中国地质大学(武汉)2013年7月22日滑坡勘察及防治工程设计技术要点苏爱军内容一、滑坡的基本概念和基础知识二、滑坡勘察要点三、滑坡防治勘察中存在主要问题滑坡勘察技术要点(一)滑坡与斜坡运动•滑坡是斜坡运动类型之一•1、斜坡运动•斜坡在重力作用下产生的变形、破坏过程与结果。•我国早期斜坡运动统称为“走山”、“塌方”、“塌方滑坡”、“塌方流泥”。•随后按照变形的深度(规模)分为坡面变形,边坡变形和坡体变形三类。并按运动特征和物质组成进一步分为二十亚类。我国铁路部门斜坡运动分类变形深度H运动特征物质类别坡面变形(H≤2M)剥落软岩剥落、土层剥落落石岩块崩落坡面溜坍堆积层溜坍,风化岩屑溜坍边坡变形(2M<H<10M)坍塌堆积层坍塌,破碎岩层坍塌边坡滑坡土层滑坡,风化破碎岩石滑坡小型崩塌土崩塌,岩石崩塌坡体变形(H≥10M)崩塌岩体崩塌滑坡岩体滑坡,土体滑坡错落破碎岩体错落深层蠕动岩体深层蠕动•?深层蠕动•在由上部相对基座相对软弱、产状较缓的斜坡下部或坡体内部,在上覆岩层重力作用下,基座相对软弱岩体向临空方向蠕动,并引起上覆坡体变形与解体。蠕动方式是由坡面逐渐向深处发展的。•当软弱基座塑性较大时,坡脚主要表现为向临空方向的蠕动和挤出•当软弱基座具有一定脆性时,则可能通过密集的张性破裂使软弱层错位变形。•1978年,美国人伐纳斯(Varnes)曾将斜坡的变形和运动类型归纳为崩塌、倾倒、滑坡、侧向扩展、流动等基本类型,并按所组成的物质成分进一步细分若干亚类。Varnes的斜坡运动类型按运动型式分类物质组成基岩工程土粗粒为主细粒为主崩塌类岩石崩落碎屑崩落土崩落倾倒类岩石倾倒碎屑倾倒土倾倒滑动类旋转滑动一单元岩石转动滑坡碎屑转动滑坡土转动滑坡平移滑动岩石块体滑坡碎屑块体滑坡土块体滑坡多单元岩石滑坡碎屑滑坡土滑坡侧向扩展Lateralexpansion岩石扩展碎屑扩展土扩展流动类岩石流(深部蠕动)泥石流(土蠕动)泥流(土蠕动)复合移动类两个或两个以上主要运动形式的组合abcdef斜坡运动主要类型示意图a.山崩(崩塌);b.滑坡;c.错落;d.倾倒;e.坍塌;f.岩体深层蠕变京珠高速公路粤北段K35倾倒破坏宝天铁路105#隧道东部错落体(1)滑坡定义•滑坡是斜坡岩土体沿一定的滑动面基本作整体性、以水平滑移运动为主的过程和结果。2、滑坡定义与基本要素(2)滑坡基本要素滑覆面剪出口滑坡要素平、剖面示意图1.滑坡体;2.滑坡周界;3.滑坡壁;4.滑动面;5.滑坡床;6.滑坡剪出口;7.滑坡舌与滑坡鼓丘;8.滑坡台阶;9.滑坡后缘;10.滑坡前缘;11.滑坡洼地(滑坡湖);12.拉张裂缝;13.剪切裂缝;14.羽状裂缝;15.鼓胀裂缝;16.扇形裂缝;17.牵引性裂缝;18.主滑线w1DD’w2L179381157102111631813917715121410456滑坡的平面形态1.簸箕形;2.舌形;3.椭圆形;4.长椅形;5.倒梨形;6.牛角形;7.平行四边形;8.菱形;9.树叶形;10.叠瓦形;11.复合形1723981045611abcde典型滑坡纵断面示意图a.圆弧形;b.平面形;c.折线形;e.软岩挤出形abcdef复合形纵断面形态滑坡的横断面特征返回2009年6月5日15时25分,重庆市武隆县铁矿乡鸡尾山山体崩塌,造成10人死亡,64人失踪,(其中铁矿井下27人)。未垮塌的山体部分有非常明显的裂缝,经现场分析仍有滑坡可能。a.受力图解b.平面力系鸡尾山危岩体形成与滑动力学图解岩层产状345°∠21°;岩层走向75°,陡壁走向0°1980年6月3日晨5时35分发生在湖北省远安县盐池河崩塌,16秒钟内摧毁矿务局机关全部建筑物和坑口设施,导致284人死亡。事前邀请专家判断说是问题不大。•图2-10盐池河磷矿山崩地质剖面•1-厚层白云岩;2-厚层中厚层白云岩;3-含硅白云岩;4-砂页岩;5-滑崩方向;6-裂缝及编号;7-滑动面;8-滑崩块石;9-震旦系上统灯影组;10-震旦系上统陡山沱组乌江鸡冠岭采煤诱发山崩(1994.4.30)岩体开裂转动折断岩体倾倒,下部岩体滑出•图2-15板岩山危岩体坡体结构•1.晚三迭纪灰岩夹页岩;2.晚二迭纪硅质灰岩夹煤层;3.早二迭纪中厚层灰岩夹页岩;4.断层及编号;5.裂缝及编号;6.地层界线;7.危岩体编号;8.座滑体编号;9.煤层采空区2001年1月17日云阳县五峰山滑坡剪出口滑坡体2001年6月16日泥石流滑坡堆积区顺层坡面2001年6月17日暴雨诱发的五峰山滑坡堆积体泥石流泥石流堆积体世界重大滑坡灾害实例发生地点日期滑坡类型灾害情况爪哇中国甘肃1919年1920年12月16日泥石流黄土流*5100人死亡,140个村庄被毁约20万人死亡美国加利福尼亚1934年12月31日泥石流40人死亡,400间房子被毁日本久礼1945年1154人死亡日本东京西南1958年1100人死亡秘鲁1962年6月10日冰和岩石崩塌3500多人死亡意大利瓦伊昂1963年岩石滑坡进入水库约2600人死亡英国Aberfan1966年10月21日流动滑坡144人死亡巴西1966年1000人死亡巴西1967年1700人死亡美国弗吉尼亚1969年泥石流150人死亡日本1969年~1972年各种灾害519人死亡,1328间房间被毁秘鲁Yungay1970年5月31日地震引起的碎屑崩塌25000人死亡(3)上世纪以来一些典型滑坡灾害实例•续表1-3•1发生地点日期滑坡类型灾害情况Chungar1971年259人死亡香港1972年6月各种灾害138人死亡日本Kamijima1972年112人死亡意大利南部1972年~1973年各种灾害约100个村庄被毁秘鲁1974年4月25日泥石流镇被毁,451人死亡秘鲁1974年450人死亡Semeru山1981年500人死亡秘鲁Yacitan1974年450人死亡尼泊尔西部1983年186人死亡中国东乡洒勒山1983年黄土滑坡4个村庄被毁,277人死亡哥伦比亚Armero1985年11月泥流约22000人死亡土耳其Catak1988年6月66人死亡•我国近二十年来滑坡灾害实例滑坡名称发生地点发生时间灾害情况铁西滑坡成昆线铁西车站1980年滑坡体积200万m3,中断交通40天,治理费2300万元洒勒山滑坡甘肃省东乡县1983年3月7日滑坡体积5000m3,摧毁4个村庄,227个人死亡鸡抓子滑坡四川省云阳县1982年7月18日滑坡体积1300万m3,100万M3滑入长江,造成急流险滩,治理费8500万元新滩滑坡湖北省秭归县1985年6月12日滑坡体积3000万m3,摧毁新滩镇,侵占长江航道1/3,因提前预报无伤亡韩城电厂滑坡陕西省韩城市1985年3月滑坡体积500万m3,破坏厂房设施,一二期治理费5000余万元天水锻压机床厂滑坡甘肃省天水市1990年8月21日滑坡体积60万m3,摧坏6个车间,7人死亡,损失2000多万元头寨沟滑坡云南省昭通县1992年滑坡体积400万m3,变成碎屑流冲出4KM,摧怀1个村庄K190滑坡宝成线K1901992年5月滑坡体积30万m3,中断运输35天,砸坏明洞,改线花费8500万元黄茨滑坡甘肃省永靖县1995年1月30日滑坡体积600万m3,摧毁71户民房,因提前预报无伤亡岩口滑坡贵州省印江县1996年9月18日滑坡体积260万m3,堵断印江淹没上游一村镇,威胁下游印江县城安全八渡车站滑坡南昆线八渡1997年7月滑坡体积500万m3,威胁车站安全,治理费9000万元(二)滑坡产生的条件和原因1.在地形上具备临空面;2.具有易滑地地层组合和坡体结构;3.具有引发或诱发滑坡的内外动力地质作用或工程动力地质作用。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我国易滑坡地层汇总表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坡体结构类型与滑坡的破坏模式abcdgjefhiklmnopqr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,减小抗滑力滑坡的主要作用因素及其对滑坡的作用D01t2tft第一阶段第二阶段第三阶段(三)滑坡的滑动过程1、滑坡一次滑动的三个阶段0200400600800100012001400160003-8-103-10-103-12-104-2-104-4-104-6-104-8-104-10-104-12-105-2-105-4-105-6-105-8-105-10-105-12-106-2-106-4-106-6-106-8-106-10-106-12-107-2-107-4-107-6-107-8-1ZG93ZG118XD-01XD-02XD-03XD-04累计位移〔毫米〕图1、白水河滑坡累计位移—时间变化曲线图(2)深部钻孔测斜监测预警区内只有一个测斜监测孔,即QZK1孔,位于ZG118#GPS测点处,该孔于2003年6月19日至8月6日,于孔深20.5至21.5米段,朝北累计位移60mm;根