环境地质学分论-崩塌.ppt

中中 国国 地地 质质 大大 学学 环环 境境 学学 院院School of Environmental Studies - CUG环境地质学环境地质学主讲教师：曾斌主讲教师：曾斌分论若干地质环境问题的论述Environmental Geology 崩崩 塌塌中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG崩塌多发地区主要为横断山高山峡谷地区、青藏高原东缘、黄土高原、湘西地区、云南高原以及川东鄂西的中山区，涉及到云南、西藏、陕西、甘肃、重庆、湖北、湖南、江西、广西等省（区、市） 乌乌江江20012001年重庆武隆崩塌，开始关年重庆武隆崩塌，开始关注三峡库区地质灾害防治注三峡库区地质灾害防治中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG1980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远安盐池河磷矿崩塌前后2001年，江西乐平座山采石场发生人年，江西乐平座山采石场发生人工开采诱发的崩塌，致使工开采诱发的崩塌，致使28人死亡。

人死亡三峡库区170m蓄水后，巫山发生崩塌，形成10余m涌浪，威胁航运中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG汶川地震发生大量崩塌，破坏道路交通中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG内容提纲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、崩塌的防治中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG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种：崩落体的运动形式主要有两种：l脱离母岩的岩土体顺坡脱离母岩的岩土体顺坡滚动滚动l以自由落体的方式以自由落体的方式坠落坠落中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG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 库库岸崩塌岸崩塌（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 中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG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条件l 斜坡体系统结构（斜坡体系统结构（岩体结构系统岩体结构系统） 坡形坡形 岩性岩性 分离面及分离面及组组合特征合特征l 斜坡体系统外部环境的作用（斜坡体系统外部环境的作用（触发因素触发因素） 地震地震 降水降水 风风力、水力、力、水力、冻冻融作用融作用 植物的根劈作用植物的根劈作用 人人为为活活动动中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG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中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG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2 2、岩性、岩性 由由厚层坚硬的岩层厚层坚硬的岩层如灰岩、砂岩、砾岩、花岗岩、闪长岩等构成如灰岩、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；的斜坡体，岩石强度大，裂隙发育，形成高陡边坡； 相对软弱的岩层相对软弱的岩层如页岩、泥岩、板岩、片岩、千枚岩等强度较小，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，个体稳定性较差裂隙细密，岩石常呈碎块，个体稳定性较差 黄土黄土等边坡，土质硬，含有裂隙，风蚀、水力作用下易形成崩塌等边坡，土质硬，含有裂隙，风蚀、水力作用下易形成崩塌 组合型边坡组合型边坡 中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG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可以是岩层的层面、节理面、断层面、各种成因的裂隙或裂缝, ,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，每一次崩塌都含有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边界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 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中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG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，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体也发生崩塌因此，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地震是崩塌发生频率和规模最大的一种外在激发因素种外在激发因素 中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG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、崩解中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG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3 3、植物的根劈作用、植物的根劈作用 4 4、人为活动、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、采矿掏空）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）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） 中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG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 伴有崩塌气浪有崩塌气浪 中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG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，在河流峡谷区、黄土冲沟地段或岩溶区等陡坡上，岩体以垂直节理或岩体以垂直节理或裂隙与稳定的母岩分开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通常坡脚遭受掏蚀，在重力作用下或有较大水平力作用时，力作用时，岩体因重心外移倾倒产生突然崩塌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；心，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；等）时，岩体可倾倒破坏； 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 中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG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临近斜坡的岩体内存在软软弱面倾向与坡向相同弱面倾向与坡向相同，则软弱，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，当岩体的重心当岩体的重心滑出滑出陡坡，产生陡坡，产生突然的崩塌。

降水渗入岩体裂突然的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中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG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，应力超过软岩天然状态的抗压强度后软岩即被挤出，发生向外鼓胀发生向外鼓胀随着鼓胀的不断发展，不稳定岩体不断鼓胀的不断发展，不稳定岩体不断下沉和外移下沉和外移，同时发生倾斜，一旦重心，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中国地质大学环境学院School of Environmental Studies-CUG二。