许强:水对斜坡稳定性的的影响

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多层堆积。
清江
东耳沟
后缘拉裂槽
湖北省恩施市新塘滑坡(灰岩)
(3) 多级平推式滑坡


河 沟


树 沟







宣汉天台乡滑坡基本特征
• 滑坡原岩:顺倾侏罗系 遂宁组J2s泥岩、砂岩互 层,倾角5º~8º
• 顺坡向长:950~ 1200m
• 横向宽:1400~1600m • 滑体厚度:平均23m • 滑坡区面积: 1.2km2 • 体积:2500×104m3 • 剪出口高于原河床:
(3)分块滑动:滑坡发生后,在滑体上可数出近 50个次级滑块。这些滑块其速度、 方向差异性较大。 总体显示出:前部主滑体滑动后,“牵引”后部和两 侧滑动的特点。
后缘拉陷槽
槽脊相间的地形
滑移约 140 m
擎天柱 约 高
6m
滑坡体上房屋 的水泥地坪
宣汉天台乡滑坡变形特征
滑坡南侧陡壁
滑坡后缘陡壁
滑坡前缘
平缓顺层基岩滑坡 (10°~20°)
平面 单面
滑动
顺 平缓顺层土质滑坡
层 滑
(10°~20°)

常规顺层滑坡 (20°~50°)
基本对称楔形块状滑坡
空间 楔形 非 块状 对 滑动 称
楔 形 块 状 滑 坡
I型 II型
1.2.1 降雨诱发基岩滑坡类型1:平推式滑坡
在我国特别是在三峡库区和四川盆地普遍存在 一类十分特殊的滑坡,这种类型的滑坡多发育于近 水平砂、泥岩互层的岩体中,岩层倾角一般仅3°~ 10 ° ,如三峡库区的万州和平广场滑坡群、重庆巴 南麻柳嘴滑坡群、四川省冯店垮梁子滑坡、宣汉县 天台乡滑坡。由于该类滑坡滑面近于水平,常在暴 雨期间,受岩体裂缝中充水的静水压力和沿滑移面 扬压力的联合作用而被水平推出,故称其为平推式 滑坡。
降雨停止以后
96
120
144
48
72
96
120
144
168
时 间 (小 时)
(I) 描述了降雨过程中斜坡稳定性的动态变化过程; (II) 解释了降雨型滑坡的滞后效应。
1.2 降雨诱发基岩滑坡
降雨 诱发 基岩 滑坡
平面单面 滑动
空间楔形 块状滑动
近水平岩层 平推式滑坡
<10°
顺层滑坡 20°~50°
HP1 HP2
溜滑体
LQ1 BX1 LH1
HP3 HP3
LH2
剪出口
隆起 BT1
隆起
BX2
滑坡II区南侧地表变形特征
BX2
I区典型剖面 II区典型剖面
• 汛期平推式滑动: 1949年20~30m;1981年10m • 非汛期冯蠕店滑垮变梁形子:滑60坡年深1部0~位20移m监测成果
不同滑坡的变形特点
8.3
1.5
0.5
18.80
24.33
9.1
1.5
0.5
15.20
19.54
12
4
5
6
7
8
9 10 11
滑面倾角(o)
(4) 平推式滑坡成因的数值模拟
滑面倾角为3o的平推式滑坡变形的变形破坏过程
(4) 平推式滑坡成因的数值模拟
滑面倾角为-3o的平推式滑坡变形的变形破坏过程
(4) 平推式滑坡成因的数值模拟
(3) 外层结构面具有一定的张开度,但两侧基本 处于封闭状态——汇水条件;
(4) 强暴雨——促发条件;
南江县大河兴马中学
南江县大河兴马中学
(2) 单级平推式滑坡
拉陷槽
推测滑面Βιβλιοθήκη Baidu
成-南高速公路冯店垮梁子滑坡
基岩陡崖
III区
II区
滑坡宽约1100m,纵长约 360m~390 m,滑体平均厚 度50m,最大厚度约90m, 面积约0.51km2,体积约 2550万m3。
0.5
72205..000012.8 20.8
1.0
0.5
815.0012.8 20.8 1.0
0.5
910.0012.8 20.8 1.0
0.5



37.2
39.63 实测6值.5
计算值
35.9
34.49
9.7
31.1
31.67 11.0
29.0
28.65 14.7
26.8
25.37 12.2
16.5
在反倾岩层中,只要具备一定的地质条件、临空条 件和降雨条件等,也可发生平推式滑坡。
数值模拟和启动判据公式计算所得临界水头高度对比表
临界水头高度(cm)
倾o角2204..(摩00角00o擦) -3 16.1020.0
0 12.1020.0
3 8.1020.0 5 12.0
4.00
7 12.0
0.00 -4
1949年、1981年的强降雨导 致两次大规模的平推式滑动
基岩陡崖
I区
滑坡南半侧(III区)拉陷槽发育特征
3.5 垮梁子勘查结论
3、拉陷槽发育特征
拉陷槽I
拉陷槽II
滑坡北半侧(I区)拉陷槽发育特征
3.5 垮梁子勘查结论
3、拉陷槽发育特征
拉陷槽II
拉陷槽I
HP2
HP1
LH2
滑坡I区地表变形特征
板梁状平推式滑坡 单级平推式滑坡 多级平推式滑坡
<10°
平缓岩层顺层滑坡 10°-20° 常规顺层滑坡 20°-50°
基本对称楔 形块状滑坡
非对称楔形 块状滑坡
非对称I型滑坡 非对称II型滑坡
板梁状平推式滑坡 (<10°)

平面 推 单级平推式滑坡
单面 式
(<10°)
滑动 滑

多级平推式滑坡 (<10°)
2012年贵州讲座
水对斜坡稳定性的影响
报告人:许 强
成都理工大学 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室
2012年04月13日
突发性地质灾害的触发因素
21%
12% 8%
18%
41%
地震
降雨 冻融 重力 人类活动
水对斜坡稳定性的影响
从工程地质和岩土力学的角度讲,地下水 对滑坡灾害的作用可分为三大类:
数值模拟计算值 (m)
启动判据(式4.8) 计算值(m)
9.6
9.21
10.6
10.26
11.5
11.19
12.3
12.02
12.9
12.78
13.7
13.49
14.0 14.9
14.15 数值模拟计算值
14启.7动7 判据公式计算值
15.3
15.35
8 195.9 10 11 12 13 1145.9015 16 17 18
斜坡变形的时间效应与力学条件:
S f
突发型
f
渐变型
非稳定蠕变
c 稳定蠕变
t c:流变下限 :长期强度 f:峰值强度
颗粒的“流动” 颗粒间(内)的微破裂
万州和平广场滑坡
安乐寺
草街子 天城区
苎溪河
关塘口 太白岩 和平广场
龙宝区
枇杷坪
駙马乡
1.1 降雨诱发松散堆积层滑坡
非饱和:固-液-汽相
基质吸力变化; 地下水位变化(土体重度、受力等); 软化效应的变化;
饱和:固-液相
1.1 降雨诱发松散堆积层滑坡
稳定性系数
非饱和
1.06
1.05 1.04
1.03
1.02 1.01
1.00
0.99
0
24
0
降雨
0
24
饱和
非饱和
24
48
72
21.74 13.3
10 5.0012.8 20.8 1.0
0.5
13.0
17.66 23.3
0.00
2hcr

3 14
2 cos
[L2tg5 2 86 W co7 stg8 滑面倾 w角(o)
sin9 ]1/ 210
11
(4) 平推式滑坡成因的物理模拟
临界水头高度(cm)
(倾o角)50.0(摩0角o擦) 45.00
(4) 平推式滑坡成因的数值模拟
滑面倾角为3o时,不同滑带土内摩擦角时的临界水头高度值表
临界水头高度(m)
倾角 (o) 18 16 14 12 10
83 6 4 2 0
5
摩擦角 (o)
7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 616.0 7
临界水头高度
45~64m
宣汉天台乡滑坡变形特征
(1)滑坡过程持续时间长:滑体前部“滑块”首 先平推滑出,然后滑动逐渐向后部和两侧扩展,整个 滑动过程从 9月5日15:00持续到23:30约8个半小时。
(2)槽脊相间地貌显著:滑坡发生后,后部留下 明显的拉陷槽,最大宽度超过50m。中后部“槽脊相间” 的地貌明显。
0 40.0012.8 3 35.0012.8 5 30.0012.8
6 25.0012.8
7 20.0012.8 8 15.0012.8 9 10.0012.8
5.00 10 0.0012.8
2
容重 KN/m3
20.8 20.8 20.8 20.8 20.8 20.8 20.8 20.8
3
模型尺寸
滑带土内摩擦角(o)
(6) 平推式滑坡防治措施
(1) 板梁状砂岩平推式滑坡的治理措施?
临界水头高度
位移
长度 (m)
滑体后缘高(m) 实测值(cm) 计算值(cm) (cm) 实测值
1.5
0.5

- 计算-值
1.5
0.5
47.80
45.60
3.2
1.5
0.5
40.00
39.45
4.8
1.5
0.5
36.50
36.09
7
1.5
0.5
30.50
32.50
9.4
1.5
0.5
27.00
28.60
长江
陈家坝
吊岩坪
长 江
万州滑坡群
五桥区
云阳裂口山滑坡
后缘裂谷宽约20~30m,深约 10~15m,山脊处达40m左右。 谷底被堆积物充填,无积水。
单级平推式滑坡的主要特征
(1) 快速滑动、自行制动。
(2) 单级平推式滑坡发生滑动后,滑坡后部常留下一 个明显的拉陷槽或孤立山脊。
(3) 前缘带状出水和湿地; (4) 古老的平推式滑坡拉陷槽内可能出现不同时代的
在巴中市的南江县、通江县和平昌县发生群 604地质队现场
发性滑坡,近南江县新增滑坡1162处
调查
降雨诱发滑坡
(1) 松散堆积层滑坡:降雨入渗坡体到达潜水 面经历了一个非饱和到饱和的过程,在这个过程中 由于重度、动水压力及孔隙水压力等的变化,从而 导致斜坡稳定性发生变化;(孔隙介质-体力)。
(2) 基岩滑坡:集中高强度暴雨灌入坡体裂缝 和滑带后,对坡体产生强大的侧推力和扬压力 (裂 隙介质-边界力)。
(1) 板梁状平推式滑坡
南江县大河中学
南江县大河中学
南江县兴马中学
南江县兴马中学
南江县兴马中学
南江县兴马中学
南江县大河兴马中学
南江县大河兴马中学
(1) 板梁状平推式滑坡
板梁状砂岩平推式滑坡的形成条件?
(1) 斜坡主体为厚层—巨厚层较完整砂岩,底部 一般为泥岩——岩性条件;
(2) 坡角陡直,发育一组平行坡面的结构面—— 斜坡结构条件;
次级滑动形成的陡壁
分块解体
多级平推式滑坡成因机制
(4) 平推式滑坡成因的物理模拟
(4) 平推式滑坡成因的物理模拟
将滑面倾角依次固定在3o、5o、6o、7o、8o、9o和10o ,进行试验
槽内注水
滑面倾角为3o,滑前照片
滑面倾角为3o,滑后照片
(4) 平推式滑坡成因的物理模拟
临界水头高度(cm)
倾角 (o)
摩擦 角
(o)
容重 KN/m3
模型尺寸
长度 滑体后缘高
(m)
(m)
临界水头高度 实测值(cm) 计算值(cm)
位移 (cm)
045.0012.8 20.8 1.0
0.5
340.0012.8 20.8 1.0
0.5
535.0012.8 20.8 1.0
0.5
630.0012.8 20.8 1.0
容重 KN/m3
20.0 20.0 20.0 20.0 20.0
-3 -2
临界水头高度
数值模拟计算值
数值模拟计算值
启动判启据动(判据式公4.式8计)算值
(m)
计算值(m)
20.15
19.82
16.12
15.88
13.70
13.49
12.80
11.49
9.01
9.34
-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 滑面倾角(o)
(1) 力学作用: 孔隙水压力效应、浮托效 应(有效应力)、动水(渗透)压力效应、饱水 加载效应。
(2) 物理作用: 软化效应、润滑、泥化作 用及结合水的强化作用; 淘蚀、侧蚀作用。
(3) 化学作用: 离子交换、溶解、水化、 水解、溶蚀及氧化还原等。
1. 地下水的力学作用
从力学角度讲,地下水诱发滑坡灾害主 要出现在地下水位发生突变的时候,而诱使 地下水位发生突变的外因一般是集中降雨、 大型水域(如水库)地表水位的骤然变化、以 及高山区冰雪融化。
资料来源
共发生6万余处滑坡灾害,基岩滑坡多发生 在侏罗系和白垩系的红层中
王兰生等, 王少东
红层中发育了大量的滑坡,仅大竹、武胜、 孔纪名,陈自生 垫江等县就发生几万处滑坡,体积在万立方 米以上的三百多处
在长江流域诱发数千处滑坡灾害,在四川盆 相关专业队伍调查
地也有数百处地质灾害发生
报告
在达州、巴中、渠县等地发生了数百处滑坡 核工业137队现 灾害,近达县境内就发生了20余处大型滑 场调查报告;许强 坡,最具代表性的有青宁乡岩门村滑坡、嘎 等 云村特大型滑坡。
(1) 降雨 (2) 库水位变动 (3) 冰雪融化
在四川盆地,主要由近水平砂泥岩互层组成的红层地 区,上世纪80年代以来特大暴雨诱发了数以万计的滑坡,
时间 1981年6月特 大暴雨 1989年7月特 大暴雨
1998年特大暴 雨 2007年特大暴 雨
2011年9.169.20巴中特大 暴雨
滑坡基本情况
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