(四)地下水对崩塌的影响
边坡岩体中的地下水大多数在雨季可以直接得到大气降水的补给,在这种情况下,地下水和雨水的联合作用,使边坡上的潜在崩塌体更易于失稳。 (五)地振动对崩塌的影响
地震、人工爆破和列车行进时产生的振动可能诱发崩塌。 (六)人类活动的影响
修建铁路或公路、采石、露天开矿等人类大型工程开挖常使自然边坡的坡度变陡,从而诱发崩塌。
三、崩塌的力学机制
崩塌是岩体长期蠕变和不稳定因素不断积累的结果。按崩塌发生时受力状况不同,可将其形成力学机制分为倾倒崩塌、滑移崩塌、鼓胀崩塌、拉裂崩塌和错断崩塌五种。
四、崩塌分类
根据边坡失稳破坏的具体部位,可将崩塌分为坡体崩塌、边坡崩塌和坡面崩塌三种。
五、崩塌的危害
崩塌常使斜坡下的农田、厂房、水利水电设施及其它建筑物受到损害,有时还造成人员伤亡。 实例分析
重庆市北温泉斜坡岩土体地质结构剖面图
六、崩塌的防治
1、防治原则:一般多采用以防为主的原则。
在选线时,应注意根据斜坡的具体条件,对有可能发生大、中型崩塌的地段,有条件避绕时,宜优先选择避绕方案,只有小型崩塌,才能防止其不发生。 2、防治对策
(1)严格控制人为不合理活动对崩塌的诱发作用
20
严禁在山体坡脚和江河、湖泊上滥挖滥采、破坏植被等可能引起崩塌的工程活动。近年来,超量开采江沙,不仅破坏了河床结构,造成险沟险滩。
(2)在崩塌发生时,现场人员应发出危险性警报。当可能崩塌的山体上部的张性或张剪性裂缝不断扩大加宽、其速度突增、并有小型坠落现象时,表明崩塌已处于临界状态,特别是雨季,崩塌就会一触即发。
(3)当遭遇山体崩塌时应保持冷静,采取因时因地的瞬间防护和躲避措施。在逃离、躲避时应向两侧逃跑,来不及逃跑时,应就地躺在附近的地沟或陡坎下。 3、防治工程措施
(1)爆破或打楔。将陡崖削缓,并消除易坠的岩石。
(2)堵塞裂隙或向裂隙内灌浆。有时为使单独岩坡稳定,可采用铁链锁拌或铁夹,以提高有崩塌危险的稳定性。
(3)调整地表水流。在崩塌地区上方修截水沟,以阻止水流流入裂缝。 (4)为了防止风化将山坡和斜坡铺砌起来,或在坡面上喷浆。 (5)筑明峒或御塌棚。
(6)筑护墙及围护棚(木的、石的、铁丝网)以阻挡坠落石块,并及时清除围护建筑物中的堆积物。 (7)在软弱岩石出露处修筑挡土墙,以支持上部岩石的质量。
第三节 滑坡地质灾害
滑坡的别名叫做地滑,我国一些地方形象地把滑坡称为“走山”。 是指斜坡上的土体或岩体受河流冲刷、地下水活动、自然风化、地震及人工切坡等因素的影响,在重力的作用下沿着一定的软弱面或软弱带,整体地或分散地顺坡向下滑动的现象。规模大的滑坡一般是缓慢的、长期的往下滑动,有些滑坡滑动速度也很快,其过程分为蠕动变形和滑动破坏阶段,但也有一些滑坡表现为急剧的滑动,下滑速度从每秒几米到几十米不等。滑坡多发生在山地的山坡、丘陵地区的斜坡、岸边、路堤或基坑等地带。滑坡对工程建设的危害很大,轻则影响施工,重则破坏建筑;由于滑坡,常使交通中断,影响公路的正常运输;大规模的滑坡,可以堵塞河道,摧毁公路,破坏厂矿,掩埋村庄,对山区建设和交通设施危害很大。
一、滑坡的特点
1、 发生变形破坏的岩土体以水平位移为主 2、 滑动体始终沿着一个或几个软弱面滑动
3、 滑动过程可以在瞬间完成,也可能持续几年或更长时间。
二、滑坡的几何要素
滑坡在平面上的边界和形态特征与滑坡的规模、类型及所处的发育阶段有关。一个发育完全的滑坡,一般包括:1,滑坡体,指滑坡发生后与母体脱离开的滑动部分;2,滑动带,滑动时形成的碾压破碎带;3,滑动面,滑坡体沿着下滑的表面,滑动面可以是受剪应力最大的贯通性剪切破坏面或带,也可以是岩体中已有的软弱结构面。;4,滑坡床,滑体以下固定不动的岩土体,它基本上未变形,保持了原有的岩体结构;5,滑坡壁,滑体后部和母体脱离开的分界面,暴露在外面的部分,平面上多呈圈椅状;6,滑坡台阶,由于各段滑体运动速度的差异而在滑体上部形成的滑坡错台;7,滑坡舌,又称滑坡前缘或滑坡头,在滑坡前部,形如舌状伸入沟谷或河流,甚至越过河对岸;8,滑坡周界,指滑坡体与其周围不动体在平面上的分界线,它决定了滑坡的范围;9,封闭洼地,滑体与
21
滑坡壁之间拉开成沟槽,相邻滑体形成反坡地形,形成四周高中间低的封闭洼地;10,主滑线,又称滑坡轴,滑坡在滑动时运动速度最快的纵向线,它代表滑体的运动方向;11,滑坡裂隙,分为四类:1,分布在滑坡体上部的拉张裂隙;2,分布在滑体中部两侧的剪切裂隙;3,分布在滑坡体中下部的扇状裂隙;4,分布在滑坡体下部的鼓张裂隙。由此可见,一个滑坡完整的应该包括以上11个部分组成。当然,在实际的滑坡现象中,有时候我们很难分清楚各个部分明显的边界。
1093152181112514101641373 (a) 平面 (b) 剖面
1.滑坡体;2.滑坡周界;3.滑坡壁;4.滑坡台阶;5.滑动面(带);6.滑床;7.滑坡舌;8.主滑线;9.拉张裂缝;10.主裂缝;11.剪切裂缝;12.羽状裂缝;13.鼓胀裂缝;14.扇形张裂缝;15.封闭洼地(滑坡湖)
滑坡外貌及其几何要素示意图
cbea滑动面d a:后缘环状拉裂缝;b:滑坡断壁;c:横向裂缝及滑坡台阶;d:滑坡舌及隆张裂缝;e:滑坡侧壁及羽状裂缝
滑坡地貌及滑坡几何要素侧视图
22
三、滑坡的形成条件
(一)内在因素
(1)地层岩性及结构
斜坡的地层岩性,是发生滑坡的物质基础。有的斜坡体为土体,有的则为岩体,斜坡体物质组成的差异及结构特点影响其抗剪切破坏的能力。
(2)地质构造
地质构造环境对滑坡形成有多方面的影响,主要包括:断裂破碎带为滑坡提供了物质来源;各种地质构造结构面,如层面、断层面、节理面、片理面和地层的不整合面等是控制滑动面的空间位置和滑坡的周界的要素;地质构造是控制山体斜坡地下水分布和运动规律如含水层的数目、地下水的补给和排泄等的基本条件;斜坡的内部岩土结构(不同岩土层的相互组合情况)、断层、裂隙的特征及其与斜坡方位的相互关系等是制约滑坡规模和难易程度的重要因素。岩层层面的倾向对滑坡的发育有重要影响,当岩层的倾向与斜坡坡面倾向斜—致情况下,最易发生滑坡,当二者倾向相反情况下,则决定于岩层裂隙的发育程度,一般不易发生大规模的滑坡。 (二)外在因素
(1)降雨、融雪和地下水位
降雨和融雪的渗透水作用是诱发滑坡的最主要外因。渗透水进入土体孔隙或岩体裂隙使土石软化,抗剪强度降低;渗透水补给地下水,使地下水位或地下水压增加,对岩土体产生浮托作用,提高静水压力,饱和结果也造成抗剪强度的降低。所以,降水和融雪一般对滑坡可起到诱发或促进作用。许多滑坡的实际观测资料表明降雨(融雪)、地下水位和土体滑动之间存在着密切关系,有时地下水位变化虽小,但也对滑坡的移动量产生很大的影响。有些滑坡如四川越西县阿底滑坡与降雨甚至密切到“大雨大滑,小雨小滑,无鱼不滑”的程度。贵州省统计资料,区内94%以上的崩塌、滑坡发生于雨季。
另一方面,地下水位变化形成的动水压力对滑坡也有重要影响。地表水体如河流、水库等不断冲刷和切割岸坡,使边岸增高变陡、揭露出内部软弱面。丰水期河水水位反补地下水或枯水期地下水位补给地表水时,都会引起地下水水位的急剧变化,导致水力坡度加大,斜坡内就会形成很大的动水压力,上述综合作用的结果是斜坡的稳定性降低并导致滑坡发生。比较典型的实例是水库的水位急剧升、降情况下都容易导致库岸失稳,其原因就在于此。
(2)人为的因素
人类工程、经济活动如,修建铁路、公路、桥梁和开矿时,会产生各种不利于斜坡稳定的工程效应:开挖斜坡、填土、堆积矿渣等,使斜坡内应力发生变化;边坡开挖使坡脚应力集中;由于斜坡不当堆载导致滑动力增大;开挖隧道,筑坝蓄水等也能够导致滑坡的发生。 (3)地震的影响
地震是诱发滑坡的重要因素之一。地震既可直接诱发滑坡,也可间接诱发滑坡。直接诱发滑坡又称同发型滑坡(滑坡与地震同时发生),诱发机理是地壳震动使斜坡土石结构破坏,然后在地震力的反复震动冲击之下,沿原有软弱面或新产生的软弱面产生滑动。间接诱发滑坡又称谓后发型滑坡,其诱发机理是地震产生的裂缝和断崖是降雨或融雪的入渗的重要通道,因此,地震后常因降雨、融雪而发生滑坡或山崩,这种情况比地震发生时所触发的滑坡或山崩还要多。
根据大量的统计资料,在雨季或暴雨、融雪时发生地震的诱发滑坡多为同发型,而干旱季节斜
23
坡稳定性较高,这一时节发生地震诱发的滑坡则以后发型为主,同发型滑坡较少。1976年6月29日云南龙陵地震时,同发型滑坡很少,震后雨季时发生的后发型滑坡,占与地震有关的滑坡总数的95%以上。
四、滑坡的分类
目前关于滑坡的分类有多种方案,主要包括:根据滑体的物质组成分类;根据主滑面成因类型分类;根据滑体的厚度和体积分类;根据滑坡地形的发育过程和变化待征分类等(见下表)。
表 滑坡分类表 据物质组成 堆积层滑坡 黄土滑坡 粘土滑坡 岩层滑坡 据主滑面成因 堆积面滑坡 层面滑坡 构造面滑坡 同生面滑坡 据滑体厚度 浅层滑坡 (<6m) 中层滑坡 (6~20m) 厚层滑坡 (20~50m) 巨厚层滑坡 (>50m) 据滑体体积 小型滑坡 (<3×104m3) 中型滑坡 (3~50×104m3) 大型滑坡 (50~300×104m3) 超大型滑坡 (>300×104m3) 据滑坡发育阶段 幼年期滑坡 青年期滑坡 壮年期滑坡 老年期滑坡 五、滑坡滑动过程的三个阶段
(1)酝酿阶段或蠕动变形阶段。斜坡形成后,首先上部因卸荷作用出现松弛变形,形成坡后的拉张裂缝,尔后裂缝下侧的土体发生缓慢位移,位移量一般每月仅数厘米。这一阶段通常历时较长,有的数年、数十年甚至上百年,其过程中常伴随出现各种异常现象,如地下水动态异常、山坡坡脚土体出现挤压变形,及产生震感和响声等现象。此阶段滑动土体与母体(滑床)之间没有产生相对位移。
(2)突变阶段或剧烈滑动阶段。蠕动变形阶段岩土体只是局部剪切变形,并未形成连通的剪裂面。而当软弱岩层被完全剪断,滑动面或滑动带形成之后,位移速度加快,一般每小时数米至数百米,有时可达数千米,在少数情况下甚至发生急剧快速的滑动。在突变之际常见泉水变浊,坡脚局部坍塌或掉落土块。此阶段滑动土体与母体(滑床)之间产生相对位移。
(3)残余变形或渐趋稳定阶段。失稳坡体发生滑移突变之后,位移速度减慢,各块间变形逐步停止,剪切滑动面(带)在压密下排水而固结,地表无裂缝、沉陷发生,最后完全稳定下来。此阶段滑动土体与母体(滑床)之间产生相对位移,但与剧烈滑动阶段相比则小得多。
六、滑坡的危害
1、对城镇的危害 2、对交通运输的危害 3、对工厂、矿山的危害 4、对农田的危害 5、对水利水电工程的危害 6、产生次生灾害
24