑布，坡度很陡，斷面是“v”形或“U”形；下游叫堆積區(qū)，多位于山口平緩開闊地帶，泥、沙、石塊在這里堆積成為扇狀、壟崗狀等亂石堆。泥石流域示意圖一、泥石流的特征泥石流是一種含大量泥砂、石塊等固體物質(zhì)的特殊23泥石流的特征（1）密度大（2）泥石流的結(jié)構(gòu)：懸浮、支撐、沉底。（3）泥石流的流態(tài)：似賓漢體（泥漿），以賓漢體流變方程為基礎(chǔ)。（與牛頓流體區(qū)別）（4）泥石流的直進(jìn)性。（5）泥石流的脈動性。ABCDA－形成區(qū)B－流通區(qū)C－堆積區(qū)D－泥石流阻塞河道形成湖泊泥石流的特征（1）密度大ABCDA－形成區(qū)24

1.地形地貌條件：具備山高溝深、地勢陡峻、溝床縱坡降大。上游形成區(qū)的地形多為三面環(huán)山、一面出口的瓢狀或漏斗狀；中游流通區(qū)的地形多為狹窄陡深的峽谷，谷床縱坡降大；下游堆積區(qū)為地勢開闊平坦的山前平原。3.水文氣象條件：當(dāng)堆積物內(nèi)水份充分飽和后，減小了內(nèi)摩擦力和粘結(jié)度，增加了滑動能力。泥石流的水源有強(qiáng)度較大的暴雨、冰川積雪的強(qiáng)烈消融等。4.人為因素濫伐亂墾、山坡失去保護(hù)、土體疏松、沖溝發(fā)育，水土流失，山坡穩(wěn)定性破壞，很容易產(chǎn)生泥石流，甚至那些已退縮的泥石流又有重新發(fā)展的可能。修建鐵路、公路、水渠以及其它建筑的不合理開挖，不合理的棄土、棄渣、采石等也可能形成泥石流。2.松散物質(zhì)條件為泥石流的形成提供了豐富的固體物質(zhì)來源的，一是地表巖層破碎，滑坡、崩塌、錯落等不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育；二是巖層結(jié)構(gòu)疏松軟弱、易于風(fēng)化、節(jié)理發(fā)育，或軟硬相間成層地區(qū)。泥石流形成基本條件地形地貌條件松散物質(zhì)條件水文氣象條件人為因素1.地形地貌條件：具備山高溝深、地勢陡峻、溝床縱坡降大。25泥石流的地質(zhì)作用：（一）剝蝕與搬運(yùn)粘性泥石流中，水不是搬運(yùn)介質(zhì)，而是流動體的組成部分。水和泥沙、石塊凝聚成一個粘稠的整體，并以相同的速度作整體運(yùn)動，因此粘流具有令人難以置信的承托能力。巨大的石塊象帆船一樣地漂浮而下。(二）泥石流的堆積物粘性泥石流停積后，粘稠的流動體并不分散，仍然基本保持流動時的形狀，兩側(cè)呈較陡的斜坡，前緣呈陡坎，大石塊主要停積在堆積體的前緣或兩側(cè)。在剖面中，大石塊常呈透鏡狀集結(jié)，層次不明顯，分選性差，石塊在流動中互相撞擊和摩擦，常在表面留有擦痕或擊痕，使表面毛糙，在堆積物中還雜有“泥包礫”或泥球?？傆^這些堆積物的外表形態(tài)，常呈舌狀、壟崗狀和孤島狀，或由于“龍頭”的陣陣退縮形成階坎狀。EXIT泥石流的地質(zhì)作用：(二）泥石流的堆積物EXIT26泥石流的分類：（1）按泥石流流域形態(tài)分標(biāo)準(zhǔn)型、河谷型、山坡型。（2）按泥石流物質(zhì)組成分類分為：水石流型、泥石流型、泥水流型。（3）按泥石流流體性質(zhì)分類分為：粘性泥石流、稀性泥石流。（1）泥石流流域形態(tài)：標(biāo)準(zhǔn)型：典型的泥石流，流域呈扇形，面積較大，能明顯的劃分出形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)。河谷型：流域呈狹長條形，形成區(qū)多為河流上游的溝谷，溝谷明顯。山坡型：主要沿山坡坡面上的沖溝發(fā)育，流程短，面積一般小于1平方公里，無明顯流通區(qū)。河谷型泥石流流域示意圖山坡型泥石流流域示意圖河流泥石流的分類：（1）泥石流流域形態(tài)：河谷型泥石流流域示意圖山27（2）物質(zhì)組成分類：水石流型：一般含有粗顆粒成分，粘土含量很少。堆積物常常是很粗大的碎屑物質(zhì)。由水和大小不等的砂粒、石塊組成，是石灰?guī)r、大理巖、白云巖和玄武巖分布地區(qū)常見的類型，如華山、太行山、北京西山等地區(qū)分布。

泥石流型：既含有相當(dāng)多的粗碎屑物質(zhì)，又含有相當(dāng)多的粘土，堆積物常是連結(jié)較牢固的土石混合物。由大量粘性土和粒徑不等的砂粒、石塊組成，西藏波密、四川西昌、云南東川和甘肅武都等地區(qū)的泥石流，均屬于此類。

泥(水)流型：固體物質(zhì)