边坡工程教学课件电子教案全书整套课件幻灯片.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/12/13,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/12/13,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/12/13,#,边坡工程,Slope Engineering,第一章 边坡工程与地质灾害,边坡工程,配套,PPT,冶金工业出版社,本章主要介绍边坡工程的基础知识与概念，详细讲述边坡与滑坡的概念与分类、边坡变形破坏的演化过程与类别特征，总结近年来国内外发生的典型边坡地质灾害以及我国目前边坡灾害概况与防治现状。,了解并掌握边坡工程的基础知识与概念，熟悉边坡变形破坏的演化过程及类别特征，理解并掌握边坡与滑坡的概念与分类。,本章主要内容,学习要点,目 录,CONTENTS,1.2,边坡变形与破坏,边坡变形破坏的形成演化阶段,边坡破坏形式及分类,1.3,边坡地质灾害类型与实例,土质边坡中的常见滑坡,岩质边坡中的常见滑坡,我国边坡灾害概况,我国边坡灾害防治现状,1.1,基本概念,边坡概念与分类,滑坡概念与分类,边坡工程分级,1.4,我国边坡灾害及防治现状,1.1,基本概念,1.1.1,边坡概念与分类,1.1.2,滑坡概念与分类,1.1.3,边坡工程分级,1.1.1,边坡概念与分类,倾斜的地面称为斜坡或边坡，典型的边坡如左图所示。边坡坡面与坡顶面相交的部位称为坡肩；与坡底面相交的部位称为坡趾或坡脚；边坡坡面与水平面的夹角称为坡面角或坡倾角；坡肩与坡趾间的高差为坡高。,边坡按成因可分为两类，即天然边坡和人工边坡。,天然的山坡和谷坡为天然,(,自然,),边坡，此类边坡是在地壳隆起或下陷过程中逐渐形成的，此类运动当前可能仍在持续。然而，只要边坡位于侵蚀基准面以上，不论成因如何，其即处于被剥蚀和夷平的环境之中，开始了风化、解体以至滑塌的过程，较大规模的破坏就是滑坡。因工程建设开挖或填筑而形成的边坡为人工边坡，开挖形成的边坡称为挖方边坡，填方形成的边坡称为填方,(,构筑,),边坡，水利行业也常称为坝坡。此类边坡的几何参数可人为控制。,边坡按介质组成可分为土质边坡和岩质边坡两类。土质边坡稳定性取决于土体强度，岩质边坡稳定性则主要取决于结构面的空间分布及其强度。因岩、土体结构及其力学行为差异很大，边坡破坏模式有显著区别，其变形破坏特征及灾害实例后文将分别进行叙述。,1.1.2,滑坡概念与分类,在重力及其它因素作用下，边坡岩土体沿下坡方向滑动的现象以及由其引发的地貌特征改变统称为滑坡，左图为一类典型的滑坡,(2005,年美国加利福尼亚拉龚吉达滑坡,),。,根据边坡失稳机理及边坡属性、特点，可将滑坡分为不同的类型，本章仅作简要介绍，详见后续章节。除“滑坡”外，还有很多诸如边坡失稳等其它可表述相同概念的名词或术语，但“滑坡”使用最为广泛，可适用于各种类型和规模的边坡失稳滑动。,1.1.2,滑坡概念与分类,左图为典型滑坡的基本构成要素，主要包括滑坡体、滑动面、滑坡床、滑坡后壁、滑坡侧壁、滑坡台地、滑坡台坎、滑坡剪出口、滑坡脚、滑坡趾、横向裂缝、纵向裂缝、放射性裂缝等。,滑坡体,滑动面,滑坡床,滑坡后壁,滑坡侧壁,纵向裂缝,放射裂缝,1.1.2,滑坡概念与分类,简单平面剪切滑动,三维楔体滑动,上部滑块驱动,存在两个滑面,阶梯式滑动,带张裂缝的剪切滑动,平面剪切滑动,1.1.2,滑坡概念与分类,弧形滑面,旋转剪切,旋转剪切滑动的滑面通常呈弧形，岩土体沿此弧形滑面滑移。在均质岩土体介质中，易产生近圆弧形滑面，当岩土非常软弱,(,土质边坡,),或岩体节理十分发育甚至已破碎,(,废石堆,),时，破坏也常常表现为圆弧状滑动。但在非均质边坡中，因受层面、节理裂隙的影响，滑面很少为圆弧状。,边坡的失稳滑动过程有长有短，有快有慢，但一般均可分为三个阶段。初期是蠕动变形阶段，此阶段坡面和坡顶出现张裂缝并逐渐加长和加宽，滑坡前缘有时出现挤出现象，地下水位发生变化，有时会发出响声；第二阶段是滑动破坏阶段，滑坡后缘迅速下陷，岩土体以较大的速度向下滑动，该阶段往往造成巨大危害；最后是逐渐稳定阶段，疏松的滑体逐渐压密，滑体上的草木逐渐生长，渗出的地下水由浊变清等。,1.1.3,边坡工程分级,针对不同类型的边坡工程，应根据工程规模及其重要性进行具体划分。通常边坡级别确定应考虑以下因素：对建筑物安全和正常运营的影响程度；对人身和财产安全的影响程度；边坡失事后的损失大小；边坡规模大小；边坡所处位置；边坡服务年限；社会和环境因素等。,目前，不同边坡工程规范因考虑和侧重评价的因素有所差异，故边坡工程级别的划分方法不尽相同。,建筑边坡工程通常根据其损坏后可能造成的破坏后果,(,危及人的生命、造成经济损失、产生社会不良影响,),的严重性、边坡类型和坡高等因素进行边坡级别划分。,建筑边坡工程技术规范,(GB50330),将建筑边坡工程划分为三级，参照右表所示。,边坡类型,边坡高度,H,(m),破坏后果,安全等级,岩质边坡,岩体类型为,或,类,H,30,很严重,一级,严重,二级,不严重,三级,岩体类型为,或,类,15,H,30,很严重,一级,严重,二级,H,15,很严重,一级,严重,二级,不严重,三级,土质边坡,10,H,15,很严重,一级,严重,二级,H,10,很严重,一级,严重,二级,不严重,三级,建筑边坡工程安全等级,(GB50330),1.2,边坡变形与破坏,1.2.1,边坡变形破坏的形成演化阶段,1.2.2,边坡破坏形式及分类,1.2.1,边坡变形破坏的形成演化阶段,边坡形成过程中，由于应力状态的变化，边坡岩土体产生不同方式、不同规模和不同程度的变形，并在一定条件下发展为破坏。边坡破坏系指边坡岩土体中已经形成贯通性破坏面时的变形。而在贯通性破坏面形成之前，边坡岩土体的变形与局部破裂，称为边坡变形。边坡中已有明显变形破裂迹象的岩土体，或已查明处于进展性变形的岩土体，称为变形体。被贯通性破坏面分割的边坡岩土体，可以多种运动方式失稳破坏，如滑落、崩落等。破坏后的滑落体,(,滑坡,),或崩落体等被不同程度地解体，但在特定的自身或环境条件下，还可继续运动，演化或转化为其它运动方式，称为破坏后的继续运动。边坡变形、破坏和破坏后的继续运动，分别代表了边坡变形破坏的,3,个不同演化阶段。,应力变化 岩土体变形 边坡破坏,1.2.2,边坡破坏形式及分类,崩塌,崩塌是边坡岩土体以张性破裂为主的边坡破坏，包括了小规模块石的坠落和大规模的山,(,岩,),崩。崩塌体通常破碎成碎块堆积于坡脚，形成具有一定天然休止角的岩堆，一定条件下，可在继续运动过程中发展为碎屑流。,滑坡,滑坡是边坡岩土体以剪切破坏为主的边坡破坏，边坡岩土体沿剪切滑动面向下滑落，可按滑动面或破坏面的纵剖面形态划分为平滑型,(,顺向,),滑坡和弧形或转动型,(,切层,),滑坡两种类型，滑面形态还可能是平面与弧形面组合形式或更为复杂。,(,侧向,),扩离,扩离是边坡岩土体因下伏平缓产状的软弱层塑性破坏或流动引起的破坏，软层上覆岩土体或作整体，或被解体为系列块体，向坡前临空方向“漂移”。下伏塑性流动状态的软岩可因块体自重压缩而被挤入被解体的块体之间，造成块体“东倒西歪”现象，这是其区别于一般滑坡的重要特征。,边坡破坏,(,失稳,),基本类型,1.2.2,边坡破坏形式及分类,崩塌,崩塌是边坡岩土体以张性破裂为主的边坡破坏，包括了小规模块石的坠落和大规模的山,(,岩,),崩。崩塌体通常破碎成碎块堆积于坡脚，形成具有一定天然休止角的岩堆，一定条件下，可在继续运动过程中发展为碎屑流。,滑坡,滑坡是边坡岩土体以剪切破坏为主的边坡破坏，边坡岩土体沿剪切滑动面向下滑落，可按滑动面或破坏面的纵剖面形态划分为平滑型,(,顺向,),滑坡和弧形或转动型,(,切层,),滑坡两种类型，滑面形态还可能是平面与弧形面组合形式或更为复杂。,(,侧向,),扩离,扩离是边坡岩土体因下伏平缓产状的软弱层塑性破坏或流动引起的破坏，软层上覆岩土体或作整体，或被解体为系列块体，向坡前临空方向“漂移”。下伏塑性流动状态的软岩可因块体自重压缩而被挤入被解体的块体之间，造成块体“东倒西歪”现象，这是其区别于一般滑坡的重要特征。,边坡岩体结构类型与变形破坏方式对照表,1.3,边坡地质灾害类型与实例,1.3.1,土质边坡中的常见滑坡,1.3.2,岩质边坡中的常见滑坡,1.3.1,土质边坡中的常见滑坡,(1),天然边坡,1983,年,3,月,17,日,17,时,45,分发生于甘肃东部黄土高原洒勒山的滑坡是一个典型实例，如图所示。滑带由临夏组黑灰色黏土岩演变的厚,520cm,的夹层组成，矿物成分以蒙脱石为主。滑坡在无明显触发因素的情况下于,1979,年,9,月起动，当时在北坡发现宽约,10cm,的东西向裂缝，自,1982,年,10,月至,12,月开始进入挤压滑移阶段，最终于,1983,年,3,月进入剧变和滑动阶段。滑坡体积约,5000m3,，摧毁,4,个村庄，造成,227,人死亡。,洒勒山滑坡,2005,年,5,月,9,日,23,时许，山西省吉县吉昌镇桥南村水洞沟发生特大山体滑坡，坍塌的黄土将通往乡宁县的,209,国道阻断，大量黄土瞬间从陡峭的边坡上滑落，依山而建的数排窑洞共,11,户农家约,24,人被埋在数十米厚的黄土下，如图,1 7,所示。此次滑坡滑体长度,250m,，高度,80m,，土方量约,65,万,m3,，属严重自然地质灾害。,山西吉县山体滑坡,1.3.1,土质边坡中的常见滑坡,(2),人工边坡,(,挖方边坡,),2002,年,7,月,25,日，陕西延安吴旗宗湾子村发生黄土滑塌，滑塌体高约,20m,，宽,15m,，平均厚约,2m,，体积约,600m3,，砸毁窑洞,3,孔，造成,17,人死亡。由于人工开挖坡脚，盲目削坡，此处形成高约,25m,、坡度约,80,的高切坡，加之,2002,年,7,月,2425,日的连续降雨，坡顶边缘排水渠集水及降水入渗，最终诱发边坡滑塌，如图所示。,铁路、公路边坡由于大部分为明挖，滑坡通常是路堑开挖的重要制约因素，上图为,1992,年宝成铁路,K190,段滑坡，属较为典型的一处由工程开挖导致的滑坡灾害。,陕西延安吴旗宗湾子村黄土滑坡,宝成铁路,K190,段滑坡,1.3.1,土质边坡中的常见滑坡,(2),人工边坡,(,填方边坡,),在饱和软黏土上修建堤坝，当施工速率较高时，经常会发生滑坡。左图为,2001,年长江大堤江西马湖段软弱地基上发生的一处滑坡。饱和黏土通常压缩性大而渗透系数小，填土增加的地基应力要完全转化为有效应力，必须将地基中的水充分挤出，如果施工速率过快，则孔隙水压力无法及时消散，土体无法在上部荷载作用下快速固结，因而诱发滑坡。,为了保证在软基上修筑堤坝的稳定性，常需要采取一定的工程措施，例如通过砂井、塑料排水板或真空预压等技术，加速水压力消散。,长江大堤江西马湖滑坡,1.3.1,土质边坡中的常见滑坡,(3),地质环境边坡,(,古滑坡体和堆积体边坡,),四川省甘孜藏族自治州丹巴县县城座落于大金河右岸的狭窄河谷地带，高程,1864m,，城区规划面积为,2.5km2,，城区人口约,1.1,万人。,2002,年,8,月，丹巴县城后侧高,200m,、平均坡度,32,的高陡斜坡出现变形；,2004,年,10,月，变形明显加剧；,2005,年,13,月，出现,4,次变形加速期，整体下滑迹象日趋明显。,2,月,3,日位移量由原来,6mm,增大到,8mm,；,2,月,22,日，日均位移速率增至,1733mm,；,3,月,8,日，主滑面日位移量达到,18mm,；,3,月,14,日，斜坡变形再次加速并发生局部崩滑，前缘外推和鼓胀，多处房屋被摧毁，造成,1066,万元的经济损失，此时，斜坡累计变形量已达,7080cm,，最大点接近,1m,，边界裂缝已基本贯通和圈闭，总体积,2.20106m3,的丹巴滑坡基本形成。如果该滑坡再次发生远距离整体滑移，将直接危害到,10,余个企事业单位以及,1071,间房屋，涉及人口,4620,人，资产上亿元。如果滑体堵塞大金河河道，后果将不堪设想，如图所示。,四川丹巴滑坡,(,古滑坡复活,),1.3.1,土质边坡中的常见滑坡,(3),地质环境边坡,(,特殊土边坡,),2015,年,11,月,13,日,22,时,50,分许，浙江省丽水市莲都区雅溪镇里东村发生山体滑坡，如图所示。山体滑坡塌方量,30,余万,m3,，导致,27,户房屋被埋，,21,户房屋进水，截至,2015,年,11,月,19,日，山体滑坡救援现场找到第,39,位失联人员。,虽然在,2015,年,11,月,13,日晚丽水市莲都区雅溪镇平均降雨量只有,68mm,，但之前的降水量大，截至,13,日上午,8,时，近,24,小时平均雨量,36mm,，多处站点超过,50mm,。加之边坡土体为颗粒粗、土质结构疏松、遇水易崩解的黄土，遇降水后，水极易在垂直方向渗入边坡底部，造成边坡土体失稳破坏。,浙江丽水山体滑坡,(,黄土滑坡,),1.3.1,土质边坡中的常见滑坡,(4),水环境边坡,(,暴雨触发滑坡,),四川宣汉天台乡特大滑坡是一例典型的由暴雨触发的滑坡。从,2004,年,9,月,3,日开始，四川省宣汉县普降大到暴雨，,35,日的降雨量分别达到,15.9mm,、,122.6mm,和,257.0mm,，强度之大前所未有。,5,日,15,时，天台乡义和村渠江支流前河岸坡上的南樊公路出现开裂，随后路边房屋开始垮塌坠入河中，此后，斜坡前缘一直处于缓滑阶段，变形区范围由前向后逐渐发展扩大，当日,23,时滑坡体前部的主滑体启动冲入前河，后部滑块紧紧跟进接连开始滑动并逐步发展为天台特大滑坡。此次滑坡灾害摧毁屋舍,1736,间，,1255,人无家可归，公路交通中断，通信线路受损。此外，由于滑体前部滑入前河，形成高,23m,的堆石坝，堵塞河道,1.2km,，导致前河断流,20h,。河水形成的堰塞湖库容约,6.00107m3,，汇水长达,20km,，水位上涨,2023m,，上游,2,个乡镇被淹，造成,1,万多人无家可归，如图所示。,四川宣汉天台乡特大滑坡,1.3.1,土质边坡中的常见滑坡,我国的主要江河如长江、黄河、珠江等，普遍存在崩岸问题。如图所示为江西江心洲河岸塌崩现象，崩岸的触发因素是河水的淘刷，但最终以崩塌形式完成河岸回缩过程，河流出现弯道的自然现象也是由江岸不断崩塌、回缩而形成。,江西江心洲河岸崩塌,湖北鄂州耙铺大堤塌崩，,1959,至,1989,年期间，江岸后退,1324m,，由于江岸已紧靠铁路和国道，不得不斥巨资对河岸进行加固。,1994,年,6,月,11,日，湖北荆州北门口，,3km,长的江岸以,55m/h,回缩，同年,10,月,14,日,100m,的河段，,3,小时回缩了,100m,。,湖南岳阳地区荆江门河段，地处长江与洞庭湖之间的陆地，距离只有,13km,，但荆江门段的江岸每年以,33m,的速度回缩，如不治理，长江将会直接进入洞庭湖，导致整个地理生态环境的重大改变。,(4),水环境边坡,(,暴雨触发滑坡,),1.3.1,土质边坡中的常见滑坡,2004,年,6,月,5,日,13,时,50,分，重庆市万盛区万东镇新华村一山体由于暴雨形成的山洪冲刷，致使山体和南桐矿务局东林煤矿煤矸石渣场拦堤被冲垮，约,20,万,m3,土体及矿渣沿坡地向前推移约,500m,，覆盖山脚,14,户村民住房，房屋被压塌，造成人员伤亡，如图所示。,2008,年,9,月,8,日,7,时,58,分，山西省襄汾县新塔矿业有限公司新塔矿区尾矿库发生特别重大溃坝事故，如图所示。尾矿库左岸的坝顶下方约,10m,处，坝坡出现向外拱动现象，伴随几声连续的巨大响声，坝体绝大部分在数十秒内溃塌，事故泄容量达,26.8,万,m3,，过泥面积,30.2,万,m2,，波及下游,500m,左右的矿区办公楼、集贸市场和部分民宅，造成,277,人死亡、,4,人失踪、,33,人受伤，直接经济损失达,9619.2,万元。,重庆万盛山体滑坡,襄汾尾矿库溃坝事故,(4),水环境边坡,(,暴雨触发滑坡,),1.3.2,岩质边坡中的常见滑坡,(1),天然边坡,1991,年,9,月,23,日,18,时，云南省昭通市东北方向约,30km,的盘河乡头寨沟村发生特大山体滑坡。失稳坡体从斜坡中部高程,2300m,处剪出后，高速滑入头寨沟，并迅速转变为顺沟奔腾而下的土石流，将头寨沟沟谷及沟口的村舍全部掩埋。这一重大滑坡灾害事件共造成,216,人死亡，毁坏耕地,2105m2,，直接经济损失约,1200,万元。,2000,年,4,月,9,日,20,时，西藏自治区波密县易贡乡扎木弄沟发生易贡滑坡，约,3107m3,的岩体从高程,5000m,的山顶崩滑，落距约,1500m,后，以强大的冲击力撞击扎木弄沟内沉积百年的碎屑物质，并迅速转化为超高速块石碎屑流，冲击谷口两侧山体。此次崩塌滑坡总垂直落差达,3000m,，水平最大运距约,8500m,，最大速度超过,44m/s,，如图所示。如此超高速、远距离运移的巨大滑体及滑坡后留下的一些独特现象在中国乃至世界都是罕见的。,云南昭通头寨滑坡,-,土石流堆积,西藏易贡滑坡,1.3.2,岩质边坡中的常见滑坡,(2),工程边坡,(,地面开挖致滑,),地面开挖是最为常见的滑坡诱发因素。,2001,年,5,月,1,日，重庆武隆县城发生大型滑坡，致使一幢,9,层楼房被摧毁掩埋，,79,人死亡、,7,人受伤。滑坡体体积约,1.6,万,m3,，岩性为三叠系上统须家河组砂岩，夹泥岩互层，为层状碎裂岩体，形成大小不等的分离块体，最大体积达,10m3,，如图所示。,1996,年,12,月,2,日,10,时，位于贵阳市沙冲路南段西侧一山体突然发生大面积滑坡，如图所示，正在山脚路基上施工的部分工人和几辆行驶车辆，被从山顶下滑的约,27000m3,岩石埋没，造成,38,人死亡、,16,人重伤、,110m,路基被冲垮的惨痛后果。,重庆武隆县城“,5.1,”滑坡,贵阳沙冲路滑坡,1.3.2,岩质边坡中的常见滑坡,(2),工程边坡,(,地下开挖致滑,),地下开挖也是诱发岩质边坡滑坡的重要原因，由于地下开挖导致地面沉陷，部分岩体失去支撑，拉裂缝向深部发展，从而诱发滑坡。,地下采矿引发了多类严重地质灾害，主要表现形式包括,3,种：地面沉降塌陷、斜坡变形和水文地质变化，其中，地下煤矿采空引发的地表滑坡灾害在世界各地分布最为广泛，例如加拿大,Frank,滑坡、斯洛伐克,Handlov,采区滑坡、英国,South Wales,采区滑坡等。中国典型煤矿工程滑坡主要包括重庆武隆鸡冠岭崩塌和鸡尾山滑坡、陕西韩城电厂滑坡等，此外，还包括盐池河磷矿岩崩等其它金属、非金属矿产地下开采诱发的滑坡灾害等。,湖北盐池河磷矿崩塌：高速岩质崩塌,碎屑流。,云南元阳老金山滑坡：由白云岩及灰岩风化带形成的中,-,深层高速远程滑坡,-,碎屑流。,贵州开阳磷矿崩塌：白云岩质崩塌,-,碎屑流，矿山沿洋水背斜两翼的垂直裂隙带形成大规模崩塌带。,1.3.2,岩质边坡中的常见滑坡,(3),地质环境边坡,(,地震诱发滑坡,),地震是诱发滑坡的重要因素，我国有关地震引起的滑坡可在,4000,年前的记载中找到。,2008,年,5,月,12,日,14,时,28,分在四川西部龙门山断裂带上发生的里氏,8.0,级汶川特大地震，是中国内陆近百年来发生在人口密集山区震级最高、破坏性最大的地震。这场强震触发了数以万计的崩塌滑坡，尤其是百余处大型滑坡，一直被国内外地质学家关注。其中，代表性的就是大光包滑坡，其以规模巨大、成因机理独特和运动过程复杂而成为国内外专家研究的焦点和热点。,大光包位于四川绵阳市安县高川乡泉水村西北侧，安县、绵竹、茂县三县交界部位，东距安县县城,32km,。大光包滑坡由汶川大地震触发，滑动距离,4.5km,，堆积体宽度,2.2km,，滑坡,-,碎屑流面积,10km2,，估算体积,7.5,亿,m3,，上图所示为地震发生后拍摄的大光包滑坡全貌。,大光包滑坡全貌,大光包滑坡局部,图,1.3.2,岩质边坡中的常见滑坡,(3),地质环境边坡,(,古滑坡体诱发,),在自然界演变的长期过程中，发生过无数次的滑坡，如果滑坡体没有彻底解体，则形成古滑坡体，古滑坡体可能是堆积物，也可能基本保持了岩体的原始结构。古滑坡体在外部触发因素作用下可能复活，地震、暴雨等自然因素和边坡开挖、水库蓄水等人类活动，均可能成为这样的触发因素。准确地判断和定位古滑坡，是预防古滑坡复活灾害的重要工作，在工程建设中，则需重视工程因素可能诱发的古滑坡复活问题。,2010,年玉树地震，虽未引发大型灾难性滑坡，但沿玉树断裂带两侧的多处大型古滑坡遗迹和古崩塌地区因该地震被再次触发，在山体上部发生小型崩塌和在下部发育浅层滑坡，如图所示，由于这些古滑坡体大多形成时代较为久远，在植被覆盖下基本与周围山体融为一体，但仍可通过一些典型的滑坡地貌标志被识别出来，其中尤以郭烟央宋多的贡巴秀山体和结古镇的德治龙勤高山体两处比较典型。,青海玉树地震触发古滑坡体复活,1.3.2,岩质边坡中的常见滑坡,(4),水环境边坡,(,降雨触发滑坡,),暴雨是滑坡和泥石流的主要触发因素。,2010,年,8,月,7,日,22,时左右，甘南藏族自治州舟曲县城东北部山区突降特大暴雨，降雨量达,97mm,，持续,40,多分钟，引发三眼峪、罗家峪等四条沟系特大山洪地质灾害，泥石流长约,5km,，平均宽度,300m,，平均厚度,5m,，总体积,750,万,m3,，流经区域被夷为平地，如图所示。,舟曲县城附近的岩性松软破碎，风化严重，易发生滑坡、崩塌和泥石流等地质灾害，加之舟曲县为汶川地震的重灾区之一，地震导致舟曲县周边山体松动、岩层破碎，山体稳定性进一步下降，最终，在舟曲经历了相当长一段时间的持续干旱后，,7,日晚遭遇特大暴雨，形成泥石流，直接造成了此次特大山洪地质灾害的发生。,舟曲特大泥石流航拍图,1.3.2,岩质边坡中的常见滑坡,在水库蓄水引起的滑坡中，三峡库区的千将坪滑坡是典型的灾难性事故案例。,2003,年,7,月,13,日,0,时,20,分，位于三峡水库区的湖北省秭归县沙镇溪镇长江南岸支流青干河左岸的千将坪村发生大规模滑坡，如图所示，高,149178m,，长约,300m,的滑坡坝将青干河完全切断，如图所示。,7,月,14,日，滑坡坝上下游水位差达,3m,，此后，由于持续降雨，青干河水位不断上涨，坡坝上下游水位落差最终增加到,12m,，,20,日,17,时，对滑坡坝实施爆破后，断流,7,天的青干河开始通流。此次滑坡造成,14,人死亡，,10,人失踪，,346,间房屋倒塌，毁坏农田,71.2104m2,，摧毁金属硅厂、页岩砖厂等,4,家企业和宜昌至巴东的省道，广播、输电、国防光缆等基础设施均受到严重破坏，经济损失惨重。,三峡库区千将坪滑坡,(4),水环境边坡,(,水库蓄水引起滑坡,),1.3.2,岩质边坡中的常见滑坡,(4),水环境边坡,(,泄洪雨雾导致的滑坡,),泄洪雨雾诱发的滑坡是在水利水电工程中常见的一种特殊边坡失稳形式。水电工程枢纽常布置于狭窄河谷，通过溢洪道泄放的洪水强度超过自然界暴雨几百倍，承受泄洪雨雾的边坡可能失稳，属重大潜在危险源。目前已发生规模较大的由泄洪雨雾导致的滑坡，均发生于岩质边坡。,龙羊峡水电站,(,青海共和县境内,),在,1987,年和,1989,年汛期，曾两次开闸泄洪。,1987,年第一次泄洪后，受水雾影响，下游右岸虎山坡边坡大范围开裂，,1989,年泄洪时，,7,月,17,日至,25,日山体发生急剧变形，最终导致,87,万,m3,的岩体失稳坠入河床，如图,1 32,所示。位于龙羊峡电站下游的李家峡电站下游的“三一”滑坡，也是一例类似的由泄洪雨雾诱发的边坡失稳灾害。,龙羊峡库岸滑坡,1.4,我国边坡灾害及防治现状,1.4.1,我国边坡灾害概况,1.4.2,我国边坡灾害防治现状,1.4.1,我国边坡灾害概况,板块构造运动,地形地貌,强震、极端气候条件,我国也是世界上板内构造活动最为活跃的地区，地壳内、外动力条件强烈的交织与转化，促使高陡边坡发生强烈的动力过程，从而促进了大型滑坡灾害的发育。,我国大陆大型滑坡发育最根本的原因是特殊的地形地貌和强烈的内、外动力条件,(,地震、降雨,),，约,70%,的大型灾难性滑坡发生在环青藏高原东侧的大陆地形第一个坡降带范围内。,强震、极端气候条件和全球气候变化构成了大型滑坡发生的主要触发因素，我国南方暴雨强度达到,200300mm/d,时易于触发大型滑坡，西北地区春季冻结层的融化，也是大规模黄土滑坡发生的诱因。,我国边坡灾害概况,我国是世界上地质灾害最严重、受威胁人口最多的国家之一，地质条件复杂，构造活动频繁，崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等灾害隐患多、分布广，且隐蔽性、突发性和破坏性强，防范难度大。特别是近年来受极端天气、地震、工程建设等因素影响，地质灾害多发频发，滑坡灾害也呈逐年加重趋势，已造成严重损失。,我国是一个大型滑坡灾害极为发育的国家，其中灾难性滑坡多发，尤其在西部地区，这些滑坡更是以其规模大、机理复杂、危害大等特点著称，在全世界范围内具有典型性和代表性。,1.4.2,我国边坡灾害防治现状,建立公报制度,自,2001,年,4,月,22,日,(,世界地球日,),首次发布、印刷，此后每年由国土资源部编发，定期公告我国地质环境的最新状况及在地质灾害防治领域取得的最新成果和进展，进一步增强地质灾害防治及地质环境保护的意识，推动我国地质环境保护工作的发展。,地质灾害监测预警,地质灾害群测群防体系,地质灾害防治学科研究,按照国土资源部要求，在全国范围内积极建立突发性地质灾害专业监测点,(,如滑坡、崩塌、泥石流及地面塌陷专业监测点等,),，逐步建设完善的地质灾害监测网络，以期系统地提前发出灾害预警，加强地质灾害监测与避险工作。,地质灾害群测群防体系是指县、乡、村地方政府组织城镇或农村社区居民为防治地质灾害而自觉建立与实施的一种工作体制和减灾行动工作体系。该体系旨在发动广大群众共同监测与预防，形成严密的监测网络。,国土资源部着力加强地质灾害防治学科研究，积极采用高科技手段开展防灾减灾工作。地震扰动重大滑坡泥石流等地质灾害防范与生态修复等一批科研项目的开展，为防灾减灾发挥了重要的科技支撑作用。,谢 谢,THANKS FOR YOUR ATTENTION,边坡工程,Slope Engineering,第二章 边坡稳定影响因素,本章主要介绍边坡稳定影响因素，详细讲述岩土体性质、地质构造及地应力、岩体结构、水、振动等因素对边坡稳定性的影响。,了解地质构造、地应力及边坡形态对边坡稳定的影响，理解并掌握岩土体性质、结构面等内部因素对边坡稳定性的影响，掌握水、振动以及人为等外部因素对边坡稳定性的影响。,本章主要内容,学习要点,目 录,CONTENTS,2.2,地质构造及地应力,2.3,岩体结构,2.4,水的作用,2.1,岩土体性质,目 录,CONTENTS,2.6,边坡形状及表面形态,2.5,振动作用,2.7,其他因素,2.1,岩土体性质,2.1,岩土体性质,边坡岩土体的性质，是决定边坡抗滑力的根本因素，,主要包括岩石和土体的物理、化学、力学及水理性质等。,岩土体的抗剪强度是衡量边坡稳定的重要参数；,不同岩土体边坡，其变形破坏特征有所不同。,在黄土地区，边坡的变形破坏形式以滑坡为主；在花岗岩、厚层石灰岩、砂岩地区以崩塌为主；在片岩、板岩、千枚岩地区易产生表层挠曲和倾倒等蠕动变形；在碎屑岩及松散土层地区，易产生碎屑流或泥石流等。,2.2,地质构造及地应力,2.2.1,地质构造,2.2.2,地应力,2.2.1,地质构造,组成地壳的岩层在内、外动力地质作用下发生变形而形成的诸如断层、褶皱、节理、劈理等各种面状和线状构造。,地质构造的形态、产状及规模等，对边坡尤其是岩质边坡稳定性的影响十分显著。,结构面,/,不连续面,：断层、节理、层理、片理等。,岩体：岩石块体,+,结构面。,断层,褶皱,节理,2.2.1,地质构造,组成地壳的岩层在内、外动力地质作用下发生变形而形成的诸如断层、褶皱、节理、劈理等各种面状和线状构造。,地质构造的形态、产状及规模等，对边坡尤其是岩质边坡稳定性的影响十分显著。,断层,断层降低了边坡岩体的整体强度；,断层破碎带不仅岩体破碎，常夹有许多断层泥，而且断层上下盘的岩性可能不同，易产生不均匀变形；,沿断层破碎带地段易形成风化深槽及岩溶发育带，断层陡坡或悬崖多处于不稳定状态，易发生崩塌等；,断层可增大岩石的透水性和含水性，断层破碎带往往是地下水的良好通道，断层露头往往是地下水出露地段；,断层破碎带在新的地壳运动影响下，可能发生新的移动，从而影响边坡稳定。,2.2.1,地质构造,褶皱核部岩层变形强烈，背斜顶部和向斜底部发育有张拉裂隙，稳定性较差；,在变形强烈时，沿褶皱核部常有断层存在，岩石破碎或形成构造角砾岩带，核部的裂隙往往是地下水富集和流动的通道；,在褶皱的翼部形成倾斜岩层时，容易造成顺层滑动，特别是当岩层倾向与临空面坡向一致，且岩层倾角小于坡角，或当岩层中有云母片岩、滑石片岩等软弱岩层存在时，位于褶皱翼部的边坡稳定性一般较差。,褶皱,组成地壳的岩层在内、外动力地质作用下发生变形而形成的诸如断层、褶皱、节理、劈理等各种面状和线状构造。,地质构造的形态、产状及规模等，对边坡尤其是岩质边坡稳定性的影响十分显著。,2.2.1,地质构造,节理是一种发育广泛的裂隙，其将岩层切割成块体，对岩体强度和稳定性有较大影响。,节理间距越小，岩体破碎程度越高，抗剪强度越低。,岩层中发育的节理裂隙往往是地下水的通道，同时促进风化作用。,随着岩层风化程度的加剧和水对岩石的浸泡软化，岩石质地变软、强度降低，边坡稳定性变差。,节理,组成地壳的岩层在内、外动力地质作用下发生变形而形成的诸如断层、褶皱、节理、劈理等各种面状和线状构造。,地质构造的形态、产状及规模等，对边坡尤其是岩质边坡稳定性的影响十分显著。,2.2.2,地应力,地应力是指天然状况下地壳中的应力状态。,与人类活动引起的应力变化相比，地应力又称为,初始应力或原始应力,。地壳或地球体内应力状态随空间点的变化称为地应力场，其包括重力场、温度应力场、水压力场、气压力场和构造应力场。,在地应力状态复杂的区域，构造活动比较强烈，构造应力场复杂多变，岩体中裂隙高度发育，其直接导致岩体完整性差、强度低、渗透性强，边坡容易失稳。,对边坡而言，一般情况下水平应力、近水平应力大于竖直应力，较高的水平应力易使边坡中的岩层向临空面产生层间滑动，尤其存在结构面渗水及软弱夹层时，层间错动较为明显。,2.3,岩体结构,2.3.1,结构面类型,2.3.2,结构面状态,2.3.3,结构面力学性质,2.3,岩体结构,被结构面切割而成的岩石块体称为结构体。结构体有块状、柱状、层状、棱形和楔形等形态，在强烈风化或挤压作用下，也可形成碎裂、散体等结构。,结构面是具有一定方向、延展较大而厚度较小的面状地质界面。除断层、节理、层理、片理外，结构面还包括物质分异面，如假整合、不整合接触等。,岩体结构,：,不同类型的结构面和结构体在岩体内的组合、排列形式，包括整体结构、块状结构、层状结构、碎裂状结构和散体状结构等类型。,在岩质边坡工程评价中，结构面往往是控制边坡稳定的主要因素之一，应特别注意研究岩体结构面的特性，主要包括结构面的类型、产状、形态、连续性、密集程度、结合状态、充填状况及数量等。,2.3,岩体结构,岩体结构分类的目的在于为工程建设服务，其分类标准与工程建设规模密切相关。一般而言，工程建设规模和尺寸不同，相应的岩体结构分类标准也不同。,岩体结构类型,岩体地质类型,结构体形状,结构面发育情况,岩土工程特性,边坡工程问题,整体状结构,巨块状岩浆岩、巨厚层沉积岩、正变质岩,巨块状,以层面和原生结构节理为主，多呈闭合型，裂隙结构面间距大于,1.5m,，一般不超过,12,组，无危险结构面组成的落石掉块,整体性强度高，岩体稳定，可视为均质弹性各向同性体,不稳定结构体的局部滑动,块状结构,厚层状沉积岩、正变质岩、块状岩浆岩、副变质岩,块状柱状,只有少量的贯穿性较好的节理裂隙，裂隙结构面间距为,0.71.5m,，一般为,23,组,整体性强度较高，结构面相互牵制，岩体基本稳定，接近弹性各向同性,层状结构,多韵律的薄层及中厚层状沉积岩、副变质岩,层状板状,有层理、片理、节理，常有层间错动,接近均一的各向异性体，其变形及强度特征，受层面及岩层组合控制，可视为弹塑性体，稳定性较差,可能产生滑塌，岩层弯张破坏及软弱岩层的塑性变形,碎裂状结构,构造影响严重的破碎岩层,碎块状,断层、断层破碎带、片理、层理及层间结构面较发育，裂隙结构面间距,0.250.5m,，一般在,3,组以上,完整性破坏较大，整体强度很低，并受断裂等软弱面控制，多呈弹塑性介质，稳定性很差,易引发规模较大的岩体失稳，地下水加剧岩体失稳,散体状结构,构造影响剧烈的断层破碎带，强风化带，全风化带,碎屑状、颗粒状,断层破碎带交叉，构造及风化裂隙密集，结构面及组合错综复杂，并多充填黏性土，形成许多大小不一的分离岩块,完整性遭到极大破坏，岩体属性接近松散介质,2.3.1,结构面类型,不同类型结构面对边坡稳定的影响有所不同。一般而言，构造结构面的影响最大，次生结构面次之，原生结构面影响最小。,原生结构面,是指成岩阶段所形成的结构面，按成岩作用的不同又分为火成结构面、沉积结构面及变质结构面。,构造结构面,是指在构造运动作用下形成的各种结构面，如断层、节理、劈理和层间错动面等。,次生结构面,是指由外力（如卸荷、爆破、风化、水等）作用而形成的各种界面，包括卸荷裂隙、爆破裂隙、风化裂隙、泥化夹层等。,2.3.2,结构面形态,结构面状态指结构面的产状、形态（起伏程度）、连续性（延伸程度）、密集程度（结构面间距）、结合程度、充填状况以及数量等。,结构面产状：结构面的空间分布和延展方向，采用走向、倾向、倾角等结构面几何参数表示。,结构面产状往往控制着边坡岩体沿某一结构面的滑动,。,结构面形态：结构面一般是粗糙不平的，这种形态对,结构面的抗剪强度、乃至岩体的整体强度有重要影响,。结构面起伏不平的程度，常用起伏度和粗糙度来表征。,结构面结合程度及充填状况：,结构面抗剪强度有重要影响,。,结构面连续性及间距：结构面的规模不同，其延展范围的连续性也不同。大的结构面延展范围大，连续性好，对边坡稳定性不利。,结构面数量：岩体自由变形的可能性会更大，切割面、滑动面、甚至临空面产生的机会更多，因而组成可能滑动块体的条件会更多，同时也给地下水活动提供了有利的条件。,2.3.2,结构面形态,结构面结合程度及充填状况,结构面是,闭合的、干净无充填物,，相邻结构面直接接触，结构面的抗剪强度取决于结构面壁的岩性、硬度、表面的粗糙度和起伏程度等。,结构面是,闭合的、但有泥质或矿物质薄膜等,，结构面的抗剪强度不仅取决于面的形态（光滑、粗糙）和面壁岩性，也取决于这些薄膜矿物的类型及其亲水性。,结构面是,张开的，或被大量不连续岩粉、岩屑所充填或者充水充气等,，结构面的抗剪强度显著降低或完全丧失。,结构面间,被连续的充填物所充填，两相邻的结构面不直接接触,，结构面的抗剪强度取决于结构面表面起伏程度和充填物厚度，以及充填物的成分（硅质、钙质、泥质）与其物理力学性质。当结构面充填物的厚度大于起伏差的高度时，应以充填物的抗剪强度作为计算依据，不应将结构面起伏程度的影响考虑在内。,2.3.3,结构面力学性质,结构面的力学性质主要包括三个方面，即：法向变形、剪切变形和抗剪强度。,法向变形,受结构面的应力路径、抗压强度及粗糙性等诸多因素影响；,剪切变形,与岩石强度、结构面起伏程度和法向力等因素有关；,抗剪强度,结构面类型,结构面结合程度,内摩擦角,/,黏聚力,/MPa,硬性结构面,1,结合好,35,0.13,2,结合一般,3527,0.130.09,3,结合差,2718,0.090.05,软弱结构面,4,结合很差,1812,0.050.02,5,结合极差（泥化层）,12,0.75,60 MPa,30m,