城市災(zāi)害學(xué)課件-地質(zhì)災(zāi)害(1)課件

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地質(zhì)災(zāi)害第12章地質(zhì)災(zāi)害概述第13章滑坡災(zāi)害及其防治第14章崩塌災(zāi)害及其防治第15章泥石流災(zāi)害及其防治第16章地面沉降及其防治第17章巖土工程災(zāi)害2006.3*第12章地質(zhì)災(zāi)害概述地球、地質(zhì)體、地質(zhì)環(huán)境在發(fā)展演化過程中，由于各種自然作用和人類活動發(fā)生變化，其產(chǎn)生的后果給人類和社會造成災(zāi)害就稱為地質(zhì)災(zāi)害。由于我國所處的特殊地質(zhì)構(gòu)造部位，2／3為山地，加之氣候與人類活動的影響，崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害相當(dāng)嚴(yán)重，尤其是云、貴、川、鄂為全國地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的四大省份。2006.3*第12章地質(zhì)災(zāi)害概述廣義地質(zhì)災(zāi)害：任何成災(zāi)的地質(zhì)活動都可以稱為地質(zhì)災(zāi)害火山、地震、土壤退化、煤層自燃狹義地質(zhì)災(zāi)害主要與土木工程有關(guān)崩塌、滑坡、泥石流、地面沉陷、巖土工程2006.3*第12章地質(zhì)災(zāi)害概述地質(zhì)災(zāi)害成因地殼活動火山、地震自然環(huán)境變化暴雨人為活動不適當(dāng)?shù)膸r土工程2006.3*第12章地質(zhì)災(zāi)害概述12.1地質(zhì)災(zāi)害分類(1)地質(zhì)災(zāi)害就其成因而論，主要由自然變異導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害稱自然地質(zhì)災(zāi)害；主要由人為作用誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害則稱人為地質(zhì)災(zāi)害。因巖土工程處置不當(dāng)而發(fā)生事故，形成災(zāi)害的是人為地質(zhì)災(zāi)害的主要組成部分。2006.3*12.1地質(zhì)災(zāi)害分類(2)地質(zhì)災(zāi)害就地質(zhì)環(huán)境或地質(zhì)體變化的速度而言，可分為：突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害：崩塌、滑坡、泥石流等，即習(xí)慣上的狹義地質(zhì)災(zāi)害；緩變性地質(zhì)災(zāi)害：水土流失、土地沙漠化等，又稱環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害。巖土工程事故災(zāi)害也屬于突發(fā)性的。2006.3*12.1地質(zhì)災(zāi)害分類(3)根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生區(qū)的地理或地貌特征，可分為：山地地質(zhì)災(zāi)害：崩塌、滑坡、泥石流等；平原地質(zhì)災(zāi)害：地面沉降等。2006.3*12.2地質(zhì)災(zāi)害的屬性特征一、地質(zhì)災(zāi)害的必然性、隨機(jī)性和周期性人類活動區(qū)域日益廣泛，地殼活動始終不斷，必然有各種地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)人類對地下活動認(rèn)識有限，地質(zhì)活動周期往往很長，部分地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生有隨機(jī)性部分地質(zhì)災(zāi)害成因比較清楚，對其周期性有較多的認(rèn)識2006.3*12.2地質(zhì)災(zāi)害的屬性特征二、地質(zhì)災(zāi)害的突發(fā)性和漸進(jìn)性突然爆發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害火山、地震、崩落、泥石流等漸進(jìn)發(fā)展的地質(zhì)災(zāi)害土壤退化、地面沉降、煤層自燃等2006.3*12.2地質(zhì)災(zāi)害的屬性特征三、地質(zhì)災(zāi)害的群體性、多元性和復(fù)發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害往往不是獨(dú)立存在的，而是彼此相互影響，反復(fù)發(fā)作崩落、泥石流、滑坡、地裂縫往往同時發(fā)作滑坡多發(fā)區(qū)常常反復(fù)發(fā)作，例如，我國西部川藏公路沿線的古鄉(xiāng)冰川泥石流，一年內(nèi)發(fā)生70多次2006.3*12.2地質(zhì)災(zāi)害的屬性特征四、地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域性地質(zhì)災(zāi)害受地質(zhì)體形態(tài)、自然環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平影響，有明顯的區(qū)域性我國的地質(zhì)災(zāi)害受我國南北分區(qū)、東西分帶、交叉成網(wǎng)的區(qū)域性構(gòu)造格局影響，有明顯的區(qū)域性2006.3*12.2地質(zhì)災(zāi)害的屬性特征我國四個主要的地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域：1.以地面沉降、地面塌陷和礦井突水為主的東部地區(qū)成因：平原地形、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口稠密2.以崩塌、滑坡和泥石流為主的中部區(qū)

成因：山巒起伏、地形復(fù)雜3.以凍融、泥石流為主的青藏高原區(qū)成因：海拔高、溫度低4.以荒漠化為主的西部區(qū)成因：干旱少雨，自然環(huán)境惡劣2006.3*12.3地質(zhì)災(zāi)害對人類的危害一、地質(zhì)災(zāi)害的嚴(yán)重性全國每年由于“崩、滑、流”災(zāi)害造成的死亡人員達(dá)到928人全國共有較大型崩塌3000多處，滑坡2000多個，中小規(guī)模的“崩、滑、流”達(dá)到40多萬處全國有350多個縣，上萬個村莊，100余座大型工廠，55座大型礦山，3000多公里鐵路受“崩、滑、流”威脅2006.3*12.3地質(zhì)災(zāi)害對人類的危害一、地質(zhì)災(zāi)害的嚴(yán)重性全國處京、津、滬、豫、甘、寧、新以外的各省都發(fā)現(xiàn)巖溶塌陷災(zāi)害，總數(shù)近3000處，塌坑3萬多個，塌陷面積300多平方公里黑龍江、山西、安徽、江蘇、山東等省為礦山采空塌陷嚴(yán)重發(fā)育區(qū)，全國工發(fā)生礦山采空塌陷180處以上，塌陷坑1595個，塌陷面積達(dá)1000多平方公里2006.3*12.3地質(zhì)災(zāi)害對人類的危害一、地質(zhì)災(zāi)害的嚴(yán)重性據(jù)統(tǒng)計(jì)，在20世紀(jì)的后50年，每年中國因地質(zhì)災(zāi)害而導(dǎo)致傷亡的人數(shù)在萬人左右，造成經(jīng)濟(jì)損失總數(shù)可達(dá)上百億元。直接和間接經(jīng)濟(jì)損失比崩塌、滑坡為1:10泥石流為1:5地面沉降為1:32006.3*12.3地質(zhì)災(zāi)害對人類的危害二、人為地質(zhì)災(zāi)害日趨嚴(yán)重人類每年消耗500×108噸礦產(chǎn)物質(zhì)，地球每年只能新生成300×108噸巖石物質(zhì)，河流每年只能搬運(yùn)165×108噸物質(zhì)地面建筑高度超過400米，地下開挖超過3000m，最高人工邊坡超過600m，最大水庫容量超過1500×108m3，人類建筑面積已經(jīng)覆蓋了地表6~8%，中國目前有8萬多個水庫和水電站人類活動對自然界地質(zhì)改造超過了流水、風(fēng)力等自然作用2006.3*第13章滑坡災(zāi)害及其防治13.1滑坡災(zāi)害及分級分類斜坡上的巖土體由于種種原因在重力作用下沿一定軟弱面整體向下滑動的現(xiàn)象叫做滑坡。一、滑坡災(zāi)害實(shí)例(1)我國特別是西南地區(qū)曾發(fā)生很多滑坡災(zāi)害，下表記錄了20世紀(jì)我國重要的滑坡災(zāi)害。2006.3*13.1滑坡災(zāi)害及分級分類2006.3*一、滑坡災(zāi)害實(shí)例(2)國內(nèi)西南地區(qū)的滑坡災(zāi)害的報(bào)道。2001年5月，重慶市武隆縣城發(fā)生山體滑坡，滑坡瞬間，一幢建筑面積為4700m2的9層樓房頃刻被砸得粉碎，死亡79人。在事故發(fā)生前，坡頂已經(jīng)出現(xiàn)了滑坡裂縫，但沒有引起人們的警覺和防范，終于釀成慘劇。而重慶市早在1946年和1948年在市中區(qū)中二路和洪崖洞地區(qū)分別發(fā)生了滑坡和危巖崩塌，破壞房屋數(shù)十間，導(dǎo)致324人傷亡。2006.3*貴州省六盤水市水城縣金盆鄉(xiāng)營盤村魚嶺滑坡

2004年5月29日18時至30日凌晨4時,水城縣金盆鄉(xiāng)營盤村魚嶺組一帶出現(xiàn)150mm的強(qiáng)降雨，在長達(dá)3個多小時強(qiáng)降雨的影響下發(fā)生滑坡，造成3戶村民（共20人，其中4人逃生）房屋被掩埋，11人死亡，重傷4人，輕傷1人?；麦w積約4900m3，位于三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組泥質(zhì)粉砂巖、泥巖等軟質(zhì)巖石組成的陡斜坡地帶，生態(tài)植被較好。松散層受短時集中強(qiáng)降雨影響（集中降雨時間為00時至4時）。2006.3*一、滑坡災(zāi)害實(shí)例(3)香港地區(qū)也是經(jīng)常有滑坡災(zāi)害的實(shí)例。1976年8月25日在一場雨量為416mm的暴雨后，全港又發(fā)生了上百起滑坡破壞，死傷57人。(4)國外滑坡災(zāi)害實(shí)例。1959年12月2日法國67m高的Malpasset薄拱壩因壩基失穩(wěn)而毀于一旦，死亡380人，100余人失蹤。2006.3*二、滑坡的危害滑坡不僅會毀壞耕地，沖毀房屋，掩埋人、畜，還會破壞鐵路、高速公路、輸油管道、水電站等，這些城市間交通、能源、建筑的破壞所造成的損失就比對毀壞一般建筑物要嚴(yán)重得多。這種破壞不但對承災(zāi)地點(diǎn)造成重大損失，也會給其相聯(lián)系的其他地方造成重大影響。例如，因滑坡造成的鐵路斷道，火車不能運(yùn)行，就會嚴(yán)重影響該條鐵路沿線所有的大中城市的運(yùn)輸和旅行。2006.3*13.2滑坡要素與滑坡的分級、分類一、滑坡要素滑坡體滑坡壁滑動面滑坡床滑坡舌滑坡裂縫2006.3*二、滑坡的分級、分類1．滑坡按強(qiáng)度或規(guī)模分級按滑坡體積的大小、將滑坡強(qiáng)度或規(guī)模分為四級：巨型、大型、中型、小型2．滑坡常見滑動面的類型均質(zhì)土滑動面、碎石土滑動面、基巖滑動面。2006.3*二、滑坡的分級、分類1．滑坡按強(qiáng)度或規(guī)模分級按滑坡體積的大小、將滑坡強(qiáng)度或規(guī)模分為四級：巨型、大型、中型、小型2．滑坡常見滑動面的類型均質(zhì)土滑動面、碎石土滑動面、基巖滑動面。2006.3*二、滑坡的分級、分類3．典型滑坡的多角度分類由于不同的自然環(huán)境、地層條件、地質(zhì)年代、人類活動和其他因素的影響，自然界的滑坡是多種多樣的。為了對滑坡機(jī)理進(jìn)行深入而具體的分析，也便于勘探研究人員有針對性地進(jìn)行調(diào)查與勘察，更有利于進(jìn)行滑坡的穩(wěn)定分析和防護(hù)整治工作，有利于不同行業(yè)或地區(qū)針對不同滑坡類型制定相關(guān)的規(guī)范和防治方法，一般從多種角度對滑坡進(jìn)行分類。2006.3*13.3產(chǎn)生滑坡的主要條件一、內(nèi)在因素巖土類型結(jié)構(gòu)松軟、抗剪強(qiáng)度和抗風(fēng)化能力較低、在水的作用下其性質(zhì)易發(fā)生變化的巖土地質(zhì)構(gòu)造節(jié)理、裂隙、層理面、巖性界面、斷層發(fā)育地形地貌斜坡、前緣水文地質(zhì)條件軟化巖石、產(chǎn)生動水壓力、軟化滑動面2006.3*13.3產(chǎn)生滑坡的主要條件外在因素（外部環(huán)境條件和認(rèn)為作用）自然原因地震、降雨降雪、地表水的沖刷、浸泡人為原因開挖坡腳蓄水排水堆填加載破壞植被2006.3*13.4滑坡的防治措施對于滑坡地帶的建筑，一般均應(yīng)首先考慮繞避原則。對于無法繞避的滑坡地區(qū)工程，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，在經(jīng)濟(jì)合理及技術(shù)可能的情況下，即可對滑坡工程進(jìn)行整治?；抡慰梢詮膬蓚€角度進(jìn)行：直接整治滑坡，采取各種工程技術(shù)措施阻止滑坡的產(chǎn)生；采取工程技術(shù)措施，保護(hù)滑坡發(fā)生時可能受到危害的生命財(cái)產(chǎn)和各種重要國防交通、通信設(shè)施。2006.3*1．滑坡整治的原則(1)以防為主，盡量避開。盡量避開滑坡，盡量減少誘發(fā)滑坡的不利因素(2)區(qū)別情況，綜合防治。深入研究滑坡發(fā)生的原因和周邊條件(3)徹底根治，以絕后患。避免重復(fù)出現(xiàn)，長遠(yuǎn)規(guī)劃，連續(xù)整治2006.3*2．滑坡整治的途徑(1)終止或減輕誘發(fā)滑坡的外部環(huán)境條件截流排水、卸荷減載、坡面防護(hù)。(2)改善邊坡內(nèi)部力學(xué)特征和物質(zhì)結(jié)構(gòu)土質(zhì)改良、注水泥漿。(3)設(shè)置抗滑工程直接阻止滑坡的發(fā)展抗滑樁、擋土墻、預(yù)應(yīng)力錨固等。2006.3*3．具體工程防治措施(1)截流排水——滑坡體外的水避免進(jìn)入滑坡體，滑坡體內(nèi)的水要盡量排出1)外圍截水溝。2)內(nèi)部排水溝。3)坡面夯實(shí)防滲。4)盲溝。5)排水孔。2006.3*3．具體工程防治措施（2）削坡減荷降低滑坡體的下滑力減小滑坡體坡度削去滑坡體后緣的土體增加滑坡體前緣的重量2006.3*3．具體工程防治措施（3）邊坡防護(hù)a.巖石邊坡防護(hù)抹面、噴漿、噴混凝土、片石護(hù)墻、錨桿噴漿護(hù)坡、掛網(wǎng)噴漿護(hù)坡避免邊坡滑落和沖刷2006.3*3．具體工程防治措施（3）邊坡防護(hù)b.

土質(zhì)邊坡防護(hù)種草，降低水對邊坡的沖刷，提高邊坡土體的抗剪強(qiáng)度砌片石框架或錨桿護(hù)坡土工織物2006.3*3．具體工程防治措施（3）邊坡防護(hù)c.江河湖海和水庫邊坡邊坡經(jīng)常受到?jīng)_刷，以及水位變化的影響，非常容易發(fā)生滑坡凹岸必防當(dāng)沖必防軟岸必防凡有局部沖刷的地方2006.3*3．具體工程防治措施（4）抗滑工程——支撐滑坡體，阻止滑坡體在重力下發(fā)生滑動檔土墻抗滑樁錨桿支撐2006.3*3．具體工程防治措施（5）土質(zhì)改良增加土體強(qiáng)度，防止土體破壞添加材料改變巖土成分其他改變方法直接拌合（瀝青，水泥，石灰等）灌漿法2006.3*3．具體工程防治措施（6）防御避繞當(dāng)線路工程(如鐵路、公路)遇到嚴(yán)重不穩(wěn)定斜坡地段，處理又很困難時，則可采用防御繞避措施。避開滑坡，施工防護(hù)結(jié)構(gòu)明硐和御塌棚內(nèi)移做隧和外移做橋擋,排,削,護(hù),繞2006.3*13.5滑坡的監(jiān)測與預(yù)報(bào)1．滑坡的動態(tài)監(jiān)測滑坡的監(jiān)測是指通過對滑坡的動態(tài)觀測，判斷滑坡的發(fā)展發(fā)育階段，并進(jìn)行防災(zāi)減災(zāi)預(yù)報(bào)?；碌膭討B(tài)觀測包括滑坡位移觀測和滑坡水文地質(zhì)觀測。2006.3*13.5滑坡的監(jiān)測與預(yù)報(bào)(1)滑坡位移觀測?；挛灰朴^測可以對滑坡發(fā)育的不同階段的位移進(jìn)行分析，編制滑坡水平位移矢量圖及累計(jì)水平位移矢量圖，隨時掌握滑坡的發(fā)展趨勢。對經(jīng)過整治的滑坡進(jìn)行觀測，可以檢查整治效果，積累整治經(jīng)驗(yàn)。位移觀測主要通過布樁觀測來進(jìn)行。2006.3*13.5滑坡的監(jiān)測與預(yù)報(bào)(2)滑坡的動態(tài)監(jiān)測1)大滑動之前，在滑坡前緣坡腳處，有堵塞多年的泉水復(fù)活現(xiàn)象，或者出現(xiàn)泉水(水井)突然干枯、井(鉆孔)水位突變等類似的異?，F(xiàn)象。2)在滑坡體中，前部出現(xiàn)橫向及縱向放射狀裂縫。它反映了滑坡體向前推擠并受到阻礙、已進(jìn)入臨滑狀態(tài)。3)大滑動之前，在滑坡體前緣坡腳處，土體出現(xiàn)上隆(凸起)現(xiàn)象。這是滑坡向前推擠的明顯跡象。4)大滑動之前，有巖石開裂或被剪切擠壓的音響。這種跡象反映了深部變形與破裂。動物對此十分敏感，有異常反應(yīng)。2006.3*13.5滑坡的監(jiān)測與預(yù)報(bào)(2)滑坡的動態(tài)監(jiān)測5)臨滑之前，滑坡體四周巖體(土體)會出現(xiàn)小型坍塌和松弛現(xiàn)象。6)如果在滑坡體上有長期位移觀測資料，那么大滑動之前，無論是水平位移量還是垂直位移量，均會出現(xiàn)加速變化的趨勢。這是明顯的臨滑跡象。7)滑坡后緣的裂縫急劇擴(kuò)展，并從裂縫中冒出氣體。2006.3*13.5滑坡的監(jiān)測與預(yù)報(bào)2．滑坡預(yù)報(bào)當(dāng)有不良?xì)庀髼l件，尤其是有大暴雨或長期陰雨天氣時，對危險(xiǎn)等級高的地區(qū)除加強(qiáng)觀測外還應(yīng)加強(qiáng)滑坡預(yù)報(bào)。目前，我國氣象預(yù)報(bào)中已加入地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生危險(xiǎn)等級的預(yù)報(bào)，對預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害及減少災(zāi)害損失有很大作用。2006.3*第14章崩塌災(zāi)害及防治崩塌也叫崩落、垮塌或塌方，是較陡斜坡上的巖土體在重力作用下突然脫離母體崩落、滾動、堆積在坡腳(或溝谷)的地質(zhì)現(xiàn)象。下降速度快，發(fā)生突然崩塌體脫離母巖運(yùn)動崩塌體的垂直位移大于水平位移具有崩塌前兆的不穩(wěn)定巖土體稱為危巖體2006.3*14.1崩塌的類型和成因一、崩塌的類型1．按崩塌體物質(zhì)分類一是產(chǎn)生在土體中的，稱為土崩。二是產(chǎn)生在巖體中的，稱為巖崩。當(dāng)其巖崩的規(guī)模巨大，涉及到山體者，又俗稱山崩。當(dāng)其崩塌產(chǎn)生在河流、湖泊或海岸上時，稱為岸崩。2．按崩塌體規(guī)模、范圍、大小分類剝落墜石崩落2006.3*二、崩塌的成因1．內(nèi)部條件：巖土類型、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌三個條件，又統(tǒng)稱地質(zhì)條件，它是形成崩塌的基本條件。(1)巖土類型。巖、土是產(chǎn)生崩塌的物質(zhì)條件。一般而言，各類巖、土都可能形成崩塌。通常，巖性堅(jiān)硬的各類巖漿巖、變質(zhì)巖及沉積巖類的碳酸鹽巖、石英砂巖、砂礫巖、初具巖性的石質(zhì)黃土、結(jié)構(gòu)密實(shí)的黃土等會形成規(guī)模較大的崩塌，頁巖、泥灰?guī)r等互層巖石及松散土層等往往以小型墜落和剝落為主。2006.3*二、崩塌的成因1．內(nèi)部條件(2)地質(zhì)構(gòu)造。各種構(gòu)造面，如節(jié)理、裂隙面、巖層界面、斷層等，對坡體的切割、分離，為崩塌的形成提供脫離母體(山體)的邊界條件。坡體中裂隙越發(fā)育，越易產(chǎn)生崩塌。與坡體延伸方向近于平行的陡傾構(gòu)造面，最有利于崩塌的形成。(3)地形地貌。江、河、湖(水庫．)、溝的岸坡及各種山坡、鐵路、公路邊坡、工程建筑物邊坡及其各類人工邊坡都是有利崩塌產(chǎn)生的地貌部位，坡度大于45°的高陡斜坡、孤立山嘴或凹形陡坡均為崩塌形成的有利地形。2006.3*二、崩塌的成因2．外部環(huán)境及人工活動因素(1)主要的環(huán)境影響因素有：1)地震。地震引起坡體振動，破壞坡體平衡，從而誘發(fā)崩塌。一般烈度大于7度以上的地震都會誘發(fā)大量崩塌。

2)融雪、降雨特別是大雨、暴雨和長時間的連續(xù)降雨，使地表水滲入坡體，軟化巖、土及其中軟弱面，產(chǎn)生孑L隙水壓力等，從而誘發(fā)崩塌。3)地表水的沖刷、浸泡。河流等地表水體不斷地沖刷坡腳或浸泡坡腳、削弱坡體支撐或軟化巖、土，降低坡體強(qiáng)度，也能誘發(fā)崩塌。2006.3*二、崩塌的成因2．外部環(huán)境及人工活動因素1)采掘礦產(chǎn)資源2)道路工程開挖邊坡3)水庫蓄水與渠道滲漏4)堆(棄)渣填土5)強(qiáng)烈的機(jī)械振動2006.3*14.2崩塌的特征1.崩塌的地域分布特征崩塌具有明顯的地域性。西南地區(qū)西北黃土高原的黃土崩塌西藏、青海、黑龍江的凍融地區(qū)秦嶺－大巴山地區(qū)，寶成鐵路沿線2006.3*14.2崩塌的特征2．崩塌與滑坡的區(qū)別1)從斜坡坡度看，崩塌面坡度常大于50°，而滑坡面則常小于50°。2)從運(yùn)動本質(zhì)上看，崩塌屬于傾倒、墜落，而滑坡則屬于剪切滑動。崩塌發(fā)生之后，崩塌物的垂直位移量遠(yuǎn)大于水平位移量，其重心位置降低了很多；而滑坡則不然，通常是滑坡體的水平位移量大于垂直位移。多數(shù)滑坡體的重心位置降低不多，滑動距離卻很大。同時，滑坡下滑速度一般比崩塌緩慢。崩塌總是突發(fā)性的，滑坡則有快有慢，或先緩慢而后突發(fā)。2006.3*14.2崩塌的特征2．崩塌與滑坡的區(qū)別3)崩塌發(fā)生之后，崩塌物常堆積在山坡腳，呈錐形體，結(jié)構(gòu)零亂，而滑坡堆積物常具有一定的外部形狀，滑坡體的整體性