清华大学：《地质灾害学》讲义

请华尤学研完生课程一《灾言学 学研完生一《言学 华大学研完生课程一《灾富守 容提要 地质灾害概论 忘地质灾害 地质灾害的概念,类型及分布 地球,地质体、地质环境在发晨演化过 滑坡地质灾害及其防治 中,由于各种自然作用和人类活动发 崩塌地质灾害及其防治 生变化,其产生的后果给人类和社会造 成灾害就称为地质灾害 陆新征 泥石流地质灾害及其防治 清华大学土木工程系 地面沉降及其防治 岩土工程灾害 请华火学研完生课—《灾宇 广义、狭义地质灾害 地质灾害成因 地质灾害的属性特征 广义地质灾害 地壳活动 地质灾害的必然性、随机性和周期性 任何成灾的地质活动都可以称为地质灾害 人类活动区城日益广泛,地壳活动始终不断 火山,地震,土壤退化、煤层自燃 自然环境变化 必然有各种地质尖害出现 狭义地质灾害 人类对地下活动认识有限,地质活动周期往 主要与土木工程有关 人为活动 往很长,部分地质灾害发生有随机性 崩塌、滑坡、泥石流、地面沉陷,岩土工程 不适当的岩土工程 部分地质灾害成因比较清楚,对其周期性有 较多的认识 地质灾害的属性特征 地质灾害的属性特征 地质灾害的属性特征 地质灾害的突发性和渐进性 地质灾害的群体性、多元性和复发性 地质灾害的区域性 突然爆发的地质灾害 地质灾害往往不是独立存在的,而是彼此相 也质灾害受地质体形态、自然环境和经济发 火山、地震、崩落,泥石流等 互影响,反复发作 展水平影响,有明显的区城性 我国的地质灾害受我国“南北分区、东西分 ·土壤退化、地面沉降,煤屡自燃等 带,交叉成网”的区城性构造格局影响,有 川藏公路沿线的古乡冰川泥石流,一年内发 明显的区域性 生70多次

1 清华大学研究生课程óó《灾害学》 地质灾害 陆新征 清华大学土木工程系 2005 清华大学研究生课程óó《灾害学》 内容提要 ! 地质灾害的概念、类型及分布 ! 滑坡地质灾害及其防治 ! 崩塌地质灾害及其防治 ! 泥石流地质灾害及其防治 ! 地面沉降及其防治 ! 岩土工程灾害 清华大学研究生课程óó《灾害学》 地质灾害概论 ! 地球、地质体、地质环境在发展演化过 程中，由于各种自然作用和人类活动发 生变化，其产生的后果给人类和社会造 成灾害就称为地质灾害。 清华大学研究生课程óó《灾害学》 广义、狭义地质灾害 ! 广义地质灾害： ! 任何成灾的地质活动都可以称为地质灾害 ! 火山、地震、土壤退化、煤层自燃ÖÖ ! 狭义地质灾害 ! 主要与土木工程有关 ! 崩塌、滑坡、泥石流、地面沉陷、岩土工程 清华大学研究生课程óó《灾害学》 地质灾害成因 ! 地壳活动 ! 火山、地震 ! 自然环境变化 ! 暴雨 ! 人为活动 ! 不适当的岩土工程 清华大学研究生课程óó《灾害学》 地质灾害的属性特征 ! 地质灾害的必然性、随机性和周期性 ! 人类活动区域日益广泛，地壳活动始终不断， 必然有各种地质灾害出现 ! 人类对地下活动认识有限，地质活动周期往 往很长，部分地质灾害发生有随机性 ! 部分地质灾害成因比较清楚，对其周期性有 较多的认识 清华大学研究生课程óó《灾害学》 地质灾害的属性特征 ! 地质灾害的突发性和渐进性 ! 突然爆发的地质灾害 ! 火山、地震、崩落、泥石流等 ! 渐进发展的地质灾害 ! 土壤退化、地面沉降、煤层自燃等 清华大学研究生课程óó《灾害学》 地质灾害的属性特征 ! 地质灾害的群体性、多元性和复发性 ! 地质灾害往往不是独立存在的，而是彼此相 互影响，反复发作 ! 崩落、泥石流、滑坡、地裂缝往往同时发作 ! 滑坡多发区常常反复发作，例如，我国西部 川藏公路沿线的古乡冰川泥石流，一年内发 生70多次 清华大学研究生课程óó《灾害学》 地质灾害的属性特征 ! 地质灾害的区域性 ! 地质灾害受地质体形态、自然环境和经济发 展水平影响，有明显的区域性 ! 我国的地质灾害受我国ì南北分区、东西分 带、交叉成网î的区域性构造格局影响，有 明显的区域性

学研究生课程一《灾富学 学研完生一《言学 华大学研完生课程一《灾富守 我国四个主要的地质灾害区域 人为地质灾害日趋严重 地质灾害的严重性 ■以地面沉降,地面塌陷和矿井突水为主的东部 人类每年消耗500×10吨矿产物质,地球每年 全国每年由于“崩、滑、流”灾害造成的 吨岩石物质,河流每年 死亡人员达到928人 成因:平原地形。经济发选,人口稠密 以崩塌、滑坡和泥石流为主的中部区 地面建筑高度超过400米,地下开挖超过 全国共有较大型 000多处,滑坡 000m,最高人工边坡赶过600m,最大水 2000多个,中小规模的“崩、滑、流”达 ■以冻融、泥石流为主的青藏高原区 容量超过1500×10m3,人类建筑面积已经 地表6~%,中国日前有83万多个水泽和水 全国有350多个县,上万个村庄,100余 座大型工厂,55座 成因:千旱少而,自然环境悉劣 人类活动对自然界地质改造超过了流水,风力 请华火学研完生课—《灾宇 地质灾害的严重性 15种主要地质灾害的直接经济损失 直接和间接经济损失比 全国处京,津、沪、豫,甘,宁、新 崩塌、滑坡为1:10 外的各省都发现岩溶塌陷灾害,总数 3000处,塌坑3万多个,塌陷面积300多 平方公里 黑龙江、山西、安徽、江苏、山东等省 为矿山采空塌陷严重发育区,全国工发 生矿山采空塌陷180处以上,塌陷坑1595 个,塌陷面积达1000多平方公里 斜坡地质灾害 致斜坡灾害的原因 斜坡灾害类型 体积巨大的表层物质在重力作用下沿斜 人类活动区域增大,大量在山地、丘陵 斜坡物质的快速失稳,结果导致相对整 坡发生向下运动,形成灾害 开发,增大斜坡变形规模,诱发斜坡灾 体的土体或岩块向坡下运动 岩土与水的混合物向坡下的运动 筑路、修建水库、采矿等大规模工程活 动是触发和加速斜坡产生运动的重要因 泥石流 素之一

2 清华大学研究生课程óó《灾害学》 我国四个主要的地质灾害区域 ! 以地面沉降、地面塌陷和矿井突水为主的东部 地区 ! 成因：平原地形、经济发达、人口稠密 ! 以崩塌、滑坡和泥石流为主的中部区 ! 成因：山峦起伏、地形复杂 ! 以冻融、泥石流为主的青藏高原区 ! 成因：海拔高、温度低 ! 以荒漠化为主的西部区 ! 成因：干旱少雨，自然环境恶劣 清华大学研究生课程óó《灾害学》 人为地质灾害日趋严重 ! 人类每年消耗500×108吨矿产物质，地球每年 只能新生成300 ×108吨岩石物质，河流每年 只能搬运165×108吨物质 ! 地面建筑高度超过400米，地下开挖超过 3000m，最高人工边坡超过600m，最大水库 容量超过1500×108m3，人类建筑面积已经覆 盖了地表6~8%，中国目前有8万多个水库和水 电站 ! 人类活动对自然界地质改造超过了流水、风力 等自然作用 清华大学研究生课程óó《灾害学》 地质灾害的严重性 ! 全国每年由于ì崩、滑、流î灾害造成的 死亡人员达到928人 ! 全国共有较大型崩塌3000多处，滑坡 2000多个，中小规模的ì崩、滑、流î达 到40多万处 ! 全国有350多个县，上万个村庄，100余 座大型工厂，55座大型矿山，3000多公 里铁路受ì崩、滑、流î威胁 清华大学研究生课程óó《灾害学》 地质灾害的严重性 ! 全国处京、津、沪、豫、甘、宁、新以 外的各省都发现岩溶塌陷灾害，总数近 3000处，塌坑3万多个，塌陷面积300多 平方公里 ! 黑龙江、山西、安徽、江苏、山东等省 为矿山采空塌陷严重发育区，全国工发 生矿山采空塌陷180处以上，塌陷坑1595 个，塌陷面积达1000多平方公里 清华大学研究生课程óó《灾害学》 15种主要地质灾害的直接经济损失 清华大学研究生课程óó《灾害学》 直接和间接经济损失比 ! 崩塌、滑坡为1:10 ! 泥石流为1:5 ! 地面沉降为1:3 清华大学研究生课程óó《灾害学》 斜坡地质灾害 ! 体积巨大的表层物质在重力作用下沿斜 坡发生向下运动，形成灾害。 ! 主要形式： ! 滑坡 ! 崩塌 ! 泥石流 清华大学研究生课程óó《灾害学》 导致斜坡灾害的原因 ! 人类活动区域增大，大量在山地、丘陵 开发，增大斜坡变形规模，诱发斜坡灾 害。 ! 筑路、修建水库、采矿等大规模工程活 动是触发和加速斜坡产生运动的重要因 素之一。 清华大学研究生课程óó《灾害学》 斜坡灾害类型 ! 斜坡物质的快速失稳，结果导致相对整 体的土体或岩块向坡下运动 ! 岩土与水的混合物向坡下的运动

学研究生课程一《灾富学 学研完生一《言学 华大学研完生课程一《灾富守 斜坡灾害规模分类 坡灾害的影响因素 斜坡灾害的影响因素 地形地貌 地形地貌 地质构造与新构造活动 边坡的高度、坡度 地层岩性与岩体结构特性 山体稳定性,长江,黄河上游山体稳定性差 地下水 中国西南,西北地区中高山区和大江大河两 暴雨和连续降雨 侧沟谷纵坡降较大,易发生泥石流 请华火学研完生课—《灾宇 斜坡灾害的影响因素 斜坡灾害的影响因素 斜坡灾害的影响因素 地质构造与新构造活动 地层岩性与岩体结构特性 地下水 ·地层的断裂构造,断裂的性质,破碎带宽度, ·岩体构造破碎、层状,散体 款化岩石裂隙抗剪强度 理裂隙的发育程度及其组合特性 新构造活动、地震 ·存在造水和不遗水的地下夹层 ·空隙水压力降低有效应力 斜坡灾害的影响因素 斜坡灾害的影响因素 中国斜坡地质灾害分布 暴雨和连续降雨 人类活动 仝国共发育有特大型崩塌51处,滑坡140处 ·诱发斜坡灾害的主要因素 破坏森林植被 大量雨水深入地下引起地下水的动态变化, 开挖坡脚,切断岩层原始构造 2212处以上,泥石流2277处以上 直接诱发斜坡灾害 据云南过宁,北京,河北,四川,甘 堆砌足渣矿渣 辩(多指遙感解译)的崩、滑,流突害点就达41

3 清华大学研究生课程óó《灾害学》 斜坡灾害规模分类 清华大学研究生课程óó《灾害学》 斜坡灾害的影响因素 ! 地形地貌 ! 地质构造与新构造活动 ! 地层岩性与岩体结构特性 ! 地下水 ! 暴雨和连续降雨 ! 人类活动 清华大学研究生课程óó《灾害学》 斜坡灾害的影响因素 ! 地形地貌 ! 边坡的高度、坡度 ! 山体稳定性，长江、黄河上游山体稳定性差 ! 中国西南，西北地区中高山区和大江大河两 侧沟谷纵坡降较大，易发生泥石流 清华大学研究生课程óó《灾害学》 斜坡灾害的影响因素 ! 地质构造与新构造活动 ! 地层的断裂构造，断裂的性质，破碎带宽度， 节理裂隙的发育程度及其组合特性 ! 新构造活动、地震 清华大学研究生课程óó《灾害学》 斜坡灾害的影响因素 ! 地层岩性与岩体结构特性 ! 岩体构造破碎、层状、散体 ! 有薄弱面 ! 存在透水和不透水的地下夹层 清华大学研究生课程óó《灾害学》 斜坡灾害的影响因素 ! 地下水 ! 软化岩石裂隙抗剪强度 ! 软化土体强度 ! 空隙水压力降低有效应力 ! 降低摩擦阻力 清华大学研究生课程óó《灾害学》 斜坡灾害的影响因素 ! 暴雨和连续降雨 ! 诱发斜坡灾害的主要因素 ! 大量雨水深入地下引起地下水的动态变化， 直接诱发斜坡灾害 清华大学研究生课程óó《灾害学》 斜坡灾害的影响因素 ! 人类活动 ! 破坏森林植被 ! 开挖坡脚，切断岩层原始构造 ! 诱发地下渗水 ! 堆砌尾渣矿渣 ! 爆破 清华大学研究生课程óó《灾害学》 中国斜坡地质灾害分布 ! 全国共发育有特大型崩塌51处、滑坡140处、 泥石流149处；较大型崩塌2984处以上、滑坡 2212处以上、泥石流2277处以上； ! 仅据云南、辽宁、北京、河北、四川、甘肃6 省(市)的初步统计，虽无确切记载但仍有迹可 辩(多指遥感解译)的崩、滑、流灾害点就达41 万处之多

学研究生面程一《灾言学 学研完生一《言学 华大学研完生课程一《灾富守 中国斜坡地质灾害分布 中国斜坡地质灾害分布 中国斜坡地质灾害分布 台阶和第二规台 在地城上,可基本划分为15个多发区,它们是 从规模上看,以滑坡的变形方量为最大,泥石流次 线支主收森产生地标数 适动一般相对较弱,其中华此、东 ,北抛比的这时数小 巨型滑坡 m气云南富源县老厂大 发育任度一散不及西部地区 国围除 规模较大的泥石流一般在数十至数百万m3,大于1千万 (15)辽东岫岩风城地 建地的是 地区根据各省地质灾害区划统计面积达 而崩塌绝大多数在百万m3以下 35km2,占全国总面积的18.10% 请华火学研完生课—《灾宇 中国斜坡地质灾害分布 中国斜坡地质灾害分布 中国斜坡地质灾害分布 不同地区崩、滑,流的发育规模有较大差割, 从灾害点分布密度上看,也是而部大于东部,而部不 从发生频度上看,还是而部大于东部、而部。尤其是 在新地或炮苦态在数生数千万 流多发区面积大,数量多,而且多发区 个体密度也大于东部,一般达30-100个 不在而李时也出现)洪水突李将滑,流出现(有 流域),而东部地区多发区的密度一般在10-30个/ 省的研究,由于各种因素的共洞作用,崩、滑 ·东部地区崩塌规模同样远小于而部, 在1万m4以下 北京,辽宁等地经常发生泥石 .本泽周类五在边图焦萄才发生高 发,单条泥石流的方量一般不大 频度上的另一特点是南部大于北部 斜坡灾害的主要危害 斜坡灾害的主要危害 斜坡灾害的主要危害 据不完全统计,在1949年至1990年的42 流造成有人员死 年中,崩、滑、流灾害至少造成9680人 亡己近万人,平均每年达900多人 城众墨待妄多本市地物景走数 死亡,其中滑坡、崩塌灾害致死3635人, ■在三者中以泥石流造成的人员伤亡为最多 如1991年9月23日发生于云南省昭通市头寨沟的滑坡 045人。42年中,平均 如辽宁复县(现为瓦房店市)盖县。新金县(现 举10点石5高2大相 每年每年死亡人数为231人,其中滑坡 兰怎自)要地看老据山万要奖 数死的人数点,,者死形人数的1 144人/年,从时间顺序来看,死亡人数 初步估计由泥石流透成人员伤亡要占、滑 ·由于崩塌一般规模较小,破坏面积不大,所以成的 呈增长趋势

4 清华大学研究生课程óó《灾害学》 中国斜坡地质灾害分布 ! 我国西部地区尤其是西南诸省区地处第一级台阶和第二级台阶， 长期处于地壳上隆过程之中，地壳活动强烈，地形切割陡峻，地 质构造复杂，岩土体支离破碎，再加上西南地区降水量和强度较 大、西北地区植被极不发育，因而崩、滑、流发育强烈，如云南、 四川、贵州、陕西、青海、甘肃、宁夏等省区；其他地区新构造 运动一般相对较弱，其中华北、东北地区的降水量相对较小，中 南、华东大部分地区植被发育较好，因此，这些地区的崩、滑、 流发育强度一般不及西部地区。 ! 全国范围除山东没发现危害较严重的崩、滑、流灾害点外，其余 各地均有不同程度的发育，并造成一定的危害，其中四川、云南、 陕西、宁夏、甘肃、贵州、湖北、辽宁、北京、河北、江西和福 建等地的危害都相当严重。 清华大学研究生课程óó《灾害学》 中国斜坡地质灾害分布 ! 在地域上，可基本划分为15个多发区，它们是： (1)横断山区、(2)黄土高原地区、(3)川北陕南 地区、(4)川西北龙门山地区、(5)金沙江中下 游地区、(6)川滇交界地区、(7)汉江安康～白 河地区、(8)川东大巴山地区、(9)三峡地区、 (10)黔西六盘水地区、(11)湘西地区、(12)赣 西北地区、(13)赣东北上饶地区、(14)北京北 部怀柔～密云地区、(15)辽东岫岩～凤城地区。 上述地区根据各省地质灾害区划统计面积达 173.5km2，占全国总面积的18.10％。 清华大学研究生课程óó《灾害学》 中国斜坡地质灾害分布 ! 从规模上看，以滑坡的变形方量为最大，泥石流次之， 崩塌最小。 ! 一般滑坡的方量都在10000m3以上，大于100,000m3的 占相当的比例，其中也不乏体积在数千万m3至数亿m3 的巨型滑坡，最大的甚至达10亿m3(云南富源县老厂大 格煤矿) ! 规模较大的泥石流一般在数十至数百万m3，大于1千万 m3的泥石流较为少见； ! 而崩塌绝大多数在百万m3以下。 清华大学研究生课程óó《灾害学》 中国斜坡地质灾害分布 ! 不同地区崩、滑、流的发育规模有较大差别。 ! 西部(西南、西北)地区的规模要远大于东部地区，一般 在西部地区造成较严重危害的滑坡都在数十至数千万 甚至数亿m3，而东部地区数干至数万m3的滑坡就能造 成严重的危害，大于百万m3的非常少见； ! 东部地区崩塌规模同样远小于西部，一般在1万m3以下； 虽然北京、辽宁等地经常发生泥石流灾害，但均为群 发，单条泥石流的方量一般不大。 清华大学研究生课程óó《灾害学》 中国斜坡地质灾害分布 ! 从灾害点分布密度上看，也是西部大于东部，西部不 仅崩、滑、流多发区面积大，数量多，而且多发区内 的崩、滑、流个体密度也大于东部，一般达30－100个 ／千km2，局部地区甚至达到1－2个／km2(甘肃白龙 江流域)，而东部地区多发区的密度一般在10－30个／ 千km2。 清华大学研究生课程óó《灾害学》 中国斜坡地质灾害分布 ! 从发生频度上看，还是西部大于东部、西部、尤其是 西南地区几乎每年雨季都有大量的崩、滑、流出现(有 些不在雨季时也出现)，洪水灾年则形成大爆发。据云 南省的研究，由于各种因素的共同作用，崩、滑、流 还呈现了101－102、102－103、104－105年三种不 同尺度的活跃周期。而东部地区则在一般年份较为安 静，遇丰水年或人类工程活动的强烈扰动才发生崩、 滑、流，频度远小于西部。 ! 频度上的另一特点是南部大于北部。 清华大学研究生课程óó《灾害学》 斜坡灾害的主要危害 ! 据不完全统计，在1949年至1990年的42 年中，崩、滑、流灾害至少造成9680人 死亡，其中滑坡、崩塌灾害致死3635人， 泥石流灾害致死6045人。42年中，平均 每年每年死亡人数为231人，其中滑坡、 崩塌灾害致死87人/年，泥石流灾害致死 144人/年。从时间顺序来看，死亡人数 呈增长趋势 清华大学研究生课程óó《灾害学》 斜坡灾害的主要危害 ! 近10年来，全国由于崩、滑、流造成有人员死 亡己近万人，平均每年达900多人 ! 在三者中以泥石流造成的人员伤亡为最多 ! 如辽宁复县(现为瓦房店市)、盖县。新金县(现 为普兰店市)交界地带的老帽山地区，1981年7 月27ó28日爆发泥石流，16．36万人受灾，造 成664人死亡，5058人受伤。 ! 初步估计由泥石流造成人员伤亡要占崩、滑、 流总数的一半左右。 清华大学研究生课程óó《灾害学》 斜坡灾害的主要危害 ! 滑坡造成的人员伤亡仅次于泥石流，一些规模巨大的 滑坡常摧毁压整个或多个村庄、城市地区的多栋建筑 ! 如1991年9月23日发生于云南省昭通市头寨沟的滑坡， 总方量1800万m3，造成216人死亡，又如1989年四川 华莹山溪口镇的滑坡型泥石流造成221人死亡。 ! 由滑坡致死的人数约占崩、滑、流三者死亡总人数的1 ／3强。 ! 由于崩塌一般规模较小，破坏面积不大，所以造成的 人员伤亡较小

学研究生面程一《灾言学 学研完生一《言学 华大学研完生课程一《灾富守 斜坡灾害的主要危害 斜坡灾害的主要危害 斜坡灾害的主要危害 不工声的交连十处大重的减步建 解放以来,全国至少有355个县的数千个乡村受到了崩 初步统计,全国有400多个市、县,区、镇受到崩 破坏了大量 992年全国有9万公顷的耕地被破坏 夭矿自1927年以来已发生滑坡54次,最近 流侵扰的市 际上被破坏的耕地面积要远大于此 共同侵扰,给当地人民生命财 滑,流所摧毁的工厂和矿山也有相当数量 地经济和社会发展 1990年底,全国至少已有100余座大型 采矿弃渣造成泥石流也非常普遍而且提失巨大,如曰 走离素5是小(公两看为 山受到严重危害,如第二汽车制 (学后元经为 ,金家分:x 成了重大的人员伤亡和经济损失 请华火学研完生课—《灾宇 斜坡灾害的主要危害 斜坡灾害的主要危害 斜坡灾害的主要危害 余龙的如,或,兰到了 崩、滑、流造成危害的大小,主要取决于变形方量 近10余年来全国发生这类损失巨大的扇,滑 交能,麦技子描素、别本出 流330处以上,平均每处损失数千万元; 一般规模较大的崩、滑、流常遥成数百万无乃至数千 元的直接经济损失,个别甚至达到数亿元 直接经济损失在1-10万元的突害点仅有记载 3天月漆鲁笑送数个楚生大规场,素计中 改建度河就长长的线 沟泥石流一次提失1.3亿无、198年四川宜宾大滩村 直接损失在1万元以下的灾害点更多,仅云 全国将以百万计,其直接经济 损失亦非常可观 斜坡灾害的主要危害 斜坡灾害的发展趋势 斜坡灾害的发展趋势 東打在数茶痕质:众它透是禁在茶 年以来,由于“大跃进和“文革的两次大规模砍 东部地区在近期 由崩、滑、流所造成的 在西部地区由于国民经济 得秀无是需动 怪天没动x青有安热某越天这有根 如辽东地区的泥石流1949年前仪发生了一次, 60、 云套州:斯生区均走数点 悬类了人数来,楚系地 而中西部地区在近期内(5年)国民经济发展速度不及东 人以上,约占全国的69.8 可以预计,由于森林、植被很难在短期内得到恢复 都,题,工在若选苦面密度符 在舞两提亲、将窥讯迷 加,由崩、滑、流造成的经济失将有较大的增 滑、流在西部地区的危害以人员伤亡为主,而东部地 都将增大

5 清华大学研究生课程óó《灾害学》 斜坡灾害的主要危害 ! 崩、滑、流的频繁发生，摧毁了大量的城乡建筑设施、 耕地、工厂矿山和交通干线。 ! 据初步统计，全国有400多个市、县、区、镇受到崩、 滑、流的严重侵害，其中频受滑坡、崩塌侵扰的市、 镇60余个，频受泥石流侵扰的市、镇50余个，有些市、 镇甚至受到3种灾害的共同侵扰，给当地人民生命财产 造成极大的损失，严重阻碍了当地经济和社会发展。 ! 较为典型的有重庆市(市区内滑坡129处，崩塌58处)、 攀枝花(市区内滑坡50余处)、兰州(市区内有泥石流沟 55条，至少造成了322人死亡和数千万元经济损失)、 东川(泥石流)、安宁河谷(泥石流)等。 清华大学研究生课程óó《灾害学》 斜坡灾害的主要危害 ! 解放以来，全国至少有355个县的数千个乡村受到了崩、 滑、流的严重危害，不仅使农民的生命财产受到了较 大损失，而且破坏了大量耕地，仅据有统计数字的灾 害点的统计，到1992年全国有9万公顷的耕地被破坏， 而实际上被破坏的耕地面积要远大于此。 ! 被崩、滑、流所摧毁的工厂和矿山也有相当数量，至 1990年底，全国至少已有100余座大型工厂和55座大 型矿山受到严重危害，如第二汽车制造厂厂区内有滑 坡、崩塌270处，总方量750万m3，严重威胁了工厂的 安全；天水锻压机床厂滑坡，摧毁了6个车间，使工厂 丧失生产能力，直接经济损失2000余万元。 清华大学研究生课程óó《灾害学》 斜坡灾害的主要危害 ! 由采矿等人类工程活动所引发的崩、滑、流也非常普 遍，反过来对人类工程设施构成严重的直接危害 ! 如抚顺西露天矿自1927年以来已发生滑坡54次，最近 4次发生在1987年4月18日～6月19日期间，引起毗邻 的石油一厂出现重大险情，造成数亿元的经济损失。 ! 采矿弃渣造成泥石流也非常普遍而且损失巨大，如四 川盐井沟(死104人，1970年)、四川甘洛(死36人， 1990年)、四川会理(死31人、伤29人，1990年)等均造 成了重大的人员伤亡和经济损失。 清华大学研究生课程óó《灾害学》 斜坡灾害的主要危害 ! 全国几条山区干线铁路如宝成线、成昆线、宝兰线都受到了崩、 滑、流的严重危害 ! 如宝成铁路从50年代末至今，己出现了50年代末、80年代初(1981) 两次大规模崩、滑、流爆发，不仅由于摧毁铁路、列车和运输中 断给铁路部门造成严重的经济损失(仅1981年用于宝成线修复铁路 的资金就达3亿元以上)，而且由于停运给川陕两省乃致全国所造 成的经济损失就更无法统计 ! 1992年5～6月间宝成线桑树梁处又连续发生大规模滑塌，累计中 断行车28天，直接经济损失达数千万元 ! 据统计，铁路沿线约有泥石流沟1368条，威胁着3000km长的铁路 的安全，1949年以来，沿线共发生泥石流1200多次，平均每月用 于铁路修复和改建和费用就高达7000万元。 清华大学研究生课程óó《灾害学》 斜坡灾害的主要危害 ! 崩、滑、流造成危害的大小，主要取决于变形方量、 速度、破坏面积和当地地面设施密度等因素 ! 一般规模较大的崩、滑、流常造成数百万元乃至数千 万元的直接经济损失，个别甚至达到数亿元 ! 如1981年辽宁老帽山地区一次损失5亿元、1991年北京 北山泥石流一次损失2．65亿元、1989年云南漫湾电站 滑坡一次损失10亿元以上、1986年四川高县文汇后山 沟泥石流一次损失1．3亿元、1988年四川宜宾大滩村 滑坡一次损失2亿元等。 清华大学研究生课程óó《灾害学》 斜坡灾害的主要危害 ! 近10余年来全国共发生这类损失巨大的崩、滑、 流330处以上，平均每处损失数千万元； ! 直接经济损失大子10万元的崩、滑、流超过 7473处，平均每处直接经济损失近百万元； ! 直接经济损失在1－10万元的灾害点仅有记载 的就达22817处； ! 直接损失在1万元以下的灾害点更多，仅据云 南、北京、辽宁、四川、甘肃五省市统计就达 41万余处，估计全国将以百万计，其直接经济 损失亦非常可观。 清华大学研究生课程óó《灾害学》 斜坡灾害的主要危害 ! 由于崩、滑、流的发育强度、人口密度和国民经济发 展程度在地域上差异很大，所以它们造成的危害在不 同地区也有很大差别 ! 在西部地区由于国民经济发展程度较低而崩、滑、流 规模较大，所以危害以人员伤亡为主，尤其是西南地 区人口密度大，更是如此。仅陕西、甘肃、宁夏、青 海、云南、贵州、四川7省区年均死亡人数就达647.9 人以上，约占全国的69.8％。 ! 而东部地区尽管由于灾害强度较小(规模或破坏面积较 小)，造成的人员伤亡数量较少，但由于经济发达程度 较高，经济损失却与西部不相上下。也就是说，崩、 滑、流在西部地区的危害以人员伤亡为主，而东部地 区则以经济损失为主。 清华大学研究生课程óó《灾害学》 斜坡灾害的发展趋势 ! 1949年以来，由于ì大跃进î和ì文革î的两次大规模砍伐， 我国森林面积不断减少，植被不断破坏，尤其是80年 代以来人类工程活动的加剧，加之森林植被还没有根 本性好转，所以崩、滑、流发育强度越来越大 ! 如辽东地区的泥石流1949年前仅发生了一次，而60、 70年代分别爆发了2次，特别是80年代爆发了6次，而 且强度越来越大，死伤人数越来越多，经济损失越来 越重。 ! 可以预计，由于森林、植被很难在短期内得到恢复， 而人类工程扰动则越来越强，减灾、防灾意识还很难 在短期内提高，所以崩、滑、流的发育规模和危害还 都将增大。 清华大学研究生课程óó《灾害学》 斜坡灾害的发展趋势 ! 东部地区在近期内(10ó20年)由崩、滑、流所造成的 经济损失还将迅速增长，人员伤亡也会有一定增加， 到中远期(20年后)，随着国民经济的发展，国民减灾 防灾意识增强和投入的增加，崩、滑、流及其危害将 基本稳定并逐渐减少 ! 而中西部地区在近期内(5年)国民经济发展速度不及东 部，所以崩、滑、流及其危害将在目前水平上缓慢增 加，之后随着人类工程活动的加剧和国民经济密度的 增加，由崩、滑、流造成的经济损失将有较大的增长

请华尤学研完生课程一《灾言学 学研完生一《言学 华大学研完生课程一《灾富守 坡灾害 滑坡的构成 滑坡照片 坡上的岩土体由于种种原因在重力什 滑坡体 用下沿一定软弱面整体向下滑动的现象 滑坡壁 滑坡壁 叫做滑 滑动面 滑动面 滑坡床 滑坡床 滑坡舌 滑坡裂缝 请华火学研完生课—《灾宇 0世纪中国滑坡灾害 中国滑练友奔囤 滑坡的形成条件 内在因素 数支红能,在术的下 节理、裂摩、层理面。岩性界面,断层发育 文地质条件 软化石、产生动水压力、软化滑动面 滑坡的形成条件 滑坡的发育阶段 滑坡的发育阶段 外在因素 蛄动变形阶段 滑动破坏阶段 自然原国 坡顶出现裂缝、两侧出现剪切裂缝、坡脚岩 滑动面贯后,滑坡开始整体下滑的阶段 人为原因 滑动面尚未贯通 度,滑坡体的体积以及在斜面上的位置 从斜坡发生变形,坡面出现裂缝到斜坡滑动 如果滑带土的抗剪强度变化不大,则滑坡 面全面贫通的发展阶段称为蠕动变形阶段 会急刷下滑,一般每夭只滑动几米 持续时间从几年到几天 如果滑带土的抗剪强度剧烈变化,可能会出 破坏植被 现每秒几米到几十米的高速滑动

6 清华大学研究生课程óó《灾害学》 滑坡灾害 ! 斜坡上的岩土体由于种种原因在重力作 用下沿一定软弱面整体向下滑动的现象 叫做滑坡 清华大学研究生课程óó《灾害学》 滑坡的构成 ! 滑坡体 ! 滑坡壁 ! 滑动面 ! 滑坡床 ! 滑坡舌 ! 滑坡裂缝 清华大学研究生课程óó《灾害学》 滑坡照片 ! 滑坡体 ! 滑坡壁 ! 滑动面 ! 滑坡床 ! 滑坡舌 ! 滑坡裂缝 清华大学研究生课程óó《灾害学》 20世纪中国滑坡灾害 清华大学研究生课程óó《灾害学》 中国的滑坡发育图 清华大学研究生课程óó《灾害学》 滑坡的形成条件 ! 内在因素 ! 岩土类型 ! 结构松软、抗剪强度和抗风化能力较低、在水的作用下其 性质易发生变化的岩土 ! 地质构造 ! 节理、裂隙、层理面、岩性界面、断层发育 ! 地形地貌 ! 斜坡、前缘 ! 水文地质条件 ! 软化岩石、产生动水压力、软化滑动面 清华大学研究生课程óó《灾害学》 滑坡的形成条件 ! 外在因素 ! 自然原因 ! 地震、降雨降雪、地表水的冲刷、浸泡 ! 人为原因 ! 开挖坡脚 ! 蓄水排水 ! 堆填加载 ! 破坏植被 清华大学研究生课程óó《灾害学》 滑坡的发育阶段 ! 蠕动变形阶段 ! 坡顶出现裂缝、两侧出现剪切裂缝、坡脚岩 石被挤出 ! 滑动面尚未贯通 ! 从斜坡发生变形、坡面出现裂缝到斜坡滑动 面全面贯通的发展阶段称为蠕动变形阶段 ! 持续时间从几年到几天 清华大学研究生课程óó《灾害学》 滑坡的发育阶段 ! 滑动破坏阶段 ! 滑动面贯通后，滑坡开始整体下滑的阶段 ! 滑动速度主要取决于滑动面的形状、抗剪强 度、滑坡体的体积以及在斜面上的位置 ! 如果滑带土的抗剪强度变化不大，则滑坡不 会急剧下滑，一般每天只滑动几米 ! 如果滑带土的抗剪强度剧烈变化，可能会出 现每秒几米到几十米的高速滑动

学研究生课程一《灾富学 学研完生一《言学 华大学研究生课程一《灾富字 滑坡的发育阶段 坡的分级 滑坡常见滑动面的类型 按照滑坡体大小 均质土滑动面 ·重力作用下,滑城体上的松散岩土逐渐压密 碎石土滑动面 表裂缝被填充,滑动面附近岩石强度由于 因结提高 基岩滑动面 ·滑坡面变缓,滑坡前緣无渗水,滑坡表面植 被重新生长,说明滑坡已经稳定 持续几年甚至更长的时间 请华学研元生课在一《言中 土坡的稳定性分析 土坡的稳定性分析 土坡的稳定性分析 无粘性土简单土坡 土坡分析的圆弧法 ■析线潸坡稳定分析 岩石边坡破坏类型 土坡的稳定性分析 边坡稳定分析的参数反演法 有限元法 土工項目大量存在参数无法准确测量的问题 立有限元模型,划分网格 定材料模型(莫尔-库仑或其他材料本构) 计算塑性应力区分布 调整土体承载力参数直至位移发生转折 土工材料在施工过程中会有很多不确定性变化 降雨 得到边坡的安全系数

7 清华大学研究生课程óó《灾害学》 滑坡的发育阶段 ! 压密稳定阶段 ! 重力作用下，滑坡体上的松散岩土逐渐压密， 地表裂缝被填充，滑动面附近岩石强度由于 压密、固结提高 ! 滑坡面变缓，滑坡前缘无渗水，滑坡表面植 被重新生长，说明滑坡已经稳定 ! 持续几年甚至更长的时间 清华大学研究生课程óó《灾害学》 滑坡的分级 ! 按照滑坡体大小 清华大学研究生课程óó《灾害学》 滑坡常见滑动面的类型 ! 均质土滑动面 ! 碎石土滑动面 ! 基岩滑动面 清华大学研究生课程óó《灾害学》 土坡的稳定性分析 ! 无粘性土简单土坡 清华大学研究生课程óó《灾害学》 土坡的稳定性分析 ! 土坡分析的圆弧法 清华大学研究生课程óó《灾害学》 土坡的稳定性分析 ! 折线滑坡稳定分析 清华大学研究生课程óó《灾害学》 岩石边坡破坏类型 清华大学研究生课程óó《灾害学》 土坡的稳定性分析 ! 有限元法 ! 建立有限元模型、划分网格 ! 设定材料模型（莫尔－库仑或其他材料本构） ! 计算塑性应力区分布 ! 调整土体承载力参数直至位移发生转折点 ! 得到边坡的安全系数 清华大学研究生课程óó《灾害学》 边坡稳定分析的参数反演法 ! 土工项目大量存在参数无法准确测量的问题 ! 原状土 ! 试验方法 ! 水 ! 土工材料在施工过程中会有很多不确定性变化 ! 降雨 ! 时间óó流变 ! 冻融

学研究生面程一《灾言学 学研完生一《言学 华大学研完生课程一《灾富守 需要采用参数反演技术 核心问题 严岩石边坡的稳定算法 计算模型 工程类比法,应关注 首先根试验结果或经验给出一组模型参数 ·已有滑坡等不良现象 计算得到结构(岩土)的反应 限元法 ·有薄弱层或裂隙 分析参数的敏感性 反演算法 软弱层和坡面倾角一致 各种数学规划、数学优化算法 渗水性差 用修正后的参数来模拟模型下一步的行为 坡上漏水 存在爆破等施工方法 岩石边坡的稳定算法 岩石边坡的稳定算法 岩石边坡的稳定算法 图解法 刚体一弹黄元法 DDA方法 有限元法 需要引入裂隙。节理单 离散单元法 ·需要考虑岩石之间的接 触非线性 滑坡的防治措施 滑坡整治原则 滑坡整治的途径 选址尽量避开易滑坡的区域 以防为主,尽量避开 终止或减轻诱发滑坡的外部条件 尽量避开滑坡,尽量减少诱发滑坡的不利因素 截流排水,却荷减载,坡面防护 ·直接整治滑坡,避免滑坡发生 区别情况,综合整治 ■改善边坡内部力学特性和物质结构 ·采取工程技术措施,避免滑坡是造成严重危 深入研完滑坡发生的原因和周边条件 土质改善,注水泥装 彻底根治,以绝后患 避免重复出现,长远规划,连续整治 ■设置抗滑工程直接阻止滑坡的发展 抗滑桩,挡土墙,预应力锚固

8 清华大学研究生课程óó《灾害学》 需要采用参数反演技术 ! 参数反演的基本思想 ! 首先根据试验结果或经验给出一组模型参数 ! 计算得到结构（岩土）的反应 ! 分析参数的敏感性 ! 根据实测结构变形对土体参数加以修正 ! 用修正后的参数来模拟模型下一步的行为 清华大学研究生课程óó《灾害学》 核心问题 ! 计算模型 ! 极限平衡法 ! 有限元法 ! 反演算法 ! 各种数学规划、数学优化算法 清华大学研究生课程óó《灾害学》 岩石边坡的稳定算法 ! 工程类比法，应关注 ! 已有滑坡等不良现象 ! 有薄弱层或裂隙 ! 软弱层和坡面倾角一致 ! 地层渗水性差异较大 ! 坡上漏水 ! 存在爆破等施工方法 清华大学研究生课程óó《灾害学》 岩石边坡的稳定算法 ! 图解法 ! 有限元法 ! 需要引入裂隙、节理单 元 ! 需要考虑岩石之间的接 触非线性 清华大学研究生课程óó《灾害学》 岩石边坡的稳定算法 ! 刚体－弹簧元法 ! 离散单元法 清华大学研究生课程óó《灾害学》 岩石边坡的稳定算法 ! DDA方法 清华大学研究生课程óó《灾害学》 滑坡的防治措施 ! 选址尽量避开易滑坡的区域 ! 在难以避免的情况下 ! 直接整治滑坡，避免滑坡发生 ! 采取工程技术措施，避免滑坡是造成严重危 害 清华大学研究生课程óó《灾害学》 滑坡整治原则 ! 以防为主，尽量避开 ! 尽量避开滑坡，尽量减少诱发滑坡的不利因素 ! 区别情况，综合整治 ! 深入研究滑坡发生的原因和周边条件 ! 彻底根治，以绝后患 ! 避免重复出现，长远规划，连续整治 清华大学研究生课程óó《灾害学》 滑坡整治的途径 ! 终止或减轻诱发滑坡的外部条件 ! 截流排水，卸荷减载，坡面防护 ! 改善边坡内部力学特性和物质结构 ! 土质改善，注水泥浆 ! 设置抗滑工程直接阻止滑坡的发展 ! 抗滑桩，挡土墙，预应力锚固

请华尤学研完生课程一《灾言学 学研完生一《言学 华大学研完生课程一《灾富守 具体工程防治措施 体工程防护措施 具体工程防护措施 截流排水 削坡减荷 边坡防护 ·滑坡体外的水避免进入滑坡体,滑坡体内的 ·降低滑坡体的下滑力 ·岩石边坡防护 ·抹面、喷浆、喷混凝土、片石护墙,锚杆喷 外围截水沟 削去滑坡体后缘的土体 浆护坡、挂网喷浆护坡 内部排水沟 增加滑坡体前缘的重量 避免边坡滑落和冲刷 排水孔和盲沟 具体工程防护措施 具体工程防护措施 具体工程防护措施 边坡防护 江河湖海和水库边坡 抗滑工程 ·土质边坡防护 ·边坡经常受到冲嗣,以及水位变化的影响, ·支撑滑坡体,阻止滑坡体在重力下发生滑动 种草,降低水对边坡的冲刷,提高边坡土体 非常容易发生滑坡 档土墙 抗滑桩 砌片石框架或锚杆护坡 凡有局部冲别的地方 具体工程防护措施 体工程防护措施 土质改良 防御 增加土体强度,防止土体破坏 避开滑坡,施工防护结构 添加材料改变岩土成分 明硐和御塌棚 挡,排,削,护,绕 直接拌合(沥青,水泥,石灰等)

9 清华大学研究生课程óó《灾害学》 具体工程防治措施 ! 截流排水 ! 滑坡体外的水避免进入滑坡体，滑坡体内的 水要尽量排出 ! 外围截水沟 ! 内部排水沟 ! 破面夯实防渗 ! 排水孔和盲沟 清华大学研究生课程óó《灾害学》 具体工程防护措施 ! 削坡减荷 ! 降低滑坡体的下滑力 ! 减小滑坡体坡度 ! 削去滑坡体后缘的土体 ! 增加滑坡体前缘的重量 清华大学研究生课程óó《灾害学》 具体工程防护措施 ! 边坡防护 ! 岩石边坡防护 ! 抹面、喷浆、喷混凝土、片石护墙、锚杆喷 浆护坡、挂网喷浆护坡 ! 避免边坡滑落和冲刷 清华大学研究生课程óó《灾害学》 具体工程防护措施 ! 边坡防护 ! 土质边坡防护 ! 种草，降低水对边坡的冲刷，提高边坡土体 的抗剪强度 ! 砌片石框架或锚杆护坡 ! 土工织物 清华大学研究生课程óó《灾害学》 具体工程防护措施 ! 江河湖海和水库边坡 ! 边坡经常受到冲刷，以及水位变化的影响， 非常容易发生滑坡 ! 凹岸必防 ! 当冲必防 ! 软岸必防 ! 凡有局部冲刷的地方 清华大学研究生课程óó《灾害学》 具体工程防护措施 ! 抗滑工程 ! 支撑滑坡体，阻止滑坡体在重力下发生滑动 ! 档土墙 ! 抗滑桩 ! 锚杆 ! 支撑 清华大学研究生课程óó《灾害学》 具体工程防护措施 ! 土质改良 ! 增加土体强度，防止土体破坏 ! 添加材料改变岩土成分 ! 其他改变方法 ! 直接拌合（沥青，水泥，石灰等） ! 灌浆法 清华大学研究生课程óó《灾害学》 具体工程防护措施 ! 防御避绕 ! 避开滑坡，施工防护结构 ! 明硐和御塌棚 ! 内移做隧和外移做桥 清华大学研究生课程óó《灾害学》 挡, 排, 削, 护, 绕

学研究生课程一《灾富学 学研完生一《言学 华大学研完生课程一《灾富守 治理边坡照片 坡的监测与预报 重要的异常现象 滑坡的动态蓝测 地下水位异常活动 ·滑坡位移观测 坡体出现裂缝 测域体的水平位移和累积位移,掌握滑坡体交 岩石开裂和挤压声响 滑坡水文观测 滑坡体周围土体出现坍塌和松弛 监测滑坡体地下水位是否有明显变化 位移明显加速 滑坡后缘裂缝急剧张开 请华火学研完生课—《灾宇 崩塌灾害 崩塌的类型 崩塌的类型 岩块、土体顺坡猛烈下落,并堆积于坡 底 土体中的 下降遮度快,发生突然 …,滥〓部 崩塌体脱离母岩运动 岩石中的 牛“4 崩塌体的垂直位移大于水平位移 山崩: 具有崩塌前兆的不稳定岩土体称为危岩 涉及到山体 河流、湖泊、海洋岸边 ”””"” 崩塌的形成条件 崩塌的形成条件 容易发生崩塌的情况 降雨过后 岩石类型 松散岩石会形成小型坠落和剥恙 开挖坡脚过程之中或者滞后一段时间 不合理的人类活动 水库蓄水初期及河流洪峰期 断层,节理,界面导致崩塌易于发生 强烈的机械振动或者大爆破之后 地形地貌 大角度边坡,孤立山嘴或四形陡坡

10 清华大学研究生课程óó《灾害学》 治理边坡照片 清华大学研究生课程óó《灾害学》 滑坡的监测与预报 ! 滑坡的动态监测 ! 滑坡位移观测 ! 监测坡体的水平位移和累积位移，掌握滑坡体变 形情况 ! 滑坡水文观测 ! 监测滑坡体地下水位是否有明显变化 清华大学研究生课程óó《灾害学》 重要的异常现象 ! 地下水位异常活动 ! 坡体出现裂缝 ! 岩石开裂和挤压声响 ! 滑坡体周围土体出现坍塌和松弛 ! 位移明显加速 ! 滑坡后缘裂缝急剧张开 清华大学研究生课程óó《灾害学》 崩塌灾害 ! 岩块、土体顺坡猛烈下落，并堆积于坡 底 ! 下降速度快，发生突然 ! 崩塌体脱离母岩运动 ! 崩塌体的垂直位移大于水平位移 ! 具有崩塌前兆的不稳定岩土体称为危岩 体 清华大学研究生课程óó《灾害学》 崩塌的类型 ! 土崩： ! 土体中的 ! 岩崩： ! 岩石中的 ! 山崩： ! 涉及到山体 ! 岸崩： ! 河流、湖泊、海洋岸边 清华大学研究生课程óó《灾害学》 崩塌的类型 清华大学研究生课程óó《灾害学》 崩塌的形成条件 ! 内部条件 ! 岩石类型 ! 坚硬的岩石会形成较大规模的崩塌 ! 松散岩石会形成小型坠落和剥落 ! 地质构造 ! 断层、节理、界面导致崩塌易于发生 ! 地形地貌 ! 大角度边坡，孤立山嘴或凹形陡坡 清华大学研究生课程óó《灾害学》 崩塌的形成条件 ! 外部条件 ! 环境因素 ! 地震 ! 降雨降雪，冻融 ! 地表水冲刷，浸泡 ! 不合理的人类活动 ! 开掘矿产 ! 切割边坡 ! 水库蓄水 ! 堆砌矿渣 ! 剧烈振动 清华大学研究生课程óó《灾害学》 容易发生崩塌的情况 ! 降雨过后 ! 强烈地震之中 ! 开挖坡脚过程之中或者滞后一段时间 ! 水库蓄水初期及河流洪峰期 ! 强烈的机械振动或者大爆破之后