工程地质模块七.pptx

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1、模块7不良地质现象与防治010203滑坡崩塌泥石流PART ONEPART TWOPART THREE04岩溶PART FOUR目 录C O N T E N T SC O N T E N T S05地震PART FIVE01滑坡滑坡是指斜坡上的岩土体在重力作用下受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响，沿着斜坡内部一定的滑动面或滑动带整体下滑，且水平位移大于垂直位移的坡体变形。滑坡一般是缓慢、长期而间歇性进行的，持续时间可以是几年、几十年甚至上百年。有些滑坡开始时滑动缓慢，但后来滑动速度突然变快，以每秒几米甚至几十米的速度急剧下滑，这种滑坡称为崩塌性滑坡。7.1滑坡一个发育完

2、全、比较典型的滑坡在地表上会显现出一系列滑坡的形态特征，如图所示。7.1.1滑坡的形态特征1扇形张裂缝；2滑坡舌；3鼓张裂缝；4剪切裂缝；5滑坡周界；6滑坡后壁；7封闭洼地；8滑坡台阶；9张拉裂缝；10滑坡床；11滑坡体；12滑动面7.1.1滑坡的形态特征1.滑坡体滑坡发生后，和母体完全脱离的滑动部分的岩土体，称为滑坡体，简称滑体。滑坡体虽然经过了扰动，但其内部的相对位置基本不变，仍能保持原来的层位和结构构造特点。滑坡体的规模大小不一，小型滑坡体只有十几立方米，大型滑坡可达几千万立方米。2.滑坡床滑坡体下未经滑动的岩土体，称为滑坡床。3.滑动面与滑动带滑坡体与滑坡床之间的分界面称为滑动面，简称

3、滑面。滑动面以上的岩土体破坏比较强烈，受滑动揉皱形成厚度几厘米至几米的结构扰动带，称为滑动带。7.1.1滑坡的形态特征根据岩土体性质和结构的不同，滑动面的形状有圆弧状、平面状和阶梯状等。一个多期活动的大滑坡体往往有多个滑动面。因此，在研究滑坡时一定要分清主滑动面和次滑动面、老滑动面与新滑动面，尤其要分清高程最低的那个滑动面。滑动面大多数位于黏土夹层或其他软弱岩层内，如页岩、千枚岩、泥岩、片岩、风化岩等。由于滑动时的摩擦，滑动面一般是光滑的，有时有明显的擦痕。滑动面附近的岩土体遭受风化破坏也比较严重，许多滑坡的滑动面常常有地下水活动，在滑动面的出口附近常有泉水出露，滑动面附近的岩土体通常是潮湿的

4、，有时甚至达到饱和状态。7.1.1滑坡的形态特征4.滑坡周界滑坡周界是指滑坡体与周围稳定不动的岩土体在平面上的分界线，它圈定了滑坡的范围。5.滑坡后壁滑坡体滑落后，其后部和斜坡未动部分之间形成的一个较大的陡壁，称为滑坡后壁，其坡度较陡，坡角多为6080，经常可以见到铅直方向的擦痕。滑坡后壁呈圆弧形向前延伸，形态上呈圈椅状，称为滑坡圈谷。对于新生滑坡而言，滑坡后壁实际是滑动面的出露部分。7.1.1滑坡的形态特征6.封闭洼地滑坡下滑后，滑坡体与滑坡后壁之间拉开的位置形成沟槽，相邻土楔形成反坡地形，成为四周高、中间低的封闭洼地。洼地内有地下水出露或地表降水汇集，形成清泉、湿地或水塘，这种水塘称为滑坡

5、湖。7.1.1滑坡的形态特征7.滑坡台阶滑坡体下滑时，由于各部分岩土体的运动速度不同而形成的阶梯状滑坡错台，称为滑坡台阶或滑坡台地。滑坡台阶的台面往往向着滑坡后壁倾斜，滑坡台阶前缘比较陡的破裂壁，称为滑坡台坎。有两个以上滑动面的滑坡或经过多次滑动的滑坡，经常会形成几个不同高程的滑坡台阶。8.滑坡舌和滑坡鼓丘滑坡体向前滑动时，其前部如舌状伸出的部分称为滑坡舌。如滑坡体滑动受阻就会形成隆起的小丘，称为滑坡鼓丘。（1）张拉裂缝。在斜坡将要发生滑动的时候，由于拉力的作用在滑坡体的后部会产生一些张口的弧形张拉裂缝，其与滑坡壁的形状大致吻合或平行，一般呈连续分布，长度和宽度都较大。张拉裂缝是产生滑坡的前兆

6、。9.滑坡裂隙滑坡在运动时，由于滑坡体各部分的移动速度不均匀而在滑坡体内部及表面产生的裂缝，称为滑坡裂缝。根据受力情况的不同，滑坡裂缝可以分为以下四种：（2）剪切裂缝。当滑坡体两侧与相邻的不动岩土体发生相对位移时，或滑坡体中央部分较两侧部分滑动快时，在交界面上会产生剪切作用，形成与滑动方向大体平行的剪切裂缝，其两侧还常伴有羽毛状平行排列的次一级裂缝。7.1.1滑坡的形态特征（3）鼓张裂缝。滑坡体在下滑过程中，如果滑动受阻或上部滑动比下部快，则滑坡下部会向上鼓起并开裂，形成鼓张裂缝。这些裂缝通常是张开的，其方向垂直于滑动方向，有时交互排列成网状，分布较短，深度也较浅。（4）扇形张裂缝。滑坡体向下

7、滑动时，滑坡舌向两侧扩散，形成放射状的张开裂缝，称为扇形张裂缝，也称滑坡前缘放射状裂缝。7.1.1滑坡的形态特征10.滑坡主轴滑坡主轴也称主滑线，是滑坡体滑动速度最快的纵向线，代表了整个滑坡的滑动方向。滑坡主轴从平面上看可能是直线，也可能是曲线。7.1.1滑坡的形态特征1.按滑坡形成的力学条件分类（1）牵引式滑坡。滑坡体下部先行失去平衡发生变形滑动，使上部岩土体失去支撑力量并受到牵引而跟随滑动。（2）推移式滑坡。滑坡体上部局部破坏，上部滑动面局部贯通，向下挤压下部岩土体，最后整个滑动形成推移式滑坡。7.1.2滑坡的分种2.按组成滑坡的主要物质成分分类（1）堆积层滑坡。堆积层滑坡常由崩塌、坍方、

8、滑坡或泥石流等因素形成，是线路工程中经常碰到的一种滑坡类型，多出现在河谷缓坡地带或山麓的坡积、残积、洪积及其他重力堆积层中。滑坡体一般多沿下伏的基岩顶面、不同地质年代或不同成因堆积物的接触面以及堆积层本身的松散层面滑动。（2）黄土滑坡。黄土滑坡的产生常与黄土中的裂隙及对水的不稳定性有关，常成群出现且多为中、深层的滑坡，多见于河谷两岸高阶地的前缘斜坡上。大部分深、中层黄土滑坡滑动时变形急剧，速度快，规模和动能大，破坏力强，具有崩塌性，危害较大。7.1.2滑坡的分种（3）黏土滑坡。黏土滑坡主要发生在平原或较平坦丘陵地区的黏土层中，这些地区的黏土多具有网状裂隙，除在黏土层内滑动外，还常沿下伏基岩或其

9、他土层层面滑动，一般以浅层滑坡居多，但有时滑坡体的厚度也可达十几米。黏土滑坡的滑动面呈圆弧形，滑动带呈软塑状。（4）岩层滑坡。发生在各种基岩岩层中的滑坡称为岩层滑坡，其多沿岩层层面或其他构造软弱面滑动。7.1.2滑坡的分种3.按滑动面与地质构造特征分类（1）均质滑坡。多发生在均质土体或破碎的、经强烈风化的岩体中的滑坡，称为均质滑坡，又称为同类土滑坡。均质滑坡的滑动面不受岩体中结构面的控制，多为近圆弧形，在黏土岩和土体中常见。7.1.2滑坡的分种（2）顺层滑坡。顺层滑坡是岩土体沿着岩层层面发生滑动的滑坡，多在岩层倾向与斜坡倾向一致、但倾角小于坡角的情况下发生，特别是原生或次生的软弱夹层存在时，易

10、成为滑坡面。沿着断层面、大裂隙面的滑动，以及残坡积物顺其与下部基岩的不整合面下滑的滑坡均属于顺层滑坡。顺层滑坡在自然界中分布较广，而且规模也较大。顺层滑坡如图所示。7.1.2滑坡的分种(a)沿岩层层面滑动（b）沿坡积层与基岩交界面滑动（3）切层滑坡。滑坡面切过岩层层面而发生滑动的滑坡称为切层滑坡，如图所示。该类滑坡多发生在岩层面近于水平的条件下，滑动面切割了不同岩层，并形成滑坡台阶，常呈圆柱形或对数螺旋曲线。切层滑坡较少见，在破碎的风化岩层中发生的切层滑坡常与崩塌类似。7.1.2滑坡的分种4.按滑坡体的体积分类（1）小型滑坡。小型滑坡的滑坡体体积小于3104 m3。（3）大型滑坡。大型滑坡的滑

11、坡体体积为51053106 m3。（2）中型滑坡。中型滑坡的滑坡体体积为31045105 m3。（4）特大型滑坡。特大型 滑 坡 的 滑 坡 体 体 积 大 于3106 m3。7.1.2滑坡的分种5.按滑坡体的厚度分类（1）浅层滑坡。浅层滑坡的滑坡体厚度小于6 m。（2）中层滑坡。中层滑坡的滑坡的体厚度为620 m。（3）深层滑坡。深层滑坡的滑坡的体厚度为2030 m。（4）超深层滑坡。超深层滑坡的滑坡体厚度大于30 m。7.1.2滑坡的分种7.1.2滑坡的分种6.按滑坡形成的年代分类（1）新滑坡。由于开挖山体而形成的滑坡，称新滑坡。（2）古滑坡。古滑坡是指久已存在的滑坡，其又可分为死滑坡、活

12、滑坡及处于极限平衡状态的滑坡。1.内部因素（1）岩土的物理性质。不同的岩土其抗剪强度、抗风化和抗水的能力也不同，影响着边坡的稳定性。例如，坚硬致密的硬质岩石的抗剪强度与抗风化的能力都比较高，在水的作用下岩性也基本不发生变化，因此，由它们所组成的边坡往往不容易发生滑坡。但页岩、片岩、易亲水软化的土层和一些软岩则岩性相反，由它们所组成的边坡较易发生滑坡。7.1.3滑坡的影响因素（2）岩土的构造和产状。边坡内岩土层层面、断层面、节理面、片理等构造的产状影响着滑坡的发育，同时这些部位易风化，抗剪强度也低。当它们的倾向与边坡面的倾向一致时，很容易发生顺层滑坡，或者在堆积层内沿着基岩面滑动。（3）边坡的几

13、何条件。滑动面、切割面、临空面是形成滑坡必备的几何条件。滑动面一般都是边坡最薄弱的面；切割面是其切割岩体作用的面，分割了滑坡体与其周围岩土体母体之间的连接；临空面是滑坡体滑动后的堆积场所，是滑坡体向下滑动时能够自由滑动的面，为滑动岩土体提供了活动空间，常由地面或开挖面组成。7.1.3滑坡的影响因素当边坡越陡、高度越大，以及当斜坡中上部凸起而下部凹进，且坡脚无抗滑地形时，其稳定性越差，越易发生滑动。如果在边坡下部设置一个平台，由于平台对边坡可以起到反压作用，因此可增加边坡的稳定性。山区河流的冲刷、沟谷的深切，以及不合理的大量切坡都能形成高陡的临空面，这为滑坡的发育提供了良好的条件。（4）地质条件

14、。实践表明，在下列地质条件下最容易发生滑坡：当地质构造复杂，岩层风化破碎严重，软弱结构面与边坡的倾向一致或交角小于45时。当边坡上有松散的堆积层，而下伏基岩是不透水的，且岩层面的倾角大于20时。7.1.3滑坡的影响因素当较陡的边坡上堆积有较厚的土层，且其中有遇水软化的软弱夹层或结构面时。当黏土层中的网状裂隙发育，并有亲水性较强的软弱夹层（如伊利土、蒙脱土）时。当松散堆积层下的基岩易于风化或遇水会软化时。当古滑坡地带可能因工程活动而引起复活时。7.1.3滑坡的影响因素2.外部因素（1）水的作用。水进入边坡岩土体内不仅会增加岩土的重量，而且会使岩土软化、抗剪强度降低，加速岩土体的风化，如地表水使坡

15、脚遭到侵蚀冲刷，地下水位的上升增大了水力坡度，这些都能引发滑坡。调查表明，90%以上的滑坡与水的作用有关。不少滑坡在旱季时接近于稳定，但遇到雨季就急剧活动，表现出“大雨大滑，小雨小滑，无雨不滑”的特点。7.1.3滑坡的影响因素（2）人为因素。人为因素对工程边坡稳定性也有很大的影响，下列行为都会破坏原来边坡的稳定性，引发滑坡：由于不合理的开挖坡脚，斜坡的支撑被破坏。在斜坡上方任意堆填岩土、建造房屋或堆置材料，造成荷载增加。7.1.3滑坡的影响因素人为破坏表层覆盖物，引起地表水下渗作用的增强。破坏自然排水系统或排水设备布置不当，泄水断面大小不合理而引起排水不畅、漫溢乱流，使坡体水量增加。引水灌溉或

16、排水管道漏水会使水渗入斜坡内。（3）外部扰动。振动对滑坡的发生和发展也有一定的影响，如大地震时往往伴有大滑坡的发生，采矿和大爆破有时也会触发滑坡。7.1.3滑坡的影响因素一般情况下，滑坡的发展、发生是一个长期的变化过程，按照滑坡活动的运动学特征，可将滑坡的发育过程划分为蠕动变形、滑动破坏和渐趋稳定三个典型阶段。7.1.4滑坡的发育过程1.蠕动变形阶段斜坡在发生滑动之前通常是稳定的。有时在自然条件和人为因素的作用下，使得斜坡的岩土强度逐渐降低（或斜坡内部的剪切力不断增加），造成斜坡的稳定状况受到破坏。斜坡内部的某一部分，因其抗剪强度小于剪切力而首先发生变形，产生微小的移动，往后变形会进一步发展，

17、直至坡面出现断续的拉张裂缝。7.1.4滑坡的发育过程随着拉张裂缝的出现，渗水作用得到加强，变形进一步发展，后缘拉张，裂缝加宽，开始出现不大的错距，两侧的剪切裂缝也相继出现。坡脚附近的岩土被挤压，滑坡出口附近潮湿、渗水，此时滑动面已大部分形成，但尚未全部贯通。斜坡变形再进一步继续发展，后缘的拉张裂缝不断加宽，错距不断增大，两侧羽毛状剪切裂缝贯通并撕裂，斜坡前沿的岩土被挤紧并鼓出，出现较多的膨胀裂缝，滑坡出口附近渗水污浊，这时滑动面已全部形成，接着便开始整体地向下滑动。从斜坡的稳定状况受到破坏，坡面出现裂缝，到斜坡开始整体滑动之前的这段时间称为滑坡的蠕动变形阶段。7.1.4滑坡的发育过程蠕动变形阶

18、段所经历的时间有长有短，长的可达数年之久，短的仅数月或几天的时间。一般来说，滑动的规模越大，蠕动变形阶段持续的时间就越长。斜坡在整体滑动之前出现的各种现象，称为滑坡的前兆现象，尽早发现和观测滑坡的各种前兆现象，对于滑坡的预测和预防都是非常必要的。7.1.4滑坡的发育过程2.滑动破坏阶段滑坡在整体往下滑的时候，滑坡后缘迅速下陷，滑坡后壁越露越高，滑坡体分裂成数块，并在地面上形成阶梯状地形，滑坡体上的树木东倒西歪，形成醉林，如图所示；滑坡体上的建筑物或构筑物（如房屋、水管、渠道等）严重变形以致倒塌毁坏。随着滑坡体的向前滑动，其将向前伸出，形成滑坡舌。在滑坡滑动的过程中，滑动面附近的湿度将增大，并且

19、由于重复剪切，岩土的结构将受到进一步破坏，从而引起岩土抗剪强度的进一步降低，促使滑坡加速滑动。滑坡滑动的速度取决于滑动过程中岩土抗剪强度降低的绝对数值，并和滑动面的形状、滑坡体的厚度和长度，以及滑坡在斜坡上的位置有关。7.1.4滑坡的发育过程如果岩土抗剪强度降低的数值不多，则滑坡只表现为缓慢地滑动；如果在滑动过程中滑动带岩土的抗剪强度降低的数值较大，则滑坡速度会比较快、来势会比较猛，滑动时还常常伴有巨响并产生很大的气浪，造成巨大的灾难。7.1.4滑坡的发育过程3.渐趋稳定阶段经过大量滑移后，滑坡体的重心会降低，滑动时产生的动能将逐渐消耗在克服滑移阻力和滑体的变形中。经过一段时期后，滑坡体上的醉

20、林又重新垂直向上生长，但其下部已不能伸直，因而树干呈弯曲状，称之为马刀树，如图所示，图见下页，这是滑坡趋于稳定的一种迹象。滑体中部分地下水的排出，使滑动面的强度有所提高，滑移速度逐渐降低，最后停止滑动。滑坡体上的台地已变平缓，滑坡后壁变缓并生长草木，没有崩塌发生，滑坡体中岩土压密，地表没有明显裂缝，滑坡前缘无水渗出或流出清晰的泉水时，就表示滑坡已基本趋于稳定。7.1.4滑坡的发育过程7.1.4滑坡的发育过程应当指出的是，并非所有的滑坡都会出现以上三个典型阶段，主要取决于滑动面的特征以及外力作用的方式和强度。例如，有的滑坡活动阶段较长，而不出现剧滑阶段；7.1.4滑坡的发育过程有的滑坡蠕动变形阶

21、段不明显，主要表现为滑动破坏阶段；有的滑坡虽处于稳定阶段，但因外部条件发生变化，又会重新滑动。因此，一个滑坡往往有多期活动性。对滑坡稳定程度的野外判断主要是在充分掌握工程地质资料的基础上，通过现场调查，从地貌形态的比较分析、地质条件的对比分析和影响因素的变化分析等方面进行综合判断。通过调查，找出对滑坡起主要作用的因素及其变化规律，根据这些因素在建筑物使用年限内的最不利组合及其发展趋势，可以粗略地判断滑坡的稳定性。7.1.5滑坡的稳定性判断1.地貌形态的比较分析滑坡是斜坡地貌演变的一种形式，它具有独特的地貌特征和发育过程，在不同的发育阶段有不同的外貌形态。相对稳定和不稳定滑坡的地貌特征可以作为判

22、断滑坡稳定性的参考，如表所示。7.1.5滑坡的稳定性判断2.地质条件的对比分析将需要判断稳定性的滑坡的地层岩性、地质构造及水文地质等条件与附近相似条件下的稳定斜坡、不稳定斜坡以及不同滑动阶段的滑坡进行对比，分析其异同，再结合今后地质条件可能发生的变化，即可判断滑坡体各部分的稳定程度。7.1.5滑坡的稳定性判断3.影响因素的变化分析斜坡发生滑动后，如果形成滑坡的不稳定因素并未消除，则在转入相对稳定的同时，又将开始不稳定因素的积累，并导致新滑动的发生。只有在不稳定因素被消除之后，滑坡才能由于稳定因素的逐渐积累而趋于长期稳定。7.1.5滑坡的稳定性判断1.防治原则进行滑坡防治时应该遵循以下原则：（1

23、）滑坡的治理要遵循以防为主、整治为辅、治则根治的原则。（3）对中小型滑坡，应注意调整建筑物或构筑物的平面位置，以求经济技术指标最优。（4）对发展中的滑坡要进行整治，对古滑坡要防止其复活，对可能发生滑坡的地段要防止滑坡的发生。（2）尽量避开大型滑坡所影响的位置，对大型复杂的滑坡应采用多项工程综合治理。（5）整治滑坡前应先做好排水工程，并针对形成滑坡的原因采取相应的措施。7.1.6滑坡的防治2.防治措施（1）消除或减轻水的危害。排出地表水。通过设置截水沟和排水明沟系统排出地表水。截水沟用来截排来自滑坡体外的坡面径流，如图(a）所示；在滑坡体上设置树枝状的排水明沟系统，以汇集坡面径流并将其引导出滑坡

24、体，如图（b）所示。7.1.6滑坡的防治(a)边坡截水沟（b）排水明沟系统排出地下水。滑坡体内的地下水多来自滑坡体外，一般可采用截水盲沟（也称渗沟）来排除，如图所示。盲沟的迎水面做成可渗透层，背水面做成阻水层以防止盲沟内的水再渗入滑坡体，沟顶铺设隔渗层。7.1.6滑坡的防治排出地下水。滑坡体内的地下水多来自滑坡体外，一般可采用截水盲沟（也称渗沟）来排除，如图所示。盲沟的迎水面做成可渗透层，背水面做成阻水层以防止盲沟内的水再渗入滑坡体，沟顶铺设隔渗层。7.1.6滑坡的防治对于滑坡体内浅层地下水，常用兼有排水和支撑双重作用的支撑盲沟截排地下水。支撑盲沟的位置多平行于滑动方向，一般设在地下水出露面，

25、平面呈Y形或I形，如图所示。7.1.6滑坡的防治（2）减重和反压。减重主要是通过削减坡角、挖掉部分岩土或降低坡高，以减轻斜坡不稳定部位的重量，从而减小滑坡上部的下滑力。反压是指在滑坡的前缘加载，达到增加抗滑能力的目的。图为某高速公路边坡滑坡综合治理设计方案，其在前缘强夯反压填土，在坡顶刷方卸载。7.1.6滑坡的防治（3）修建支挡工程。在滑坡体下部修建抗滑桩、挡土墙或用锚杆等对岩土体进行加固，以增强边坡的抗滑能力，直至不再发生滑坡，如图所示。7.1.6滑坡的防治(a)抗滑桩（b）挡土墙（c）锚杆锚固（4）改善滑动面（带）的岩土性质。改善滑动面（带）的岩土性质主要是为了增加坡体强度，主要措施有：对

26、岩质边坡采用固结灌浆，对土质边坡采用电化学加固、冻结、焙烧等。此外，还可针对某些影响滑坡滑动的因素进行整治，如采取防止水流冲刷、降低地下水位、防止岩石风化等措施。7.1.6滑坡的防治02崩塌在山区比较陡峻的山坡上，巨大的岩体或土体在重力的作用下脱离母岩，突然而猛烈地由高处崩落下来，这种现象称为崩塌，图为崩塌和岩堆7.2.1崩塌概述1裂隙切割的边坡岩体；2崩塌体；3岩堆规模巨大的崩塌也称为山崩。崩塌也可以发生在河流、湖泊及海边高陡岸坡上或公路路堑的高陡边坡上。当岩体风化、破碎比较严重，山坡上经常发生小块岩石的坠落时，称为碎落；一些较大岩块的零星崩落，称为落石。由于碎落、落石和崩塌在山坡的低凹处或

27、坡脚形成的疏松堆积体，称为岩堆。这些岩堆常沿山坡或河谷谷坡呈条带状分布，连续长度可达数千米至数十千米。7.2.1崩塌概述崩塌是斜坡破坏的一种形式，常给斜坡下的建筑、道路和居民安全带来威胁。大型崩塌对各种线路工程的危害最严重，会损坏路面、路基，阻断交通。在崩塌地段修筑路基时，小型的崩塌一般对行车安全及路基养护工作影响较大；岩堆一般为近期堆积、结构松散、内部常有向外倾斜的层理，稳定性差，当公路通过不稳定的岩堆时容易发生边坡坍塌、路基沉陷及滑移现象。7.2.1崩塌概述1.岩性条件岩性不同，则岩石强度、抗风化和抗冲刷的能力及渗水程度不同。如果陡峻山坡是由软硬岩层互层组成，由于软岩层易于风化，故其上部陡

28、壁因失去支撑最易发生崩塌。7.2.2崩塌发生和发育的条件2.岩体节理条件在大多数情况下，岩石的节理程度是决定斜坡稳定性的主要因素之一。虽然有些岩石（如花岗岩等）本身较坚固，抗风化能力也较强，但因其节理发育会引起斜坡不稳定，故在斜坡突出部位也容易发生崩塌。3.地形条件陡峻的斜坡是产生崩塌的基本条件，一般斜坡坡度大于55、高度超过30 m的地段容易发生崩塌。7.2.2崩塌发生和发育的条件4.地质构造条件结构面的产状对斜坡的稳定性有重要影响。如果岩层的倾斜方向与斜坡倾向相反，则其稳定程度较岩层顺斜坡倾斜得要大。另外，岩层顺山坡倾斜的稳定程度的大小还取决于倾角大小和破碎程度。例如，当各种结构面（如岩层

29、层面、断层面、节理面等）或软弱夹层倾向临空面且倾角较陡时，往往会发生崩塌。此外，构造作用（如断层破碎带）对斜坡的稳定程度有着不良影响，其影响程度取决于构造破坏的性质、大小、形状和位置。7.2.2崩塌发生和发育的条件5.气候与水的作用降水多、温差大、冻融作用及干湿变化强烈，易于岩石的风化。在暴雨或下雨之后，水沿裂隙渗入岩层会降低岩石裂隙间的黏聚力和摩擦力，增加岩体的重量，加速崩塌的形成。河水、湖水等冲刷坡脚，会削弱坡体的支撑能力，使斜坡上部失去稳定，发生崩塌。7.2.2崩塌发生和发育的条件6.其他因素地震、火山爆发和人工爆破会使土石松动，引起大规模的崩塌。在斜坡上部增加荷重、人工开挖边坡（如公路

30、路堑开挖过深，边坡过陡或者由于切坡使软弱结构面暴露）都会使斜坡上部岩体因失去支撑而发生崩塌。防止崩塌产生的措施包括削坡、排水、堵塞裂隙或向裂隙内灌浆、护面等，可以避免岩石强度迅速变化，防止差异风化，避免斜坡进一步变形及提高斜坡的稳定性等。（1）削坡。将陡崖或者岩层表面风化破碎不稳定的斜坡地段削缓，并清除易坠的岩石。（2）排水。设排水工程以拦截疏导斜坡地表水和地下水流入裂隙。7.2.3崩塌的防治（3）堵塞裂隙、空洞或向裂隙内灌浆。有时为使单独岩坡稳定，可采用铁链锁绊或铁夹来提高有崩塌危险岩石的稳定性。（5）拦截与防御。修筑护墙及围护棚（木的、石的、铁丝网）以阻挡坠落石。（4）护面。对易风化的软弱

31、岩层，可用沥青、砂浆或浆砌片石护面。（6）支护工程。在危石下部进行支撑加固或在软弱岩石出露处修筑挡土墙以支撑上部岩石的质量，也可将易崩塌体用锚索、锚杆与斜坡的稳定部分联固。7.2.3崩塌的防治（7）遮挡措施。修筑明洞或御塌棚，如图所示。7.2.3崩塌的防治(a)明洞（b）御塌棚03泥石流泥石流是指在山区的一些流域内，主要是在暴雨时所形成的、含有大量固体物质（石块、沙砾、黏粒等）的暂时性山地洪流，是山区特有的一种自然地质现象。泥石流不同于洪水，它往往突然爆发。由于爆发时能量巨大，造成山谷雷鸣、地面震动，其来势凶猛，历时短暂，且复发频繁，借着陡峻的山势，沿着峡谷、深涧前推后涌，冲出山外，往往能在顷

32、刻间造成严重的灾害。7.3泥石流泥石流与一般洪流的不同之处在于它含有大量的固体物质，其形成必须满足以下基本条件：1.丰富的松散固体物质泥石流流域范围内的地质环境条件决定了松散固体物质是否丰富。一般泥石流活跃的地区都是地质构造复杂，新构造运动和地震活动强烈，岩石风化破碎严重，滑坡和崩塌等地质灾害多发的地区。新构造运动强烈、地震活动频繁及构造断裂发育，使岩石破碎、山体失稳、风化加速和地质灾害频繁发生，这就为泥石流的形成提供了大量的松散固体物质。7.3.1泥石流的形成条件2.足够的突发性水源水是泥石流的组成部分和搬运介质，流水也起到浸润饱和斜坡松散物质，使其摩阻力减小、滑动力增大的作用，是发生泥石流

33、的必要条件。泥石流一般发生在降雨集中的雨季或高山冰雪强烈消融的季节。强度较大的暴雨、冰川积雪的强烈消融，以及冰川湖、高山湖、水库等的突然溃决都会在短时间内形成突然性的大量流水，造成泥石流灾害。7.3.1泥石流的形成条件3.陡峻的地形泥石流的地形条件要求大气降雨能迅速汇聚，并拥有巨大动能。为此，在沟谷上游应有一个面积很大、便于汇水的区域，此区域多为三面环山、一面出口的瓢形围谷地形。区内山坡较陡（3060），坡面岩土裸露，植被稀少，沟谷狭窄幽深，沟壁陡峭，沟床坡降大。沟的下游多位于沟口外大河河谷两侧，此处地形开阔、平坦，是泥石流的沉积场所。4.人为因素人为地滥伐森林、过度放牧，会造成植被破坏、山坡

34、水土流失，最终形成泥石流；开采矿山、采石弃渣等，往往能提供大量的松散固体物质，这是形成泥石流的物质来源。另外，某些人为因素对泥石流的形成也具有不可忽视的影响。7.3.1泥石流的形成条件（1）标准型泥石流。标准型泥石流的流域呈扇形，面积较大，从十几至几十平方千米，可以明显地划分出形成区、流通区和沉积区，如图所示。7.3.2泥石流的分类形成区。形成区一般位于泥石流流域的上、中游，它又可分为汇水动力区和物质供给区。其中，汇水动力区是汇聚和提供水源的地方；物质供给区山体裸露、风化严重、不良地质作用分布广泛，是泥石流储备及提供大量泥沙石块的地方。7.3.2泥石流的分类流通区。流通区位于泥石流流域的中、下

35、游，多为一段较短的深陡峡谷。沉积区。沉积区位于泥石流流域的下游，一般多为山口外地形较开阔的地段，泥石流至此时流速变缓，大量固体物质呈扇形沉积。（2）河谷型泥石流。河谷型泥石流的流域呈狭长条形，形成区多为河流上游的沟谷，固体物质来源于沟谷中分散的坍滑体，如图所示。沟谷中一般常年有水，水源较丰富。流通区与堆积区常不能明显分开，在流通区内既有冲刷，又有堆积。7.3.2泥石流的分类（3）山坡型泥石流。山坡型泥石流沟谷小、流域短、流域面积小（一般不超过1 km2）。沟坡与山坡基本一致，流域呈斗状，没有明显的流通区，形成区直接与堆积区相连，如图所示。山坡型泥石流冲击力大，淤积速度较快，但一般规模较小。7.

36、3.2泥石流的分类2.按泥石流的物质组成分类（1）泥石流。泥石流的固体物质由黏土、粉土、石块及沙砾组成，其堆积物常形成黏结较牢固的土石混合物，是一种比较典型的泥石流类型。我国西南和西北地区的泥石流大多属于此类，多见于有花岗岩、片麻岩、板岩、千枚岩及页岩分布的山区。（2）泥流。泥流的固体物质基本上由细碎屑和黏土物质组成（占80%90%)，仅含少量岩屑和碎石，黏度比较大，呈不同稠度的泥浆状，有时可能含有大量泥球。泥流主要分布于我国黄土高原地区和黄河的各大支流。7.3.2泥石流的分类（3）水石流。水石流中固体物质的含量不多，主要由非常不均匀的石块和沙砾组成，黏土质细粒物质含量少（10%），其堆积物常

37、常是很大的粗碎屑物质。水石流多发生在有石灰岩、大理岩和部分花岗岩分布的地区，我国陕西华山、山西太行山、北京西山及辽东山地的泥石流多属于此类。7.3.2泥石流的分类3.按水的补给来源和方式分类（1）暴雨型泥石流。暴雨型泥石流是因暴雨形成的洪水对坡面的冲刷引起的，其多发生在最大降雨出现之后的0.51.0 h内，流动时间只有几个小时。发生频率高的，一年中有数次；发生频率低的，多年才有一次，如甘肃省境内的泥石流绝大多数为此类。7.3.2泥石流的分类（2）冰雪融水型泥石流。冰雪融水型泥石流是由冰川积雪急剧消融的洪水冲蚀冰碛物造成的，如我国西藏东南部海洋性冰川区，冰崩、雪崩和冰雪融水量较多，泥石流发生的频

38、率也比较高，而天山和祁连山等地区，因属于大陆性冰川区，冰崩、雪崩和冰雪融水量较少，故此类泥石流发生的频率也较低。（3）溃决型泥石流。溃决型泥石流是由高山冰湖、冰碛湖及滑坡崩塌造成的堰塞湖及人工水库的突然溃决形成的。4.按泥石流的流体性质分类（1）黏性泥石流。黏性泥石流（又称结构泥石流）含有大量的细粒物质（黏土和粉土），其固体物质的含量占40%60%，最高可达80%。其运动特点是水、泥沙和石块聚集成一个黏稠的整体，具有很强的黏性和结构性。它的密度大（1.6 t/m3），浮托力强。7.3.2泥石流的分类黏性泥石流流经弯道时，有明显的外侧超高、爬高现象及截弯取直作用，在沟槽转弯处，它并不一定循沟床运

39、行，而往往直冲沟岸，甚至可以爬越高达510 m的阶地、陡坎或导流堤坝，夺路外泄。因此，在开阔的堆积扇上运动时不会发生散流，而是以狭窄条带状向下奔泻。由此形成的堆积扇，其地面坎坷不平，堆积物较密实，无分选性，且仍保持运动时的结构，与一般因洪水或冰水作用形成的山麓堆积扇显著不同。（2）稀性泥石流。稀性泥石流是水和固体物质的混合物，其中水是主要成分，固体物质中黏土、粉土的含量少（占10%40%），不能形成黏稠的整体。这种泥石流的搬运介质主要是水，在运动过程中，水泥浆的速度远远大于石块运动的速度，石块以滚动或跃移方式下泄。它具有极强的冲刷力，常在短时间内将原先填满堆积物的沟床下切成几米至十几米的深槽。

40、7.3.2泥石流的分类稀性泥石流在堆积扇地区呈扇状散流，岔道交错，改道频繁，将原来的堆积扇切成一条条深沟。这种泥石流的流动过程是流畅的，不易出现阻塞和阵流现象。停积之后，水泥浆逐渐流失，粗粒物质呈扇状散开，堆积物地面较平坦，结构较松散，层次不明显，沿流途的停积物有一定的分选性。7.3.2泥石流的分类泥石流的防治应遵循综合治理的原则，要突出重点、因害设防、因地制宜、讲求实效，要充分考虑到泥石流的特征、破坏强度和工程建筑的要求。同时，植被可调节径流、延滞洪峰、削弱山洪的动力；1.水土保持对泥石流的形成区采取恢复（或培育）植被、合理耕牧的措施，维持较优化的生态平衡，使流域坡面得到保护，免遭冲刷，控制

41、泥石流的发生。可保护山坡，抑制剥蚀、侵蚀和风蚀，减缓岩石的风化速度，控制固体物质的供给。水土保持措施是防治泥石流的治本措施。7.3.3泥石流的防治2.修建蓄水和引水工程蓄水和引水工程包括调洪水库、引水渠和截水沟等，这些工程主要建于泥石流的形成区，其作用是拦截部分或大部分洪水，削减洪峰，以控制泥石流的水动力条件。同时，治理地表水和地下水以防止土壤浸湿。3.修筑防护和支挡工程修筑防护和支挡工程，如沟头防护、岸边防护、边坡防护等。在易产生坍塌、滑坡的地段建一些支挡工程，以加固土层，稳定边坡。7.3.3泥石流的防治4.修建拦截工程在泥石流的流通区修筑各种形式的拦挡坝（如石笼坝、格栅坝、谷坊坝等），其作

42、用是拦蓄泥沙、石块等固体物质，减弱泥石流的规模；固定泥石流沟床，平缓纵坡，防止沟床下切和谷坡坍塌，减轻泥石流的动力作用。7.3.3泥石流的防治其中，格栅坝是用钢构件和钢筋混凝土构件装配而成的形似栅状的构筑物，它能将稀性泥石流、水石流携带的大石块经格栅过滤停积下来，形成天然的石坝，以减缓泥石流的动力作用。为了防止规模巨大的泥石流破坏重要的城市，往往需要修筑高大的泥石流拦挡坝。5.修筑排导工程在泥石流的堆积区修筑排洪道、急流槽、导流堤等设施，以固定沟槽、约束水流和改善沟床平面等。排洪道是一种顺畅排泄泥石流的工程构筑物，一般情况下为直线布置，出口与河道呈锐角相交，与河谷衔接处的标高应高于同频率的河谷

43、水位，以免因河谷顶托而导致排洪道淤积。7.3.3泥石流的防治04岩溶可溶性岩石受到地表水和地下水以化学溶蚀为主、机械侵蚀和崩塌为辅的地质应力的综合作用，称为岩溶作用，由它所造成的地表和地下形态称为岩溶地貌，也叫喀斯特地貌。喀斯特原是南斯拉夫西北部沿海一带碳酸盐岩高原的地名。19世纪末，南斯拉夫学者研究了喀斯特高原的奇特地貌，并把这种地貌称为喀斯特地貌，以后就借用喀斯特这个地名来称呼由岩溶作用形成的各种地貌特征。7.4.1岩溶及其形态特征溶性岩石包括碳酸盐类岩石（以石灰岩和白云岩为代表）、硫酸盐类岩石（如石膏）和岩盐类岩石（如岩盐）。由于后两者分布较少，因此从工程建设角度看，重点应放在石灰岩、白

44、云岩广泛分布的地区。岩溶形态是可溶岩被溶蚀过程中的地表表现，可分为地表岩溶形态和地下岩溶形态，如图所示。7.4.1岩溶及其形态特征1石林；2漏斗；3溶沟；4落水洞；5溶洞；6钟乳石；7石笋；8暗河1.地表岩溶的形态（1）溶沟（槽）、石芽和石林。溶沟（槽）是微小的岩溶形态，生成于地表岩石表面，是地表水沿着地表岩石低洼处或沿节理溶蚀和冲刷而成的沟槽地形。当溶沟（槽）继续发展以致各沟槽相互沟通，在地表上残留下一些凸起的牙状的岩柱，称为石芽。石芽一般高12 m，多沿节理有规则排列。如果溶沟（槽）继续向下溶蚀，石芽逐渐高大，沟坡近于直立，且发育成群，则称为石林。7.4.1岩溶及其形态特征（2）峰丛、峰林

45、和孤峰。峰丛、峰林和孤峰是岩溶作用极度发育的产物。石林进一步溶蚀，如果山体上部被溶蚀，下部仍联通，则称为峰丛。峰丛进一步发展成分散的、仅基底岩石少许相连的石林，称为峰林。耸立在溶蚀平原中的孤立的个体山峰，称为孤峰。（3）漏斗。漏斗是分布于地表及浅处的碟状或漏斗状的洼地，由地表水的溶蚀和侵蚀作用并伴随塌陷作用而形成。漏斗的直径和深度一般由数米至数十米，底部常由落水洞与地下溶洞相通，是最常见的地表岩溶形态之一。（4）天坑。天坑是岩溶地区的地下河在运行中形成大面积塌陷造成的，国外也有称天坑为大漏斗，但它与常说的岩溶漏斗不同，岩溶漏斗一般是斜坡，上宽下窄；天坑则是四壁岩石峭立，深度达百米至数百米，犹如

46、一个巨大无比的桶，口径从近百米至数百米。7.4.1岩溶及其形态特征（5）竖井和落水洞。竖井和落水洞都是地表通向地下深处的通道，下部多与溶洞或暗河连通。竖井和落水洞是岩层裂隙受流水溶蚀、冲刷扩大或坍塌而成，常出现在漏斗、槽谷、溶蚀洼地和坡立谷的底部，或河床的边部，呈串珠状排列。7.4.1岩溶及其形态特征（6）溶蚀洼地、坡立谷和溶蚀平原。随着漏斗的不断扩大，许多漏斗群不断扩大、汇合形成了溶蚀洼地。坡立谷是一种大型的封闭洼地，面积从几平方千米至数百平方千米不等，也称为溶蚀盆地。溶蚀洼地的平面呈圆形或椭圆形，直径达数米至数百米，面积从数十平方米至数万平方米，其周围常有溶蚀残丘、峰丛、峰林，底部有漏斗和

47、落水洞。坡立谷进一步发展，即形成宽广开阔的溶蚀平原，在坡立谷和溶蚀平原内经常有湖泊、沼泽和湿地等，底部常有残积层、洪积层或河流冲积层覆盖。7.4.1岩溶及其形态特征（7）干谷和盲谷。当地面河流的某一段被地下伏流袭夺，这一段河谷就变成了没有水的干谷。当地面河进入地下河入口而转变为地下河时，河谷的前方常被石灰岩壁阻挡，岩壁的脚下就是地下河的入口，这种向前没有通路的河谷称为盲谷。7.4.1岩溶及其形态特征2.地下岩溶的形态（1）溶洞。溶洞是指地下水流沿可溶岩的层面、断层面、节理面等进行溶蚀及侵蚀形成的近于水平或斜倾的大型洞穴。洞的规模可以很大，长度可达几百米至几千米，形态多种多样。洞内常发育有石笋、

48、石钟乳和石柱等岩溶产物，如图所示。7.4.1岩溶及其形态特征当温度和压力改变时，溶有重碳酸钙的岩溶水可逸出CO2，产生CaCO3的沉淀，形成石灰华。由洞顶渗水形成的垂悬于洞顶的石灰华沉积，称为石钟乳。渗水滴至洞底，形成自下向上生长的沉积，称为石笋。当石钟乳和石笋相连时，称为石柱。沿洞壁漫溢形成的形似垂帘的堆积物，称为石幔。7.4.1岩溶及其形态特征（2）暗河。暗河是地下岩溶水汇集和排泄的主要通道，部分暗河常与地面的沟槽、漏斗和落水洞相通。暗河的水源经常是通过地面的岩溶沟槽和漏斗，经落水洞流入暗河内。溶洞和暗河对于各种工程建筑物，特别是地下工程建筑物会造成较大的危害，应予以特别重视。7.4.1岩

49、溶及其形态特征（3）天生桥。天生桥是溶洞或暗河洞道塌陷直达地表，而局部洞道顶板不发生塌陷所形成的一个横跨水流的石桥，常是地表跨过槽谷或河流的通道。1.岩石的可溶性可溶性岩石主要指石灰岩、白云岩及泥灰岩等。它们的溶解性与其结构、构造和矿物成分有密切关系。晶粒粗大、岩层较厚的岩石比晶粒细小、岩层较薄的岩石容易溶解；矿物成分中方解石比白云石易溶解；岩石中若含有黄铁矿时，则会加速岩石的溶解。7.4.2岩溶的形成条件2.岩石的裂隙性岩石的裂隙性主要表现为岩石的透水性。风化裂隙可使岩溶发育于地面以下一定深度的岩石内，构造节理和断层则使岩溶向更深处发育成规模更大的地下溶洞或暗河。因为水不能进入地下完整无裂隙

50、的岩石内部，所以溶蚀作用仅限于露在地面的岩石。7.4.2岩溶的形成条件3.水的溶蚀能力具有溶蚀能力的水称为岩溶水，岩溶水的溶蚀能力与水中CO2的含量密切相关，纯水几乎不能溶解石灰岩。当水中CO2的含量增加时，溶解能力将大大提高。由于水中的CO2主要来自土壤层中微生物不断制造的CO2，因此岩溶强度会随着深度的增大而变弱。此外，随着水温的提高，进入水中的CO2的扩散速度会加快，使岩溶作用加强，故热带石灰岩的溶蚀速度比温带、寒带快。7.4.2岩溶的形成条件4.水的运动与循环岩溶地区地下水对其围岩的溶蚀作用和冲刷作用是同时发生的，在裂隙或小溶洞中溶蚀作用占主要地位，在大的地下暗河中冲刷能力占主要地位。