討論崩塌,泥石流,滑坡三種地質災害的形成條件和整治措施有何不同

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  • 2023-01-01

討論崩塌,泥石流,滑坡三種地質災害的形成條件和整治措施有何不同源修竹繁明 2020-05-15

泥石流防治是一項由多種措施組成的系統工程。它主要由四方面措施組成:①防止和削弱泥石流活動的防治體系——透過生物措施和工程措施,保護和治理流域環境,消除或削弱泥石流發生條件;②控制泥石流運動的防治體系-採用攔擋壩、谷坊、排導溝、停淤場等工程措施,調整和疏導泥石流流通途徑和淤積場地,減少災害破壞損失;③預防泥石流危害的防護工程體系~一修建渡槽、涵洞、隧道、明硐、護坡、擋牆、順壩、丁壩等工程,對重要危害物件進行保護;④預測、預報及救災體系一一對於遭受泥石流嚴重威脅的居民、企業和重要工程設施,及時搬遷、疏散,受災時有效地搶險救災,減少災害破壞損失。

治理滑坡可以從以下兩個大的方面著手:

(一)消除和減輕地表水和地下水的危害,滑坡的發生常和水的作用有密切的關係,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和減輕水對邊坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水壓力和動水壓力,防止岩土體的軟化及溶蝕分解,消除或減小水的沖刷和浪擊作用。具體做法有:防止外圍地表水進入滑坡區,可在滑坡邊界修截水溝;在滑坡區內,可在坡面修築排水溝。在覆蓋層上可用漿砌片石或人造植被鋪蓋,防止地表水下滲。對於巖質邊坡還可用噴混凝土護面或掛鋼筋網噴混凝土。排除地下水的措施很多,應根據邊坡的地質結構特徵和水文地質條件加以選擇。常用的方法有:1,水平鑽孔疏幹;2,垂直孔排水;3,豎井抽水;4,隧洞疏幹;5,支撐盲溝。

(二)改善邊坡岩土體的力學強度

透過一定的工程技術措施,改善邊坡岩土體的力學強度,提高其抗滑力,減小滑動力。常用的措施有:1,削坡減載;用降低坡高或放緩坡角來改善邊坡的穩定性。削坡設計應儘量削減不穩定岩土體的高度,而阻滑部分岩土體不應削減。此法並不總是最經濟、最有效的措施,要在施工前作經濟技術比較。2,邊坡人工加固;常用的方法有:1,修築擋土牆、護牆等支擋不穩定巖體;2,鋼筋混凝土抗滑樁或鋼筋樁作為阻滑支撐工程;3,預應力錨杆或錨索,適用於加固有裂隙或軟弱結構面的巖質邊坡;4,固結灌漿或電化學加固法加強邊坡巖體或土體的強度;

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可以參考這個:http://wenku。baidu。com/view/394a6e56ad02de80d4d84003。html

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一、崩塌

(一)崩塌定義

高陡斜坡(含人工邊坡)上的岩土體完全脫離母體後,以滾動、跳動、墜落等為主的移動現象與過程,稱為崩塌。危巖體是正在開裂變形,並可能發生崩滑的危險山體(圖1-1)。

該類災害具有下落速度快、發生突然,垂直位移大於水平位移的特點。崩塌對斜坡底部的房屋、道路及其它建築物危害很大,極易造成人員傷亡事故。

(二)崩塌分類

按崩塌體的物質組成分為兩大類:一是產生在土體中的,稱為土崩。二是產生在巖體中的,稱為巖崩。當其巖崩的規模巨大,涉及到山體者,又俗稱山崩。當其崩塌產生在 圖1-1 崩塌示意圖

河流、湖泊或海岸上時,稱為岸崩。

按照崩塌體的規模、範圍、大小可以分為剝落、墜石和崩落等型別。剝落的塊度較小,塊度大於0。5米者佔25%以下,產生剝落的岩石山坡一般在30—40度;墜石的塊度較大,塊度大於0。5米者佔50—70%,山坡角在30—40度範圍內;崩落的塊度更大,塊度大於0。5米者佔75%以上,山坡角多大於40度。

(三)崩塌的形成條件

岩土型別、地質構造、地形地貌三個條件,又統稱地質條件,它是形成崩塌的基本條件。

1、岩土型別:一般而言,各類巖、土都可以形成崩塌,但不同型別,所形成崩塌的規模大小不同。通常,巖性堅硬的各類岩漿岩、變質岩及沉積岩類的碳酸鹽巖、石英砂岩、砂礫岩、初具成巖性的石質黃土、結構密實的黃土等形成規模較大的崩塌;頁岩、泥灰岩等互層岩石及鬆散土層等往往以小型墜落和剝落為主。

2、地質構造:各種構造面,如節理、裂隙面、岩層介面、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。坡體中裂隙越發育,越易產生崩塌,與坡體延伸方向近於平行的陡傾構造面,最有利於崩塌的形成。

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、工程建築物邊坡及其各類人工邊坡都是有利崩塌產生的地貌部位,坡度大於45度的高陡斜坡、孤立山嘴或凹形陡坡均為崩塌形成的有利地形。

能夠誘發崩塌的外界因素很多,主要有:

1、地震:地震引起坡體晃動,破壞坡體平衡,從而誘發崩塌。一般烈度大於7度以上的地震都會誘發大量崩塌。

2、融雪、降雨:特別是大雨、暴雨和長時間的連續降雨,使地表水滲入坡體,軟化巖、土及其中軟弱面,產生孔隙水壓力等,從而誘發崩塌。

3、地表水的沖刷、浸泡:河流等地表水體不斷地衝刷坡腳或浸泡坡腳、削弱坡體支撐或軟化巖、土,降低坡體強度,也能誘發崩塌。

(四)可能誘發崩塌的人類工程經濟活動

在形成崩塌的基本條件具備之後,誘發因素就顯得重要了。誘發因素作用的時間和強度都與崩塌有關。能夠誘發崩塌的外界因素很多,其中人類工程活動及人類經濟(生產)活動是誘發崩塌的一個重要原因。

1、採掘礦產資料:我國在採掘礦產資源活動過程中出現崩塌的例子很多。有露天採礦場邊坡崩塌,也有地下采礦形成採空區引起地表崩塌的。較常見的如煤礦、鐵礦、磷礦、石膏礦、粘土礦等。

2、道路工程開挖邊坡:修築鐵路、公路時,開挖邊坡切割了外傾的或緩傾的軟弱地層,加之大爆破對邊坡強烈震動,有時削坡過陡都可以引起崩塌。此類例項較多。

3、水庫蓄水與渠道滲漏:這裡,主要是水浸潤和軟化作用,以及水在巖體(土體)中的靜水壓力、動水壓力,可能導致崩塌發生。

4、堆(棄)渣填土:載入、不適當的堆碴、棄碴、填土,如果處於可能生產崩塌的地段,等於給可能的崩塌體增加了荷載,從而可能而誘發崩塌。

5、強烈的機械震動。如火車機車行進中的震動,工廠鍛軋機械震動均可起誘發作用。

二、滑坡

(一)滑坡定義

圖1-2 滑坡示意圖

滑坡是斜坡岩土體在重力和水,以及其他外營力的作用下,沿某一薄弱結構面產生剪下破壞的一種不良地質現象,是自然作用或與人類活動等因素綜合作用的產物(圖1-2)。自然界中,無論是天然斜坡還是人工斜坡都不是固定不變的,在不同因素的作用下,斜坡一直處於不斷地發展和變化之中。

(二)滑坡的形成條件

滑坡的形成與氣象水文、地層巖性、地質構造、地形地貌、外營力改造和人類工程活動等因素密切相關。鬆散土體和高陡的斜坡是形成滑坡的內因,河流沖刷及淘蝕是產生滑坡的外因,人類工程活動和降雨是發生滑坡的主要誘發因素。

1、地層巖性:巖、土體是產生滑坡的物質基礎。通常,各類巖、土都有可能構成滑坡體,其中結構鬆軟,抗剪強度和抗風化能力較低,在水的作用下其性質易發生變化的巖、土,如鬆散覆蓋層、黃土、紅粘土、頁岩、泥岩、煤系地層、凝灰岩、片岩、板岩、千枚巖等及軟硬相間的岩層所構成的斜坡易發生滑坡。

2、地質構造:斜坡巖、土只有被各種構造面切割分離成不連續狀態時,才可能具備向下滑動的條件。同時,構造面又為降雨等進入斜坡提供了通道。故各種節理、裂隙、層理面、巖性介面、斷層發育的斜坡,特別是當平行和垂直斜坡的陡傾構造面及順坡緩傾的構造面發育時,最易發生滑坡。

3、地形地貌:只有處於一定地貌部位、具備一定坡度的斜坡才可能發生滑坡。一般江、河、湖(水庫)、海、溝的岸坡,前緣開闊的山坡、鐵路、公路和工程建築物邊坡等都是易發生滑坡的地貌部位。坡度大於10度、小於45度、下陡中緩上陡、上部成環狀的坡形是產生滑坡的有利地形。

4、水文地質作用:各種軟弱層、強風化帶因組成物質中粘土成分多,容易阻隔、匯聚地下水,如果上坡上方或側方有豐富的地下水補給,則這些軟弱層或風化帶就可能成為滑動帶而誘發滑坡。

地下水在滑坡的形成和發展中的主要作為表現為:

地下水進入滑坡體增加了滑體的重量,滑帶土在地下水的浸潤下抗剪強度降低;地下水位上升產生的靜水壓力對上覆不透水層產生浮托力,降低了有效正壓力和摩擦阻力;地下水與周圍巖體長期作用改變岩土的性質和強度,從而引發滑坡;地下水運動產生的動水壓力對滑坡的形成和發展起促進作用。

5、人為工程活動影響

不合理人為工程活動,如人工開挖斜坡前緣開挖坡腳或後緣堆載,改變了斜坡的外形和應力狀態,增大了滑體的下滑力,減小了斜坡的支撐力,從而引發滑坡。農田灌溉、水渠和水池漫溢和漏水、廢水排放等加劇滑坡的可能性。

(三)可能誘發滑坡的人類工程經濟活動

違反自然規律,破壞斜坡穩定條件的人類活動都會誘發滑坡。例如:

1、開挖坡腳:修建公路、鐵路、依山建房、建廠等工程,常常因使坡體下部失去支撐而發生下滑。例如,我國西南、西北的一些鐵路、公路,因修建時大力爆破、強行開挖,事後,陸陸續續地在邊坡上發生了滑坡,給道路施工、運營帶來危害。

2、蓄水、排水:水渠和水池的漫溢和漏水、工業生產用水和廢水的排放、農業灌溉等,均使水流滲入坡體,加大孔隙水壓力,軟化土石,增大坡體容重,從而促進或誘發滑坡的發生。水庫的水位上下急劇變動,加大了坡體的動水壓力,也可誘發滑坡發生。

3、堆填載入:在斜坡上大量興建樓房、修建重型工廠、大量堆填土石、礦渣等,使斜坡支撐不了過大的重量,失去平衡而沿軟弱面下滑。尤其是礦廠廢渣的不合理堆棄,常常觸發滑坡的發生。

此外,劈山開礦的爆破作用,可使斜坡的岩土體受振動而破碎,產生滑坡,在山坡上亂砍濫伐,使坡體失去保護,便有利於雨水等水體的入滲從而誘發滑坡;等等。如果上述的人類作用與不利的自然作用互相結合,則就更容易促進滑坡的發生。

三、泥石流

(一)泥石流定義

泥石流是山區常見的一種自然地質災害,大都形成於溝谷和坡地,由於暴雨或冰湖、水庫等潰決而在溝谷或坡面產生的一種攜帶有大量泥砂、石塊等固體物質的特殊洪流,是一種危害性極強的地質災害。泥石流災害具有突然爆發、歷時短暫和破壞力強大的特點,是各種自然因素和人類工程活動因素共同作用的產物。

(二)泥石流的形成條件

泥石流的形成通常需要具備以下三個條件:有物源條件、水源條件和特定的地貌條件(圖1-3)。

1、物源條件:係指物源區固體鬆散物的分佈、型別、儲備量以及補給距離等,能提供大量的固體鬆散物。固體鬆散物的來源決定於地層巖性、風化作用和氣候條件等因素。

圖1-3 泥石流示意圖

物源條件主要受地質構造和巖性、新構造運動、不良物理地質作用、人類工程活動等因素的制約。在斷裂強烈發育帶,岩石破碎,易風化而處於不穩定狀態,從而為泥石流提供了豐富的固體物質;岩石性質不僅決定著巖體破壞的難易和方式,而且還決定所形成泥石流的性質。

2、地形地貌條件:地形地貌條件是形成泥石流的內因和必要條件,它制約著泥石流的形成和運動,影響著泥石流的規模和特性。在泥石流的形成條件中,地形地貌條件是相對穩定的,其變化是緩慢的,同時在泥石流的活動過程中,也被再塑造。

地形地貌對泥石流的發生和發展主要具有兩個方面的作用:首先是透過溝床的地勢條件為泥石流提供位能,賦予泥石流一定的侵蝕、搬運和堆積的能量;同時在坡地或溝槽的一定演變階段內,提供足夠數量的水體和土體。溝谷的流域面積、溝床縱坡降、流域內山坡平均坡度、溝谷形態以及植被覆蓋情況等都對泥石流的形成和發展具有重要的作用,泥石流的發生、發展和分佈無不受到山地地貌特徵的影響。

泥石流活動的過程形成—運移—堆積就是地表一次破壞和塑造過程:平面呈一不對稱的啞鈴形成區和堆積區的形態極不穩定;形成區由條帶狀向樹枝狀發展;流通區在發展過程中相對穩定;堆積區由於流域內來沙量的增長而不斷擴充套件,進逼下游大河變形,導致河流改道。

3、水源條件:水不僅是泥石流的組成部分,同時也是固體物質的搬運介質。降雨歷程、降雨量以及降雨強度等對泥石流形成具有明顯的影響。

(三)可能誘發泥石流的人類工程經濟活動

由於工農業生產的發展,人類對自然資源的開發程度和規模也在不斷髮展。當人類活動違反自然規律時,必然引起大自然的報復,有些泥石流的發生就是由於人類不合理的開發而造成的。近年來,因為人為因素誘發的泥石流數量正在不斷增加。可能誘發泥石流的人類工程經濟活動主要有以下幾個方面:

1、不合理開挖:修建鐵路、公里、水渠以及其他工程建築的不合理開挖。有些泥石流就是在修建公路、水渠、鐵路以及其他建築活動時破壞了山坡表層而形成的。如香港多年來修建了許多大型工程和地面建築,幾乎每個工程都要劈山填海或填溝方可獲得合適的建築場地。1972年一次暴雨,使正在施工的挖掘工程現場120人死於滑坡造成的泥石流。

2、不合理的棄土、棄渣、採石:不合理的棄土、棄渣及採石等形成的泥石流事例很多。如四川冕寧縣瀘沽鐵礦漢羅溝,因不合理堆放棄土礦渣,1972年一場大雨暴發了礦山泥石流,衝出鬆散固體物質約10萬立方米,淤埋成昆鐵路300米和喜(德)——西(昌)公路250米,中斷行車,給交通運輸帶來嚴重損失。

3、濫伐亂墾:濫伐亂墾會使植被消失、山坡失去保護、土體疏鬆、沖溝發育,大大加重水土流失,進而山坡穩定性破壞,滑坡、崩塌等不良地質現象發育,結果就很容易產生泥石流。如甘川公路石坳子溝山上大耳頭,原是森林區,因毀林開荒,1976年發生泥石流毀壞下游的村莊、公路,造成人民生命財產的嚴重損失。當地群眾說:“山上開畝荒,山下衝個光”。

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