教学课件PPT 崩塌.ppt

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1、第三讲第三讲崩崩 塌塌293.83266.80200.00220883106113011砖99.5原地面现地面27.5岩体中发育三组不连续结构面1980年6月3日、湖北省远安县盐池河磷矿崩塌,死亡307人。典型岩质边坡地质模型之一。l一、崩塌的概念和分类一、崩塌的概念和分类l二、崩塌的形成条件及发生机理二、崩塌的形成条件及发生机理l三、潜在崩塌体稳定性分析三、潜在崩塌体稳定性分析l四、崩塌的防治四、崩塌的防治一、崩塌的概念与分类一、崩塌的概念与分类位于陡崖、陡坡前缘的部分岩土体，突然与母体分离，翻滚跳跃崩坠崖底或塌落在坡脚的过程与现象。u 崩塌崩塌崩落体的运动形式主要有两崩落体的运动形式主要有

2、两种种l脱离母岩的岩土体顺坡滚动脱离母岩的岩土体顺坡滚动l以自由落体的方式坠落以自由落体的方式坠落崩塌高陡斜坡的岩体，突然而急剧的向下产崩塌高陡斜坡的岩体，突然而急剧的向下产生倾倒、滚动、跳跃等的一种动力地质现象。生倾倒、滚动、跳跃等的一种动力地质现象。落石个别危岩脱离母岩，向坡下坠落的现象。落石个别危岩脱离母岩，向坡下坠落的现象。危岩高陡斜坡产生了拉裂、松动变形并随时危岩高陡斜坡产生了拉裂、松动变形并随时可能发生破坏，向坡下运动的岩体。可能发生破坏，向坡下运动的岩体。大型崩塌发生突然，灾害大，问题复杂，一般很大型崩塌发生突然，灾害大，问题复杂，一般很难解决。难解决。小型崩塌和落石，可采用一定

3、方法防治处理。小型崩塌和落石，可采用一定方法防治处理。危岩一般可采用一定方法防治。危岩一般可采用一定方法防治。u崩塌、落石与危岩区别一、崩塌的概念与分类一、崩塌的概念与分类崩塌分类（1）按崩塌发生的地点分类）按崩塌发生的地点分类 山崩山崩 库岸崩塌库岸崩塌（2）按崩塌物的岩性特征分类按崩塌物的岩性特征分类 岩体崩塌岩体崩塌 土体崩塌土体崩塌 混合体崩塌混合体崩塌（3）按分离面的特性、形状及其崩塌发生的原因分类按分离面的特性、形状及其崩塌发生的原因分类 顺断层或风化层的崩塌顺断层或风化层的崩塌 沿裂隙面的崩塌沿裂隙面的崩塌 探头崩塌探头崩塌 二、崩塌的形成条件及发生机理二、崩塌的形成条件及发生机

4、理崩塌崩塌崩塌的形成条件l 斜坡体系统结构（岩体结构系统）斜坡体系统结构（岩体结构系统）坡形坡形 岩性岩性 分离面及组合特征分离面及组合特征l 斜坡体系统外部环境的作用（触发因素）斜坡体系统外部环境的作用（触发因素）地震地震 降水降水 风力、水力、冻融作用风力、水力、冻融作用 植物的根劈作用植物的根劈作用 人为活动人为活动二、崩塌的形成条件及发生机理二、崩塌的形成条件及发生机理斜坡体系统结构1 1、坡形、坡形 崩塌多发生在山地、高原沟谷及陡立河岸等陡峭斜坡地带，一崩塌多发生在山地、高原沟谷及陡立河岸等陡峭斜坡地带，一般坡度在般坡度在4545以上。以上。275170二、崩塌的形成条件及发生机理二

5、、崩塌的形成条件及发生机理斜坡体系统结构2 2、岩性、岩性 由厚层坚硬的岩层如灰岩、砂岩、砾岩、花岗岩、闪长岩由厚层坚硬的岩层如灰岩、砂岩、砾岩、花岗岩、闪长岩等构成的斜坡体，岩石强度大，裂隙发育，形成高陡边坡；等构成的斜坡体，岩石强度大，裂隙发育，形成高陡边坡；相对软弱的岩层如页岩、泥岩、板岩、片岩、千枚岩等强相对软弱的岩层如页岩、泥岩、板岩、片岩、千枚岩等强度较小，裂隙细密，岩石常呈碎块，个体稳定性较差。度较小，裂隙细密，岩石常呈碎块，个体稳定性较差。黄土等边坡，土质硬，含有裂隙，风蚀、水力作用下易形黄土等边坡，土质硬，含有裂隙，风蚀、水力作用下易形成崩塌。成崩塌。组合型边坡。组合型边坡。

6、二、崩塌的形成条件及发生机理二、崩塌的形成条件及发生机理斜坡体系统结构3 3、分离面及其组合特征（结构面）、分离面及其组合特征（结构面）分离面可以是岩层的层面、节理面、断层面、各种成因的裂隙或分离面可以是岩层的层面、节理面、断层面、各种成因的裂隙或裂缝裂缝,通常统称为通常统称为“结构面结构面”。分离面把岩土体分割为各种形态、大小不一的块体，每一次崩塌分离面把岩土体分割为各种形态、大小不一的块体，每一次崩塌都含有部分分离面转变为坡体的临空面，从而改变危岩体的力学都含有部分分离面转变为坡体的临空面，从而改变危岩体的力学边界。边界。1996年发生于年发生于巫峡左岸的横巫峡左岸的横石溪崩塌石溪崩塌17

7、5洞隙气压力75水位从75将升到175（a）无限块体；（b）倒楔块体；（c）稳定块体；（d）可能稳定块体；（e）关键块体（e）（d）（c）（b）（a）临空面临空面临空面临空面临空面结构面结构面结构面结构面结构面二、崩塌的形成条件及发生机理二、崩塌的形成条件及发生机理斜坡体系统外部环境的作用1 1、地震、地震 地震引起的山体震动可引起斜坡体在垂直方向和水平方向上的急剧、地震引起的山体震动可引起斜坡体在垂直方向和水平方向上的急剧、反复的应力变化，破坏坡体内部和临空面原有的脆弱力学平衡，反复的应力变化，破坏坡体内部和临空面原有的脆弱力学平衡，导致危岩体失去重心。地震甚至可以使一些原本较稳定的岩土块导

8、致危岩体失去重心。地震甚至可以使一些原本较稳定的岩土块体也发生崩塌。因此，地震是崩塌发生频率和规模最大的一种外体也发生崩塌。因此，地震是崩塌发生频率和规模最大的一种外在激发因素。在激发因素。二、崩塌的形成条件及发生机理二、崩塌的形成条件及发生机理斜坡体系统外部环境的作用2 2、降水、降水 雨水的渗入可增大裂隙网络中的动水压力，提高坡体向临空面方雨水的渗入可增大裂隙网络中的动水压力，提高坡体向临空面方向的推力；向的推力；雨水的浸润使分离面两侧的岩土软化，或减小分离面的抗滑阻力；雨水的浸润使分离面两侧的岩土软化，或减小分离面的抗滑阻力；降雨形成的地表径流对岩土体的水力侵蚀，尤其是沟蚀，使分离降雨形

9、成的地表径流对岩土体的水力侵蚀，尤其是沟蚀，使分离面的隙缝不断增大面的隙缝不断增大 3 3、风力、水力、冻融作用、风力、水力、冻融作用 风力：风荷载、加速风化，分离面强度降低。风力：风荷载、加速风化，分离面强度降低。水力：斜坡底部侵蚀掏空，软化和崩解岩土体。水力：斜坡底部侵蚀掏空，软化和崩解岩土体。冻融：冻胀、融水形成水压力、软化、加速风化、崩解。冻融：冻胀、融水形成水压力、软化、加速风化、崩解。崩塌堆积物崩解残屑拉裂缝强崩解岩弱崩解岩(a)(b)(c)水位变动带二、崩塌的形成条件及发生机理二、崩塌的形成条件及发生机理斜坡体系统外部环境的作用4 4、植物的根劈作用、植物的根劈作用 5 5、人为

10、活动、人为活动 人为活动诱发崩塌主要反映在两个方面：人为活动诱发崩塌主要反映在两个方面：人为的工程活动改变坡地系统结构（修筑铁路等改变坡形、采矿人为的工程活动改变坡地系统结构（修筑铁路等改变坡形、采矿掏空）。掏空）。人为活动促进了外部激发条件（爆破等）。人为活动促进了外部激发条件（爆破等）。二、崩塌的形成条件及发生机理二、崩塌的形成条件及发生机理崩塌的形成机理l 潜在崩塌体形成潜在崩塌体形成 成岩过程：沉积、岩浆活动和变质作用形成含原生裂隙的岩体。成岩过程：沉积、岩浆活动和变质作用形成含原生裂隙的岩体。构造运动：构造变形、破坏作用形成构造裂隙。构造运动：构造变形、破坏作用形成构造裂隙。新构造运

11、动：形成陡峭的地形和表生裂隙。新构造运动：形成陡峭的地形和表生裂隙。l 潜在崩塌体的位移潜在崩塌体的位移 外部环境作用下，顺分离面位移，重心临空。外部环境作用下，顺分离面位移，重心临空。l 崩塌发生崩塌发生 崩塌体脱离母岩，沿坡面翻滚、跳跃、互相撞击，最后堆于坡脚崩塌体脱离母岩，沿坡面翻滚、跳跃、互相撞击，最后堆于坡脚。伴。伴有崩塌气浪。有崩塌气浪。二、崩塌的形成条件及发生机理二、崩塌的形成条件及发生机理崩塌的模式l 倾倒式崩塌倾倒式崩塌 在河流峡谷区、黄土冲沟地段或岩溶区等陡坡上，岩体以垂直节理或在河流峡谷区、黄土冲沟地段或岩溶区等陡坡上，岩体以垂直节理或裂隙与稳定的母岩分开。通常坡脚遭受掏

12、蚀，在重力作用下或有较大水平裂隙与稳定的母岩分开。通常坡脚遭受掏蚀，在重力作用下或有较大水平力作用时，岩体因重心外移倾倒产生突然崩塌。力作用时，岩体因重心外移倾倒产生突然崩塌。以坡脚的某一点为支点发生转动性倾倒。崩塌途径：以坡脚的某一点为支点发生转动性倾倒。崩塌途径：在重力作用下，长期冲刷掏蚀直立岩体的坡脚，由于偏压失去重心，在重力作用下，长期冲刷掏蚀直立岩体的坡脚，由于偏压失去重心，使直立岩体倾斜，最终导致崩塌；使直立岩体倾斜，最终导致崩塌；当附加特殊的水平力（地震力、静水压力、动水压力以及冻胀力等）当附加特殊的水平力（地震力、静水压力、动水压力以及冻胀力等）时，岩体可倾倒破坏；时，岩体可倾

13、倒破坏；当坡脚由软岩层组成时，雨水软化坡脚产生偏压，引起崩塌；当坡脚由软岩层组成时，雨水软化坡脚产生偏压，引起崩塌；直立岩体在长期重力作用下，产生弯折也能导致这种崩塌。直立岩体在长期重力作用下，产生弯折也能导致这种崩塌。二、崩塌的形成条件及发生机理二、崩塌的形成条件及发生机理崩塌的模式l 滑移式崩塌滑移式崩塌 临近斜坡的岩体内存在软临近斜坡的岩体内存在软弱面倾向与坡向相同，则软弱弱面倾向与坡向相同，则软弱面上覆的不稳定岩体在重力作面上覆的不稳定岩体在重力作用下具有向临空面滑移的趋势，用下具有向临空面滑移的趋势，当岩体的重心滑出陡坡，产生当岩体的重心滑出陡坡，产生突然的崩塌。降水渗入岩体裂突然的

14、崩塌。降水渗入岩体裂缝中产生的静、动水压力以及缝中产生的静、动水压力以及地下水对软弱面的润湿作用都地下水对软弱面的润湿作用都是岩体发生滑移崩塌的主要诱是岩体发生滑移崩塌的主要诱因。因。二、崩塌的形成条件及发生机理二、崩塌的形成条件及发生机理崩塌的模式l 鼓胀式崩塌鼓胀式崩塌 陡坡上不稳定岩体之下存在较厚的软弱岩层，上部岩体重力产生的压陡坡上不稳定岩体之下存在较厚的软弱岩层，上部岩体重力产生的压应力超过软岩天然状态的抗压强度后软岩即被挤出，发生向外鼓胀。随着应力超过软岩天然状态的抗压强度后软岩即被挤出，发生向外鼓胀。随着鼓胀的不断发展，不稳定岩体不断下沉和外移，同时发生倾斜，一旦重心鼓胀的不断发

15、展，不稳定岩体不断下沉和外移，同时发生倾斜，一旦重心移出坡外即产生崩塌。移出坡外即产生崩塌。二、崩塌的形成条件及发生机理二、崩塌的形成条件及发生机理崩塌的模式l 拉裂式崩塌拉裂式崩塌 陡坡由软硬相间的岩层组成时，由陡坡由软硬相间的岩层组成时，由于风化作用或河流的冲刷掏蚀作用，上于风化作用或河流的冲刷掏蚀作用，上部坚硬岩层在坡面上常常突悬出来。突部坚硬岩层在坡面上常常突悬出来。突出的岩体通常发育有构造节理或风化节出的岩体通常发育有构造节理或风化节理，在长期重力作用下，分离面逐渐扩理，在长期重力作用下，分离面逐渐扩展。一旦拉应力超过连接处岩石的抗拉展。一旦拉应力超过连接处岩石的抗拉强度，拉张裂缝就

16、会迅速向下发展，最强度，拉张裂缝就会迅速向下发展，最终导致突出的岩体突然崩落。终导致突出的岩体突然崩落。05510坡 面：产状580第1组：构造裂隙，产状575；第2组：构造裂隙，产状9087；第3组：层面，产状1523；第4组：卸荷裂隙，不规则。1015坡面及结构面产状152025196比例:1:200 1 1 1 3334危岩231NWSE边坡二、崩塌的形成条件及发生机理二、崩塌的形成条件及发生机理崩塌的模式l 错断式崩塌错断式崩塌 长柱或板状不稳定岩体的下部被剪长柱或板状不稳定岩体的下部被剪断，从而发生错断崩塌。断，从而发生错断崩塌。悬于坡缘的帽沿状危岩，后缘剪切悬于坡缘的帽沿状危岩，后缘剪切面的扩展，剪切应力大于危岩与母岩连面的扩展，剪切应力大于危岩与母岩连接处的抗剪强度时，则发生错断崩塌。接处的抗剪强度时，则发生错断崩塌。锥状或柱状岩体多面临空，下伏软锥状或柱状岩体多面临空，下伏软基抗剪强度小于危岩体自重产生的剪应基抗剪强度小于危岩体自重产生的剪应力或软基中存在的顺坡外倾裂隙与坡面力或软基中存在的顺坡外倾裂隙与坡面贯通时，发生错断贯通时，发生错断-滑移滑移-崩塌。崩塌。l地质