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1、工程地质学,ENGINEERING GEOLOGY 主讲人：刘岁海 lecturer：Liu Suihai,斜坡变形破坏工程地质研究 Engineering geology study of slope deformation failure,一、滑坡的基本要素,第五节 滑坡,滑坡要素示意图 Basic elements of conventional landslide,滑动带：滑坡体与滑坡床之间的分界面。形态可分为圆弧状、平面状和阶梯状等。 滑坡床：滑坡体之下未经过滑动的岩土体。 滑坡体：与母体脱离经过滑动的部分岩体。 滑坡周界：滑坡体与周围未变位岩土体在平面上的分界线。 滑坡壁：滑坡体后
2、缘由于滑动作用所形成的母岩陡壁，其坡角多为35-80度，平面上多呈圈椅状。滑坡壁上常见铅直方向的擦痕。 滑坡台阶：滑坡体下滑时各部分运动速度不同而形成的错台。 滑坡舌：滑坡体前部伸出如舌状的部位。常伸入沟谷、河流。最前端滑坡面出露地表的部位，称滑坡剪出口。,滑坡洼地（湖): 主滑线: 滑坡裂隙：滑坡体在滑动过程中各部位受力性质和大小不同，在各部位产生不同力学性质的裂隙。 拉张裂隙：位于滑体后部、滑床后壁，弧形分布，与滑动方向垂直； 剪切裂隙：羽状分布于滑坡体中前部的两侧，因滑坡体与滑坡床之间的相对位移的力偶作用形成，与滑动方向斜交； 鼓张裂隙：分布滑体前缘，由于滑体后部的推挤鼓起而成，与滑动方
3、向垂直； 扇形裂隙：位于滑体舌部，因前部岩土体向两侧扩散产生，放射状呈扇形分布。,2003年7月13日，三峡库区秭归县千将坪滑坡，致使24人失踪。,滑坡裂缝,滑坡台阶,滑坡舌部掩埋排水沟,临近草坪转盘西侧道路一带边坡新生裂缝,二、滑坡的识别,1、识别方法 航片解译、地面调查、勘探 面 线 点,应用遥感信息识别滑坡，主要采用航空遥感所提供的大比例尺（1:10000-1:15000）黑白和彩红外像片来进行。 在航片上识别滑坡，实质就是识别滑坡的形态要素，然后结合搜集研究地区的地质资料进行综合分析，从而确认滑坡的存在。,地面地质测绘是识别滑坡的最主要手段。 通过地面调查，可直接观察到滑坡各形态要素，
4、并可搜集到滑动的证据。,勘探手段包括钻探、坑探和物探。 了解滑坡体的结构、岩石破碎程度、地下水位，确定滑动面（带）的位置、形状以及对滑带物质进行物理力学性质试验。,圈椅状地貌 双沟同源,二、 滑坡的识别,2、识别标志 (1)、地形地貌方面 滑坡形态特征、地貌不协调或反常等 (2)、变形破裂方面 滑体上产生小型褶曲和断裂现象 滑体结构松散、破碎,(3)、水文地质方面 结构破碎 透水性增高 地下水径流条件改变 滑体表面出现积水洼地或湿地，泉的出现 (4)、植被方面 马刀树、醉汉林,（5）、滑动面的鉴别及研究 勘探：钻探变形 监测：钻孔倾斜仪,三、滑坡分类 1、按岩土体类型分类,土体滑坡,岩石滑坡,
5、（1）粘性土滑坡 （2）黄土滑坡 （3）堆填土滑坡 （4）堆积土滑坡 （5）破碎石滑坡 （6）完整岩石滑坡,滑坡,2、按滑坡的动力学特征分类（巴甫洛夫，1903） (a)推动式滑坡 (b)牵引式滑坡 (c)混合式滑坡 (d)平移式滑坡,3、按滑动面与层面的关系分类 (1)、无层滑坡 均质、无层理的岩土体,(2)、顺层滑坡 原生、次生的软弱夹层，上部松散堆积物与下部 基岩接触带,(3)、切层滑坡 多发生在岩层近于水平的平迭坡，构造面控制,5、按滑动面深度分类 (1) 浅层滑坡(50m),6、按滑坡时代划分 （1）今滑坡（全新世末至今） （2）新滑坡（Q43) （3）老滑坡 (Q42-1) （4）
6、古滑坡 (Q4-Q1) （5）始滑坡（第三系） 7、其它分类 如：规模、人员伤亡等,三、滑坡活动的阶段性 滑坡的发生、发展演化，是一个累进性变形破坏过程，具有多次周期性活动的特点。根据每一期次滑坡活动的运动学特征，可划分为四个阶段。 1、蠕滑阶段 变形阶段。此阶段表现为斜坡坡肩附近及坡体某些部位出现拉张裂缝；坡体内局部剪切破坏面出现，并向贯通性的滑面方向发展。蠕滑阶段的持续时间与斜坡中应力集中和分异的速度以及外力作用的强度有关，一般持续时间较长。,2、滑动阶段 滑动面贯通，前缘出现剪出口；滑体的前后及两侧出现了不同力学机制的裂隙，并有局部坍塌。 这些都标志着斜坡处于滑动阶段。此时滑坡的位移速率
7、不断加大。,3、剧滑阶段 滑移速率急剧加大，后缘拉裂缝急速张开和下错，后壁不断坍塌；两侧及前缘表部坍塌。滑动面（带）上岩土体结构进一步破坏，含水量增大，有时随滑舌伸出而流出大量泥水。滑坡体以较大速率向前滑移，滑速可达到每秒数十米，滑距较大。在滑速很大时甚至产生气浪。此阶段的持续时间很短。,4、稳定阶段 经过大量滑移后，滑体重心降低，滑动时产生的动能逐渐消耗于克服滑移阻力和滑体的变形中。滑体中部分地下水排出，使滑面强度有所提高。滑移速率渐减以至停上滑动。此时滑坡处于稳定阶段。,四、滑坡破坏的危害及典型实例,（一）、滑坡灾害的特点 1、常见性 2、多发性 （二）、我国滑坡的空间分布,（三）、我国滑
8、坡的时间分布,滑坡事件 的年分布,滑坡事件 的月分布,（四）、我国滑坡灾害的严重性,廿世纪八十年代以来我国发生一些重大滑坡灾害,续表廿世纪八十年代以来我国发生一些重大滑坡灾害,云南元阳 老君山滑坡,（五）、典型滑坡,龙羊峡库岸滑坡,典型滑坡,体积1.3亿m3，滑程3.6km130 Million M3, 3.6km run-out,北川老县城80%、新县城60%以上的建筑垮塌,第六节 影响斜坡稳定性的因素,岩土类型及性质 振动作用（如地震） 地质构造 降水（雨、雪）水库蓄水 地形 人类活动（开挖、加载 水文地质 植被、水等） 风化、剥蚀作用,内在因素,外部因素,一、内在因素 1、 岩土类型及性
9、质决定抗滑力的根本因素 强度、自稳能力：坚硬岩石半坚硬岩石松散土坡 结构：层理、软弱夹层、原生节理、片理等 特殊性质：膨胀性、湿陷性等 滑坡往往集中在某些特定的岩层中“易滑岩组” 如：西北的黄土分布地区、成都平原地区的成都粘土层、四川盆地的红层地区（砂、泥岩互层）、青海、甘肃地区的第三系地层（半成岩的砂、泥岩），川西北、陕南和甘南浅变质岩地区（主要是千枚岩分布地区）,2、地质结构 结构面结构面的产状、力学性质、规模 沉积岩地区：特大型的滑坡主要与层面构造有关 不同构造部位滑坡差别：如在褶皱的两翼部位，结构面往往形成上陡下缓的勺形；沿着大的构造断裂带，滑坡往往呈带状分布,3、地形地貌 斜坡坡度越
10、大、越高，斜坡稳定性越差。,按结构面的产状与临空面的关系，可分为： (1) 平迭坡：主要软弱结构面为水平的 (2) 逆向坡：主要软弱结构面的倾向与坡面的倾向相反 (3) 顺向坡：主要软弱结构面的倾向与坡面的倾向一致 时，稳定性最差，极易发生顺层滑坡 时，稳定性较好 (4) 斜交坡：主要软弱结构面与坡面成斜交关系。其交 角越小，稳定性就越差。 (5) 横交坡：主要软弱结构面的走向与坡面走向近于垂 直，稳定性较好，很少发生大规模的滑坡。,1、地震：震中周围 烈度七度区，考虑附加应力 2、降水：三种效应 (1)、水平推力侧向水压力 (2) 浮托力减小滑动面上的有效应力 (3) 软化效应降低岩土体的抗
11、剪强度 3、水库（河流）水作用： 动水压力 冲刷、掏空作用,二、外部因素,第七节 滑坡预测预报,一 、预测预报的基本内容 位置、规模、类型、运动速度、运动距离、发生时间,区域性滑坡预测： 以一个大的区域为依据对象，确定滑 坡可能发生的区段范围。 地段性滑坡预测： 以一个地段滑坡调查资料为依据，确定 将来可能发生滑坡的大致位置、可能 的类型等。 场地性滑坡预测： 针对某一特定场址，预测滑坡可能发生 的确切位置、范围大小、运动速度及类 型。,滑坡长期预报：对未来滑坡运动的趋势作判 断，以确定滑坡活动的可能年份。 滑坡短期预报：对滑坡活动的可能季节或月份作 出预测。 滑坡临滑预报：对滑坡将要暴发的具
12、体日期、乃 至时分作出预报。,二、滑坡空间预测,空间预测：主要是通过滑坡条件分析，确定出对滑坡作用有利的因素组合，根据这些有利因素组合来预测区域上某斜坡段将来产生滑坡的可能性，圈定出可能产生滑坡变形的范围。,空间预测的理论基础工程地质类比法：类似的工程地质环境可能发生类似的滑坡。,迄今见于报道的预测方法可归纳为：统计学方法、信息量法以及各种确定性模型计算。,各种方法的共同之处：充分考虑各种地质环境因素的叠加作用来评价某特定地质环境中产生滑坡的可能性，以期在研究区圈出相对不安全的“危险区段”。预测结果一般都采用预测分区图的形式来表达。不同之处：预测评价过程中所采用的叠加方式不同而已。,三、滑坡时
13、间预报,（1）、滑坡变形前兆的现象预报法,（2）、位移时间曲线变化趋势判断法,（3）、斋滕法和改进的斋滕法,（4）、统计数学模型 回归模型、灰色理论模型、生物生长模型、灾变理论模型等,（5）、黄金分割法,（6）、非线性动力学模型预报法,（7）、声发射等参数预报法,岩土体蠕变（流变）理论,第1蠕变阶段减速蠕变阶段 减速发展，斜率逐渐减小,第2蠕变阶段稳定蠕变阶段 等速发展，斜率大体不变,第3蠕变阶段加速蠕变阶段 CD段：变形迅速增大，但岩土体尚未破坏 DE段：岩土体变形速率剧增，岩土体很快破坏,斋滕预报经验公式：,例：某滑坡位移曲线上t1、t2、t3 所对应的日期为： t1：1963年1月20日 t2：1963年1月26日 t3：1963年1月30日,则： t2 t16天 t3t1 10天,tr-t1=18天 tr1963年2月7日,
