大学课程《地质灾害防治技术》教学PPT课件:任务1.1 认识崩塌.pptx
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项目背景:
盐池河崩塌盐盐池池河河崩崩塌塌盐池河崩塌盐池河崩塌任务1.1认识崩塌崩塌概述v1.1什么是崩塌?
v崩塌是陡峻或极陡斜坡上,某些大块崩塌是陡峻或极陡斜坡上,某些大块或巨块岩土体在重力的作用下,突然发或巨块岩土体在重力的作用下,突然发生崩落或滑落,并顺山坡猛烈地翻滚跳生崩落或滑落,并顺山坡猛烈地翻滚跳跃,撞击破碎,最后堆积于坡下的现象。
跃,撞击破碎,最后堆积于坡下的现象。
崩塌是陡峻斜坡上的巨大岩、土体,在重力作用突然脱离坡体,发生崩落和倒塌的现象。
落石:
斜坡上个别岩块在重力作用下脱离坡体掉落的现象。
什么是崩塌?
图崩塌示意崩塌示意图1崩塌体;崩塌体;2堆堆积块石;石;3被裂隙切割的斜坡基岩被裂隙切割的斜坡基岩崩塌的特点1)1)崩塌速度快、发生猛烈;崩塌速度快、发生猛烈;22)崩塌体运动不沿固定的面或带发生;)崩塌体运动不沿固定的面或带发生;33)崩塌体在运动后,其原有整体性遭到)崩塌体在运动后,其原有整体性遭到完全破坏;完全破坏;44)崩塌的垂直位移大于水平位移。
)崩塌的垂直位移大于水平位移。
1.1.1崩塌形成条件和影响因素1)地形地貌边坡边坡坡度坡度4504550050600607070808090总总计计崩塌落崩塌落石次数石次数14117176257百分比百分比24.619.312.329.810.53.5100据对宝成线风州段统计,约据对宝成线风州段统计,约75.4%75.4%的崩塌发生的崩塌发生在大于在大于4545的陡坡的陡坡。
常发生崩塌落石地段:
n峡谷陡坡n河流凹岸部位n山区冲沟岸坡、山坡陡崖地段n铁路、公路等路堑高边坡地段n山区城镇建设高削方边坡n丘陵或分水岭地区1.1.1崩塌形成条件和影响因素2)地层岩性岩性岩性花岗花岗岩岩灰岩、灰岩、砂岩等砂岩等辉长辉长岩岩厚板厚板岩岩千枚千枚岩岩页岩页岩崩塌数崩塌数393811642百分比百分比()()393811642对宝成线宝鸡上西坝的对宝成线宝鸡上西坝的100100个崩塌落石工点的岩性进行个崩塌落石工点的岩性进行统计统计1.1.1崩塌形成条件和影响因素v一般而言,块状的或厚层状的一般而言,块状的或厚层状的、坚硬的或坚硬的或较坚硬的脆性岩石可以构成较陡峻的边坡,较坚硬的脆性岩石可以构成较陡峻的边坡,且其构造节理较发育,利于崩塌落石发生且其构造节理较发育,利于崩塌落石发生v相反,较软的岩石如千枚岩和页岩,崩塌相反,较软的岩石如千枚岩和页岩,崩塌落石较少落石较少1.1.1崩塌形成条件和影响因素崩塌的发生条件和影响因素崩塌的发生条件和影响因素崩塌的发生条件和影响因素崩塌的发生条件和影响因素1)1)陡坡地段陡坡地段陡坡地段陡坡地段2)2)软岩和硬岩的交错分布软岩和硬岩的交错分布软岩和硬岩的交错分布软岩和硬岩的交错分布软硬岩软硬岩层相间层相间不利的结不利的结构面组合构面组合3)地质构造(11)断裂构造的影响)断裂构造的影响当铁路线的方向与区域性断裂构造线平行,而且采用大当铁路线的方向与区域性断裂构造线平行,而且采用大挖方的深路堑方案时,沿线崩塌落石严重,分布普遍挖方的深路堑方案时,沿线崩塌落石严重,分布普遍几组断裂线交汇的峡谷区,往往形成大型崩塌几组断裂线交汇的峡谷区,往往形成大型崩塌断层密集分布区岩层破碎,深路堑区段崩塌落石频频发断层密集分布区岩层破碎,深路堑区段崩塌落石频频发生生(22)褶皱影响)褶皱影响褶皱核部(节理发育褶皱核部(节理发育、岩石破裂、地下水丰富)形成潜在岩石破裂、地下水丰富)形成潜在崩落体。
崩落体。
1.1.1崩塌形成条件和影响因素(3)构造节理的影响)构造节理的影响沿构造节理发生的崩塌落石最多沿构造节理发生的崩塌落石最多3)地质构造1.1.1崩塌形成条件和影响因素4)风化卸荷作用边坡岩体在各种风边坡岩体在各种风化卸荷营力作用下,化卸荷营力作用下,其强度和稳定性不断其强度和稳定性不断降低,最后导致崩塌降低,最后导致崩塌等现象的发生。
等现象的发生。
故在天然状态下,故在天然状态下,崩塌落石一般均发生崩塌落石一般均发生在边坡的浅表部。
在边坡的浅表部。
1.1.1崩塌形成条件和影响因素降雨与崩塌的关系可降雨与崩塌的关系可降雨与崩塌的关系可降雨与崩塌的关系可归结为:
归结为:
归结为:
归结为:
“大雨大塌、小雨小塌、大雨大塌、小雨小塌、大雨大塌、小雨小塌、大雨大塌、小雨小塌、无雨不塌无雨不塌无雨不塌无雨不塌”的现象。
的现象。
的现象。
的现象。
右图为右图为右图为右图为19581958195819581983198319831983年宝年宝年宝年宝成线广元附近崩塌与降成线广元附近崩塌与降成线广元附近崩塌与降成线广元附近崩塌与降雨量的统计关系。
雨量的统计关系。
雨量的统计关系。
雨量的统计关系。
5)降雨条件1.1.1崩塌形成条件和影响因素值得注意的是崩塌:
值得注意的是崩塌:
80%的发生在雨季的发生在雨季主要发生在雨中和雨后不久主要发生在雨中和雨后不久连续降雨时间越长,降雨强度越大,崩塌就越容连续降雨时间越长,降雨强度越大,崩塌就越容易发生易发生长期连续的细雨比短促暴雨崩塌多长期连续的细雨比短促暴雨崩塌多长期大雨比长期细雨崩塌多长期大雨比长期细雨崩塌多1.1.1崩塌形成条件和影响因素6)地下水条件AA、控制崩塌体边界裂隙充满流动水时,对其、控制崩塌体边界裂隙充满流动水时,对其产生静水和动水压力;产生静水和动水压力;BB、软化结构面降低抗剪强度。
、软化结构面降低抗剪强度。
1.1.1崩塌形成条件和影响因素7)温度(11)构成坡体的地层都是由不同的导热性和膨胀系数的)构成坡体的地层都是由不同的导热性和膨胀系数的各种矿物组成,这些矿物晶体的膨胀系数各有差异,引各种矿物组成,这些矿物晶体的膨胀系数各有差异,引起温度变化的热源也不同。
起温度变化的热源也不同。
(33)温度变化对裂缝中水的影响非常明显)温度变化对裂缝中水的影响非常明显(22)热胀冷缩)热胀冷缩。
1.1.1崩塌形成条件和影响因素8)地震条件山坡坡度山坡坡度700合计合计崩塌数崩塌数3819939百分比百分比()7.720.548.723.1100地震振动效应:
硬质岩层构成的陡峻斜坡地带常会在地震振动效应:
硬质岩层构成的陡峻斜坡地带常会在地震作用下使岩体结构面强度及其稳定性降低。
地震作用下使岩体结构面强度及其稳定性降低。
据对云南昭通地震调查,地震会导致崩塌更多集中于据对云南昭通地震调查,地震会导致崩塌更多集中于坡度大于坡度大于5050地区。
地区。
1.1.1崩塌形成条件和影响因素地震地震:
对岩石产生破坏,使结构面增多对岩石产生破坏,使结构面增多使岩体开裂,导致原结构面强度降低使岩体开裂,导致原结构面强度降低对破裂岩体的抛射作用对破裂岩体的抛射作用列车震动:
对处于极限平衡状态的岩体有诱列车震动:
对处于极限平衡状态的岩体有诱发作用,使其产生崩塌落石发作用,使其产生崩塌落石1.1.1崩塌形成条件和影响因素人为因素主要表现在人为因素主要表现在pp不合理开挖坡脚;不合理开挖坡脚;pp不合理坡顶部弃碴等;不合理坡顶部弃碴等;pp不合理爆破工程;不合理爆破工程;pp施工方法不当,如不按规程自上而下开施工方法不当,如不按规程自上而下开挖,而先挖下部等。
挖,而先挖下部等。
9)人为因素作用1.1.1崩塌形成条件和影响因素1.1.2崩塌的运动特征崩塌的运动特征v在实际工作中,根据大量调查、统计资料和经验,可做如下定性分析:
v
(1)崩塌块体落地以后的坡面在25以下,坡面上为草皮、灌木丛和“凹”“凸”不平的地形,崩塌块体在此斜坡上作减速运动。
v
(2)崩塌块体落地以后的地面坡度在2530,坡面覆盖物、形态和特征与上述基本相同,崩塌块体在此斜坡上接近匀速运动。
v(3)崩塌块体落地以后的地面坡度在30以上,坡面覆盖物、形态和特征与上述基本相同,崩塌块体在此斜坡上作加速运动。
v应用上述基础知识,可对高陡危险斜坡发生崩塌的可能性和危险区范围,作出初步分析判断。
1.1.3崩塌的分类1.1.3崩塌的分类形成机理:
形成机理:
形成机理:
形成机理:
河流峡谷区,在黄河流峡谷区,在黄河流峡谷区,在黄河流峡谷区,在黄土及陡立岩质边坡段,土及陡立岩质边坡段,土及陡立岩质边坡段,土及陡立岩质边坡段,因垂直节理与稳定岩因垂直节理与稳定岩因垂直节理与稳定岩因垂直节理与稳定岩土体分开,呈长柱形,土体分开,呈长柱形,土体分开,呈长柱形,土体分开,呈长柱形,受长期冲刷等,在重受长期冲刷等,在重受长期冲刷等,在重受长期冲刷等,在重力及水压力等作用下力及水压力等作用下力及水压力等作用下力及水压力等作用下形成。
形成。
形成。
形成。
1)倾倒式根据崩塌的形成机理可分为:
根据崩塌的形成机理可分为:
1.1.3崩塌的分类倾倒式崩塌倾倒式崩塌2)滑移式形成机理:
在陡坡上,不稳定岩土体由向坡下形成机理:
在陡坡上,不稳定岩土体由向坡下倾斜的结构面或软面,因降雨、地震等触发,倾斜的结构面或软面,因降雨、地震等触发,在重力下先滑后崩。
在重力下先滑后崩。
1.1.3崩塌的分类滑移式崩塌形成机理:
形成机理:
形成机理:
形成机理:
一般为上硬下软坡体结构,坚硬岩体后缘一般为上硬下软坡体结构,坚硬岩体后缘一般为上硬下软坡体结构,坚硬岩体后缘一般为上硬下软坡体结构,坚硬岩体后缘已形成贯通性拉裂缝,在上部硬岩重力作用下,已形成贯通性拉裂缝,在上部硬岩重力作用下,已形成贯通性拉裂缝,在上部硬岩重力作用下,已形成贯通性拉裂缝,在上部硬岩重力作用下,其压应力大于软岩抗压强度时,软岩将被挤出其压应力大于软岩抗压强度时,软岩将被挤出其压应力大于软岩抗压强度时,软岩将被挤出其压应力大于软岩抗压强度时,软岩将被挤出而发生向外鼓胀,最终形成崩塌。
而发生向外鼓胀,最终形成崩塌。
而发生向外鼓胀,最终形成崩塌。
而发生向外鼓胀,最终形成崩塌。
显然,下部软岩能否向外鼓胀,是此类崩显然,下部软岩能否向外鼓胀,是此类崩显然,下部软岩能否向外鼓胀,是此类崩显然,下部软岩能否向外鼓胀,是此类崩塌能否产生的关键。
塌能否产生的关键。
塌能否产生的关键。
塌能否产生的关键。
3)鼓胀式1.1.3崩塌的分类鼓胀式崩塌形成机理:
上硬下软坡形成机理:
上硬下软坡形成机理:
上硬下软坡形成机理:
上硬下软坡体结构,因风化或河流体结构,因风化或河流体结构,因风化或河流体结构,因风化或河流冲涮,将下部软岩淘成冲涮,将下部软岩淘成冲涮,将下部软岩淘成冲涮,将下部软岩淘成凹槽,上部硬岩则以悬凹槽,上部硬岩则以悬凹槽,上部硬岩则以悬凹槽,上部硬岩则以悬臂梁形式突出来。
臂梁形式突出来。
臂梁形式突出来。
臂梁形式突出来。
在突出岩体上,在突出岩体上,在突出岩体上,在突出岩体上,AAAA点点点点附近承受最大拉应力,附近承受最大拉应力,附近承受最大拉应力,附近承受最大拉应力,且且且且ABABABAB面剪力弯矩最大,面剪力弯矩最大,面剪力弯矩最大,面剪力弯矩最大,但拉应力大于岩石抗拉但拉应力大于岩石抗拉但拉应力大于岩石抗拉但拉应力大于岩石抗拉强度时,拉裂缝会迅速强度时,拉裂缝会迅速强度时,拉裂缝会迅速强度时,拉裂缝会迅速发展直至崩塌发生。
发展直至崩塌发生。
发展直至崩塌发生。
发展直至崩塌发生。
4)拉裂式1.1.3崩塌的分类拉裂式崩塌拉裂式崩塌形成机理:
形成机理:
在不发生倾倒失在不发生倾倒失稳的陡倾边坡岩体,稳的陡倾边坡岩体,其下部为断裂部分其下部为断裂部分(锁固端)在上覆(锁固端)在上覆长柱状岩体重力作长柱状岩体重力作用下,发生剪切错用下,发生剪切错断,也即剪切力大断,也即剪切力大于岩石的抗剪强度于岩石的抗剪强度时,崩塌随即发生。
时,崩塌随即发生。
5)错断式1.1.3崩塌的分类错断式崩塌错断式崩塌1.1.4崩塌的危害:
v崩塌崩塌对人人类的危害是十分的危害是十分严重的。
重的。
v
(1)大型崩塌造成人)大型崩塌造成人员的的伤亡亡v
(2)崩塌掩埋公路、摧毁建筑物和民房)崩塌掩埋公路、摧毁建筑物和民房v(3)崩塌致使)崩塌致使铁路路运输中中断,造成,造成严重重的的经济损失。
失。
v(4)为整治崩塌落石增加大量基建投整治崩塌落石增加大量基建投资崩塌的危害:
v崩塌崩塌会使建筑物有使建筑物有时甚至使整甚至使整个居民居民点遭到毁坏,使公路和点遭到毁坏,使公路和铁路被掩埋路被掩埋;v在宽河谷中,由于崩塌能使河流改道在宽河谷中,由于崩塌能使河流改道及改变河流性质,而造成急湍地段;及改变河流性质,而造成急湍地段;v崩塌有时会使河流堵塞形成堰塞湖,崩塌有时会使河流堵塞形成堰塞湖,这样就会将上游建筑物及农田淹没这样就会将上游建筑物及农田淹没;v1.1.5崩塌体的识别判断崩塌体的识别判断v地形地貌特征v块体结构特征v1.1.6崩塌前兆崩塌前兆v崩塌处的裂缝逐渐扩大,危岩体的前缘有掉块、坠落现象,小崩小塌不断发生。
v坡顶出现新的破裂形迹,嗅到异常气味。
v不时偶闻岩石的撕裂摩擦错碎声。
v出现热、氡气、地下水质、水量等异常。
崩塌体后部出崩塌体后部出现裂裂缝;小崩崩塌体前小崩崩塌体前缘掉掉块、土体、土体滚落小塌不落小塌不断发生生;坡面出坡面出现新的破裂新的破裂变形、甚至小面形、甚至小面积土石土石剥落;落;岩岩质崩塌体偶尔崩塌体偶尔发生撕裂摩擦生撕裂摩擦错碎碎声。
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