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典型滑坡案例

发布时间:2021-07-05 10:30:58

1、滑坡谬误的例子

1 因为你考试不好,你成绩不好就会被家长骂,你被家长骂,就会失去信心,失去信心就会读不好书,读不好书就不能毕业,不能毕业就会找不到好工作,找不到好工作就赚不了钱,赚不了钱就会没钱纳税。

2 没钱纳税,国家就难发工资给老师,老师领不到工资就会没心情教学,没心情教学,就会影响我们祖国的未来,影响了祖国的未来,中国就难以腾飞,中华民族就会退化成野蛮的民族。中华民族成了野蛮的民族,美国就会怀疑我国有大规模杀伤性武器。

3 大气层破个大洞地球温度就会上升,两极冰山就会融化,冰山融化,地球水位就会上升,地球水位上升,全人类就会被淹死。因为人类淹死了他们放射性武器飘到到宇宙太阳倒致自身的连锁反应,然后导致宇宙毁灭。

4 小红认为,屠户当前杀猪,今后就会杀人。小红犯了滑坡谬论。

5 小明认为,动物实验有损对生命的尊重,如果不尊重生命,就能容忍暴力,社会将沦为战场,这将是文明的末日。小明犯了滑坡谬论。

(1)典型滑坡案例扩展资料:

滑坡谬误(Slippery slope)是一种非形式谬误,使用连串的因果推论,却夸大了每个环节的因果强度,而得到不合理的结论。

有些说法将连续体谬误也归为滑坡谬误,但近来已较少这样使用。

滑坡谬误(Slippery slope)是一种逻辑谬论,即不合理地使用连串的因果关系,将“可能性”转化为“必然性”,以达到某种意欲之结论。

但其实每个的推断还有很多不同的可能性,却武断地将某个可能性引伸成为必然性,然后串联这些不合理的因果关系,推断成一件毫无关联的结果,这就是滑坡谬误。文革时期曾经出现的上纲上线,亦是滑坡谬误的典型例子。

滑坡谬误的典型形式为“如果发生A,接着就会发生B,接着就会发生C,接着就会发生D,……,接着就会发生Z”,而后通常会明示或暗示地推论“Z不应该发生,因此我们不应允许A发生”。A至B、B至C、C至D、……等因果关系好似一个个“坡”,从A推论至Z的过程就像一个滑坡。

滑坡谬误的问题在于,每个“坡”的因果强度不一,有些因果关系只是可能、而非必然,有些因果关系相当微弱,有些因果关系甚至是未知或缺乏证据的,因而即使A发生,也无法一路滑到Z,Z并非必然(或极可能)发生。

相对地,若有充足证据显示每个“坡”都有合理、强烈的因果连结,即不构成滑坡谬误。

2、自然灾害的类别和典型事例

(1)气象灾害。包括热带风暴、龙卷风、雷暴大风、干热风、暴雨、寒潮、冷害、霜冻、雹灾及干旱等; (2)海洋灾害。包括风暴潮、海啸、潮灾、赤潮、海水入浸、海平面上升和海水回灌等; (3)洪水灾害。包括洪涝、江河泛滥等; (4)地质灾害。包括崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、火山、地面沉降、土地沙漠化、土地盐碱化、水土流失等; (5)地震灾害。包括与地震引起的各种灾害以及由地震诱发的各种次生灾害,如沙土液化、喷沙冒水、城市大火、河流与水库决堤等。 (6)农作物灾害。包括农作物病虫害、鼠害、农业气象灾害、农业环境灾害等; (7)森林灾害。包括森林病虫害、鼠害、森林火灾等。

3、“7·”四川都江堰三溪村高位山体滑坡

1 引言

2013年7月10日上午10时,四川都江堰市中兴镇三溪村一组五显岗发生了高位山体滑坡,并造成了重大人员伤亡和财产损失。该滑坡呈现高位特征,后缘松散滑坡体向东北方向顺层下滑了310m后,剧烈撞击并铲刮对面小山坡,偏转后转化为碎屑流高速下滑约950m,撞击并铲动了沟道内的浅表层第四系残坡积物,致使沟道内的11户村民房屋被掩埋,最终形成了这起地质灾害低易发区的高位山体滑坡—碎屑流灾害。滑坡总滑程约1.26km,总体积超过150万m3。强降雨是触发此起滑坡灾害的直接原因,7月8日8时~10日8时,中兴镇三溪村出现了持续强降雨天气过程,都江堰市区累计最大降雨量达537.4mm,相当于该地区年降雨总量44.1%。

2 滑坡区地质背景条件

2.1 地形地貌

研究区位于四川省中部的青藏高原东缘龙门山向成都平原的过渡地带,地势西北高,东南低,从龙门山向成都平原海拔相对高差达3990m(图1)。中兴镇属于过渡带上的中山区(海拔1000~3500m),地层主要由砂岩、灰岩及部分砾岩组成。地貌明显受地层岩性和地质构造的控制,以河谷构造侵蚀堆积地貌、褶皱断裂构造侵蚀地貌、侵入构造侵蚀剥蚀地貌为主,坡陡坡长,厚层砂岩及厚层砾岩常形成陡坎或陡崖,斜坡稳定性较差;处于断裂构造部位有大型的滑坡或崩塌发生。滑坡区处于五里岗自然缓倾白垩系砂砾岩顺层斜坡上,走向北东15°,岩体节理、裂隙、层面受地震和风化影响,较破碎,为滑坡的发生提供了有利的地形条件。

2.2 降雨特征

滑坡所在的都江堰地区雨量充沛,多年平均降雨量为1225.4mm,最多年份1605.4mm(1978年)。降雨的月份分配不均:5~9月为雨季,降雨量占全年的77.7%,其中7~8月份最多,占全年降雨量的45.9%,占近一半的全年降雨量,本次“7·10”高位山体滑坡的发生时间就是7月份。月降雨量最大592.9mm(1981年8月),单日降雨最大213.4mm(1980年6月29日)。降雨天数极端最多月达30天(1961年10月),全月无雨日仅出现在1963年1月。一次最大连续降水日数为33天(1954年9月8日~10月10日),累计降水量339.3mm。距离三溪村滑坡最近的雨量站位于都江堰市幸福镇幸福村气象台站,该台站记录了7月7日晚8点到10日8时累计雨量为920mm,截至11早8点的累计雨量为1105.9mm,为长时间特大暴雨量级。因笔者未收集到幸福村台站数据,本文以都江堰市气象台站雨量数据进行分析。

2.3 地层岩性

区内地层除缺失奥陶系外,从元古宇到第四系均有出露,总厚度达20000m,分布面积最广的有三叠系、侏罗系、白垩系、古近—新近系、第四系地层。出露的砂砾岩等地层抗风化能力弱,被强烈风化、破碎,形成陡坎或陡崖导致斜坡上岩体的自稳性较差,容易发生滑坡崩塌等灾害。

2.4 地质构造

区内受青藏高原挤压变形和龙门山山前断裂、映秀北川断裂的影响,地质构造复杂,断裂带发育。北东向的茂汶断裂(F1)、映秀-北川断裂(F2)和彭灌断裂(F3)为区域性大断裂,贯穿研究区的中部和西部,长约40km(图1),断裂破碎带及破碎影响带较宽(约30km),断裂壁、断层三角面较发育,常切割较坚硬的岩层而形成陡坎和陡崖,为地质灾害发育提供了基本条件。其中映秀北川断裂在区内断层面向北西倾斜,倾向300°~330°,倾角50°~60°。彭灌断裂在区内长约50km,走向为30°~60°,平均约为45°,断面倾向310°~330°,倾角45°~53°,属压扭性断层。

3 三溪村滑坡特征及运动速度

3.1 滑坡基本特征

通过对2013年10月8日资源一号02C(ZY-1 02C)卫星遥感影像解译和现场野外调查发现(图2),都江堰三溪村滑坡位于三溪村一组自然斜坡的反倾坡地带,在滑坡后缘发生分叉,其中1#滑坡规模较大,滑坡后缘的大字岩顶部砂砾岩经碰撞铲刮后形成碎屑流,摧毁了五显岗通往大字岩沟内和坡面上11处居民点房屋,破坏面积约2.7×105m2,滑坡滑动距离远、滑动速度快、破坏力强、危害严重。2#滑坡位于1#滑坡的南西方向,松散岩体向北西方向滑动,沿沟谷流动约350m。三溪村1#滑坡滑程远、运动速度快、破坏力强,其形成发育机制也更具有典型性。

图1 研究区位置及邻区地质环境图

(F1:茂汶断裂;F2:映秀-北川断裂;F3:彭灌断裂)

图2 三溪村滑坡-碎屑流灾后ZY-102C 遥感影像

三溪村1#滑坡后缘高程1132m,前缘高程755m,高差377m。滑坡体总长度1260m,平均宽约120m,平均堆积厚度10m,估算滑坡体积超过1.5×106m3,平面形态呈“U”形。其位于2008年5·12汶川地震的Ⅷ度区,距离震中映秀不到30km,属于重灾区,受地震影响明显,同时,滑坡区岩性上属于白垩系的砂砾岩地区,风化破碎严重,植被发育,灾害隐蔽性强。

该滑坡最初启动于1132m大字岩平台的松散砂砾岩体,砂砾岩失稳沿北东方向滑动约310m后遇阻,剧烈撞击并铲刮对面小山坡以及沟壁侧壁偏转为向北并转化为碎屑流,沿北西向流动950m后经五显岗到三溪村一组的桥洞处停止,总体运动方向为北东-北-北西向,滑动距离约1260m。三溪村1#滑坡的平面图和剖面图见图3、图4。该滑坡与2010年6月28日发生的贵州关岭滑坡、2009年6月5日发生的重庆武隆鸡尾山滑坡的运动特征较为类似。

图3 三溪村滑坡-碎屑流平面图(Ⅰ-Ⅰ′为剖面线,b,c 和d 处照片见图5)

图4 三溪村1 # 滑坡体剖面图(①②③④⑤为图6 滑坡运动速度估算点位置)

根据1#滑坡-碎屑流的启动、运动及堆积特征,将其分为砂砾岩滑动区、碰撞铲刮区和碎屑流堆积覆盖区三部分(图5a):

滑动区:滑坡滑动区后壁顶部高程为1132m,滑坡前缘剪出口高程为997m,高程差为135m,滑坡后缘平面呈上大下小的“倒葫芦”状,平均宽度约280m,平均长度约290m,后缘壁直立达90°,高差约20m。野外调查发现滑动区的原始地形为上部陡峭、下部较缓的砂砾岩地区,地形坡度约30°。滑动后的滑源区还留有大量的松散岩体和土石混合体,以大块拉裂的砂岩为主,最大的块石长约15m,宽约10m,厚约20m,目前后缘残留堆积体厚度约10m,后缘松散堆积体极不稳定(图5b、5c),在降雨触发作用下,极有可能再次发生滑动。

碰撞铲刮区:滑坡后缘砂砾岩滑动遇阻后碰撞到五里坡沟道侧壁,铲刮五里坡表层残坡积土和树木,在沟道东侧形成长约310m,宽约65m的铲刮区,表层第四系残坡积土层(厚度5~7m)和树木卷入后增加了物源体积,同时撞击后滑体自身发生解体也形成了碎屑流,碎屑流偏转后沿NW向高速流动。

碎屑流堆积覆盖区:碎屑流堆积体厚度10~15m,堆积区长度约640m,堆积区宽度约70m,总体流动方向为NW向,坡度约10°,摧毁掩埋了沟道内的11户民居,物质主要由滑坡体撞击粉碎后的块石、树干、土体等组成,零星可见巨石,最大块径长度约3m(图5d),堆积区前缘(高程755m)到达了三溪村一组的河道桥边。

图5 三溪村1 # 滑坡-碎屑流特征

(照片位置见图3,a.滑动运动分区(Ⅰ.滑动区,Ⅱ.铲刮区,Ⅲ.覆盖区)及运动路径(红色箭头);b.后缘拉裂缝及松散堆积体;c.后缘残留堆积体中的巨大砂岩块体;d.碎屑流体中的巨大块石)

3.2 滑坡-碎屑流运动速度

目前,对于体积为百万乃至千万立方米的滑坡运动速度和滑动距离计算利用Scheidegger提出的公式:

2013年度全国重大地质灾害事件与应急避险典型案例

其中,V为估算点的运动速度,g为重力加速度,H为滑坡后缘顶部到滑程上估算点的垂直高差,L为滑坡后缘到滑程上估算点的水平距离,f为滑坡后缘顶点至滑坡运动到最远点的斜率(也叫等效摩擦系数,f值一般与滑坡体积有关,体积越大,f值就越小,运动性就越强)。根据公式(1)和(2),能够计算出滑坡体到达滑程上任一点的运动速度。

三溪村1#滑坡后缘高程1132m,前缘高程755m,后缘与前缘的垂直高差为377m,后缘到前缘的水平距离为1240m,因此,等效摩擦系数 f为377/1240=0.30。根据滑坡滑动区的典型地貌及滑动特征,根据公式(1)可知,三溪村滑坡在剪出口的启动速度达到24.8m/s,碰撞铲刮到达大字岩北侧沟谷底部的速度为38.6m/s,到沟谷后部第一户房屋的速度为39.7m/s,到沟谷中部农家乐的速度为34.9m/s,到达前缘三溪村一组的速度为9.9m/s(表1),造成了沟道内90%的房屋被毁灭,是一处典型高速滑坡-碎屑流灾害。该滑坡下滑势能很大,经碰撞—铲刮—旋转—粉碎后能量逐渐降低,速度也逐渐变小(图6)。一般条件下,人跑步的速度约5m/s,均低于滑坡-碎屑流的运动速度,在很短时间内将沟道内的11户居民建筑彻底摧毁。发生在2010年6月28日的贵州关岭滑坡到达前缘摧毁房屋时的速度为10.18m/s,与该滑坡到达三溪村一组居民区的速度接近,两个滑坡均造成了重大人员伤亡。

表1 三溪村1#滑坡滑动速度估算表

图6 三溪村1#滑坡-碎屑流运动速度随水平距离图

4 滑坡形成机制研究

4.1 汶川地震影响

2008年5月12日14时28分发生的汶川Ms 8.0级地震诱发了近56000处滑坡,震中最大烈度为Ⅺ度。而研究区处于龙门山断裂带上映秀-北川断裂的下盘,属于2008年“5·12”汶川特大地震的Ⅷ烈度区(图7),受汶川地震影响,三溪村高位山体滑坡区和邻近区发生了大量小型浅表层滑坡,受灾严重。地震后,三溪村后方的大字岩平台上部的山体可能开裂形成震裂山体,2013年7月8-10日的持续特大暴雨形成的坡面地表水,大量汇流渗入震裂山体的贯通性裂缝,形成高水头压力,并在其推动下,坡体突发高位山体滑动,造成五里坡上11户房屋被瞬间掩埋,造成大量人员伤亡和财产损失。

4.2 地形地貌条件

特殊的地形地貌条件是滑坡发生的内因。三溪村滑坡位于一个自然斜坡的缓倾地带,出露基岩主要为砂砾岩,岩体风化破碎严重,但该地区雨量充沛,植被极为茂密,森林覆盖率达99%,曾被认为是地质灾害的低易发区,故三溪村滑坡的发生具有非常强的隐蔽性。现场调查发现,冲沟内堆积有厚层的第四系松散碎屑层,此类物质具有遇水软化、抗剪强度降低的特性。母岩主要为后方山体顶部陡峭的砂砾岩地层,前后落差达377m,地形陡峻,具有孕育大型滑坡的临空面;这种由滑坡转化为碎屑流,且滑动距离达1.26km的复合型成灾模式在该地区历史上从未发生过。

图7 汶川地震触发滑坡、地震烈度及三溪村滑坡所处位置

4.3 极端暴雨事件

都江堰地区处于亚热带季风区,雨量充沛,但2013年的雨量极大,尤其是7月8日晚开始,都江堰中兴镇出现持续强降雨天气过程,根据中国气象局都江堰气象台站的雨量监测数据,2013年7 月7 日8 时后都江堰开始下小雨,当日雨量仅为0.1mm,到8日8时累计雨量也仅为15.2mm,从8日8时后雨量迅速增加,7月9日降雨量达292.1mm,7月10日滑坡发生前的降雨量达230.2mm,8~10日3天的累计降雨量达537.4mm,为极端特大暴雨级别,3 天雨量相当于年平均降雨量的44.1%。在超强累积降雨触发下,大量地表水通过地表裂缝转入坡体形成静水压力,岩土体呈现超饱和状态,导致大字岩平台的砂砾岩层产生高位快速滑动。图8说明了诱发滑坡发生的整个降雨过程和降雨强度,其中累计强降雨量对滑坡发生起了直接触发作用。

图8 都江堰三溪村滑坡发生前后降雨量图

综合分析认为,该滑坡灾害是一次特殊地质和极端暴雨条件下形成的特大型高位山体滑坡,受“5.12”汶川地震影响明显,滑坡发生是地球内外动力耦合作用的结果,地震为其发育提供了基础条件,极端暴雨事件为其直接诱发因素。

5 经验与启示

(1)都江堰三溪村滑坡是一处典型高速滑坡-碎屑流灾害。根据1#滑坡的运动及堆积特征,将其划分了滑动区、碰撞铲刮区和碎屑流堆积覆盖区三部分。

(2)三溪村滑坡受汶川地震、特殊的岩土体性质、地形地貌条件以及极端暴雨事件的共同影响而发生,是地球内外动力耦合作用的结果,地震为其发育提供了基础条件,极端暴雨事件为其直接诱发因素。

(3)建议加强高位山体滑坡的研究,尤其是远程碎屑流地区滑坡的监测。此外,加大地质灾害低易发区的排查和巡查力度,做到“沟到头,坡到顶”。

4、滑坡风险分析实例研究

本文译自Geotechnical and Geological Engineering,2003(21):113~127。

G.L.Sivakumar Babu1M.D.Mukesh1著

赵玉军2译 朱汝烈2校

(1Department of Civil Engineering,Indian Intitute of Science,Bangalore,India;2中国地质调查局水文地质工程地质技术方法研究所,河北保定,071051)

【摘要】在喜马拉雅地区,通过运用随机现场模型,结合斜坡稳定性分析,对由于土体参数易变性引起的滑坡风险不确定性进行研究。在滑坡地区一个典型斜坡的水平方向和垂直方向上,就试验样品数量、承压水位的变化和地震效应等的准确程度的空间差异性影响进行了研究。结果表明土体参数的偏差程度、土体参数的空间分异、试验样品的数量和承压水位的变化对滑坡地区斜坡稳定性的影响尤为显著。结果同时表明,用均匀变化的假说来判断斜坡稳定性是保守的。研究成果是一个有益的成功的范例;同时应指出,地下排水形式的缓解措施能改善滑坡地区斜坡稳定性。

【关键词】滑坡 孔隙压力变化 安全性 斜坡稳定性 空间变化

符号目录

F(v)——累积概率分布

E(v)——分布预期平均值

σ(v)——分布标准偏移

m,δ——分布系数

ρ——自相关函数

α——离散系数

δx,δv,δz——距离偏置

Dh,Dv——水平和垂直相关性距离

P(f)——事故概率

1 前言

在喜马拉雅地区,滑坡已成为导致人们生活和财产大量损失的主要灾害问题。滑坡通常是因存在诸多触发机制而产生的,例如下雨引起斜坡内承压水位的升高,地震、植被类型改变及人类建造活动等。通常情况下,对山区地带的公路沿线和住宅区的斜坡都按传统的安全因素边界条件进行了稳定性评价。同时,考虑到滑坡地区的土体参数的变化无常,所以为了更优良的工程施工,着力进行有关土体参数变化影响的研究,与研究承压水位变化和地震强度同属必需。就斜坡安全性方面而论,这比用传统的安全因素边界条件方式来阐述,显得更较为全面。

本文主要介绍对一个典型滑坡进行的研究。通过使用类似于Vanmarcke(1977)和Calle(1985)公式的一个随机抽样现场模型,对土体参数变化的影响进行研究,并计算事故发生的概率。在喜马拉雅地区国道公路的一个路段斜坡安全性评价中,探讨了水平方向和垂直方向上的空间差异性。研究成果在确定水平方向和垂直方向上土样的最佳采样间距,以及为稳定斜坡目的而设计地下排水缓解措施等方面,都很适用,从而提了高斜坡稳定性。

2 背景资料

对斜坡稳定性的不确定性已做了长期的研究。一些研究者对斜坡稳定性问题提出了各自具有影响的见解。Chowdhury(1984)提出的斜坡概率分析,对评价多种斜坡稳定措施的设计方案很有帮助。Christian等(1992)认为,概率原理应用得是否恰当,取决于对事故相对概率或对设计不确定性影响的鉴别。Mostyn和Li(1993)指出,概率分析为指导斜坡设计者制订方案提供了信息指南。根据 Morgenstern(1997),滑坡问题受不确定性困扰,出现在包括从位置判定、物质参数评价到分析与设计等环节,贯穿于用概率法进行评价的各个阶段。这些研究对解决不确定性影响问题提供了有益见解。

3 可忍受风险标准

在多数情况下,基于f-N比率〔灾害频度(f)和灾害总数(N)〕的年事故概率观点,是按安全性和稳定性极限标准,对斜坡现有的稳定状况进行判定的有用基准。单纯的滑坡定量风险分析包括判断导致不良后果的潜在事故的风险。滑坡事故描述(尤其为了分区目的)应该包括滑坡特征和发生滑坡的概率。一旦了解了具体事故的发生概率,就可对风险进行评估。很多研究者和工程师已拟定了一些有关可忍受风险标准的准则。他们指出,滑坡事故增添的风险与其他各种风险相比起来,并不显著突出,其他那些风险是应当减小至“既低而又合理适用”

原文为As Low As Reasonably Practicable(ALARP)。程度的。

建立可接受标准的一条途径,是考察相关地区诸如工业事故和大坝等所采取的标准。在英国,土地使用计划的风险标准,是基于附近工业区的相关事故年基准f-N比率加以制定的,并建议其年下限和上限分别为每年10-4和10-6。大坝风险评估已有长足发展,并在如美国和加拿大等很多国家使用,中国香港将其引用于评价斜坡。经常推荐那些风险要求尽可能低,但又可行的地区类似的可接受极限,同时可举出财政费用损失的极限。Cruden和Fell在这方面提出了杰出见解。最近,美国陆军工程兵军团(US Army Corps of Engineers)特别推荐了针对事故和水资源的相关安全指数和基础设施项目概率目标(表1)。

表1 堤坝安全性标准指标(美国陆军工程兵军团,1999)

通常,安全性评价是参数和模型不确定性的一个函数。根据事故概率参数的不确定性影响得出易变性影响的概念。由于不能准确地了解事故过程,模型不确定性的影响非常复杂。在本文实例中,对滑坡地区滑动斜坡的背景分析表明,可把其滑动面视为弧形滑动或大直径滑动,因而使用必肖普(Bishop's)法进行分析。

4 地貌学

由于构造运动、褶皱、断层和褶皱基岩地层的原因,沿喜马拉雅地区Sutlej峡谷内、22号国道公路(National Highway NH-22)两旁的斜坡是破碎脆弱的。沿Sutlej河岸上的国道公路受破碎斜坡影响的不稳定路段长约500m,滑坡顶部高出河岸约200m。斜坡表面坡度在35°到50°范围内变化。该地区经常发生滑坡事故,Jagannatha Rao等人详细描述过滑坡地区的地质详图和地质岩土特性(1998)。作为地质岩土野外勘察项目的一部分,提前钻了4个深度6~23m的钻孔。图1所示为该地区斜坡的土体层次。在斜坡的坡顶和坡脚分别钻了一个钻孔。在滑坡地区的中间位置进一步钻进了两个钻孔。然而,笨重的钻机需占用较大的空间,且在易碎斜坡上安装钻机非常困难。崎岖斜坡陡峭的地形也阻碍了在这类地区钻孔的可能。滑坡区的土体由挟有破碎岩块的粉砂质砂组成。直剪试验得到的剪切系数显示,其内内摩擦角范围为300~470,粘聚力为0~100kPa。鉴于滑坡频繁发生和维持滑坡稳定的重要性,必须在滑坡区使用安全性和风险观念进行评价,进而建立准则。以下内容主要介绍滑坡区现场模型的应用,并对所获成果进行了讨论。

图1 Powori滑坡地带横断面图

5 随机现场模型

早期背景资料表明,对包括随机无序样品的不确定性,通常使用随机现场模型进行评价。在稳定性分析时所输入参数的不确定性,对事故发生概率分析的影响很大。安全系数低于1.00的斜坡,发生滑坡的概率属潜在事故概率。结合必肖普法,使用“先正常状态、然后瞬间”

原文:First Order Second Moment(FOSM)。的法则对事故概率进行评估。粘聚力和内内摩擦角的概率分布采用对数形式表示。

地质灾害调查与监测技术方法论文集

地质灾害调查与监测技术方法论文集

式中:m和δ为分布系数;F(v)是作为随机变化v预期平均值和标准偏差E(v)和σ(v)的累积概率分布。已有文献证实了剪切强度参数使用对数分布的有效性。早期的概率分析表明,单位重量的变化不太重要,故无需考虑单位重量的变化。自相关函数ρ(δx,δy,δz)系作为距离偏置函数的任意两点间的相互关系,可写为:

地质灾害调查与监测技术方法论文集

式中:Dh和D。为自相关系数,它们与高差起伏比例有关。δx、δy、δz分别为在x、y、z方向任意两点间的空间距离。参数a是垂直变量(相对于沿铅垂线的平均值的波动变化)与整体变量(相对于整个覆盖堆积物的平均值的变量)之比值。令a=1,自相关函数呈现出文献中经常推荐的传统高斯(Gaussian)形态。概率分布和自相关函数确定了随机模型的彻底完善。参数分析旨在研究垂直和水平相关距离、粘聚力和内摩擦角系数变化、承压水位的变化和地震活跃系数变化等对相关事故概率的影响。对参数进行分析可以导出在倾角为47°的斜坡上临界剖面的标准计算值(F=1.06)。表2所示为研究中使用的变量和相关值的变化范围。从直接剪切试验得出强度参数值,用于分析的材料的平均参数:粘聚力为50kPa,内摩擦角为35°,单位重量为18kN/m3。(Calle,1985)在文献中曾提到,在其他地区使用这一模型也很适宜。

表2 参数研究中使用的变量及其数值变动范围

6 结果和讨论

本项研究的主要目的是滑坡地区土体斜坡有关特性的影响,并指出其定量化的重要性。只有对滑坡地区进行详细的勘察,才能获得准确的易变性评估。在现有分析中使用了粘聚力和内摩擦角变化率(C.O.V)、空间相关距离和承压水位变化,主要是为了在滑坡区尽可能地控制破坏范围。

6.1 试验样品数量(N)的影响

所有试验样品都影响概率分析的结果。大量的试验可增强分析中所使用的强度参数输入值的置信度水平。然而,大量试验也将导致土样的过量采集。所以,在对场地进行勘察之前,预先确定试验样品的数量是很重要的。这在对相似项目进行稳定性分析并建立准则方面也很有用。在该滑坡地区共进行了25次试验,主要意图是检查参数对事故概率的影响。图2(a)所示为试验样品的数量对事故概率的影响。从图2(a)可看出,试验样品对事故概率的影响很显著。图2(b)所示为与样品数量相关联的粘聚力和内摩擦角系数变化因素对事故概率的影响。当粘聚力和内内摩擦角变化率范围为0.1到0.3时,影响最显著。

图2

(a)实验样品数量对事故概率的影响

(b)与实验样品数量相联系的粘聚力及内摩擦角系数变量对事故概率的影响

6.2 空间非均质性

土体的不同内在性质特性引起土体参数在水平和垂直方向上发生变化。若按传统的稳定性计算,则不可能确定土体参数的空间变异。然而,通过对该场地进行详细的勘察,在概率采样网范围内对斜坡稳定性进行分析,可以更好地记录和融合土体参数变化情况。用空间相关间距和变异函数来表示既定土体剖面的非均质性界限是适宜的。判定空间相关间距,要求对场地进行全面、详细的勘测和试验,这对每个项目而言并不一定适宜。根据以往的研究可确定这些参数的分布,并指导样品的采集。土体特性的相关间距,对土体变化来说是一个有用的描述符值。它表明,如果土体采样的距离低于相关间距,可很好地获得真实的土体特性变化情况。所以,空间相关间距对现场勘察很有帮助。也可以把它作为土体内在变化的一种定量参数,用于土体斜坡风险的分析。所以,为了揭示空间相关间距对稳定性分析的敏感性,应使水平和垂直相关间距都在额定值范围内变动。

6.3 水平相关间距(Dh)的影响

水平相关间距相当于在水平方向上土体性质达到稳定时的最小距离。本研究中,水平相关间距的变化范围为10~200m,同时使其他所有参数保持为恒量。图3(a)所示为水平相关间距在粘聚力和内摩擦角变化率不同时对事故概率的影响。从图3(a)可看出,若增大水平相关间距,可能稍微降低事故概率,尤其在变化率低的时候更为显著。图3(b)更清楚地表明了,在变化率数值微小的变动范围内(0.1~0.3),事故概率增大的情形,直到水平相关间距为50m时,事故概率才会降低,并随后保持恒量。这表明在上述或相似情况下,将采样间距定为50m是最适宜的。

图3

(a)水平相关间距对事故概率的影响

(b)与水平相关间距相联系的粘聚力及内摩擦角系数变量对事故概率的影响

6.4 垂直相关间距(Dv)的影响

垂直相关间距的变化范围是0.1~10m,为研究垂直相关间距对事故概率的影响,设令其余参数均为常量。图4(a)为垂直相关间距在粘聚力和内摩擦角变化率不同时,对事故概率的影响。从图4(a)可明显地看出,在0.1~5m很短的间距范围内,事故概率随垂直相关间距的增加而增大。然而,当垂直相关间距的变化率很大时,对事故概率的影响并不太明显。图4(b)也证实,仅当粘聚力和内摩擦角变化率达到30%时,对事故概率的影响才显著。得出的结论是,垂直相关间距应为5m或低于设计值。同时,在取样困难的岩层内,相邻孔段很难采集样品,且很费钱。本成果建议,相邻孔段的更多信息对垂直剖面是有用的,能更明确地说明事故概率。和水平相关距离不同,垂直相关距离对事故概率的影响非常大。结果表明,该场地采用5m为相

图4

(a)垂直相关间距对事故概率的影响

(b)与垂直相关间距相联系的粘聚力及内摩擦角系数变量对事故概率的影响

关距离最为适宜。然而在另外一些地区,参数的变化通常须视具体场地而定。这一结果进一步证实了在水平和垂直方向上,与土体参数变化相关的资料数据的重要性。

6.5 空间非均质性中的各向异性影响

在一些研究中,通过用均质性假说(此处 Dh=Dv)来确定空间非均质性的影响。当 Dh=Dv,并且无限扩大时,可假定强度参数在空间范围完全相关。然而,这种假定与非均质性并不一致。仅仅当水平和垂直方向所有信息对非均质特性都适合时,才能简单地阐述水平和垂直相关距离的相对影响。在表3中总结了此方面的研究。结果表明,空间均质性变化假说过度评估了事故概率,所以是保守的,尤其当变化系数很小时。很明显,可对分析中使用的强度参数在水平和垂直方向的变化情况进行单独研究,通过对土体的非均质性描述来进行稳定性评价。

表3 各向同性和空间各向异性变化对事故概率的影响

上述内容清楚表明,在土体斜坡风险分析中,与描述试验数量和钻孔水平和垂直距离一样,研究土体强度特性的空间变化是很重要的。

6.6 孔隙压力的影响

通常根据渗透性评估来研究孔隙压力。很多研究者已经认识到了有关孔隙水压力的不确定性以及孔隙水压力与斜坡稳定性关系的重要性。有人通过规定平均孔隙压力和孔隙压力比变化率,来研究孔隙水压力的不确定性影响。在现有研究中,通过测定水压坡降线的标准偏移来研究孔隙压力的影响。假定其孔隙压力一般按照承压水位的预期平均值分布。图5所示为关于水压坡降线标准偏移的事故概率变化。滑坡剖面坡角约近似为47°,因此对坡角为25°、30°和35°的三个水压坡降线,和1~10m的标准偏移进行研究。对25°的水压坡降线进行观察发现,事故概率在标准偏移超过6m时的增加很大。然而,对30°和350的水压坡降线进行监测发现,孔隙压力的影响超过了所有水压坡降线的范围。很明显,水压坡降线中很小的增加值,都将增大事故发生的概率。成果强调了在斜坡研究中对孔隙压力变化进行适当观察的必要性;同时指出,研究水压坡降线的角度和水压坡降线的标准偏移,对斜坡进行安全性评估是有可能的。

6.7 地震系数的影响

在该地区经常发生不同等级的地震,造成额外的损失。图6所示为地震系数对事故概率的影响。通过水平地震相关系数的变化(0.05~0.25)来研究地震对滑坡事故概率的影响。例如,在变化系数为10%的情况下,事故概率的增加很大。当地震系数从0.05增加到0.25时,事故概率从8.4×10-23增加到0.3。结果表明当发生了相关系数为0.2的地震时,在滑坡区可能发生斜坡事故。

7 结束语

本报告力图对一个典型滑坡区的不稳定性风险进行评估。结果表明,概率分析对判定土体天然变化性、斜坡性质和评价不稳定性是一种有力工具。进一步研究表明,确定所需试验样品数量、水平和垂直采样距离和滑坡触发因素(如孔隙压力变化和地震力),对滑坡稳定性评价也很有帮助。滑坡稳定性评估也可用于帮助设计缓解措施。

图5 孔隙压力变量对事故概率的影响

图6 水平地震系数对事故概率的影响

对滑坡区稳定性评估的研究提出以下几点建议:

(1)若有更多的采样点条件及其在水平和垂直方向位置的数据,可为安全性评估提供更适宜的根据。

(2)成果清楚的表明,空间变化对事故概率的影响极为显著,而均质性变化的假设是守旧的。垂直相关距离比水平相关距离的影响更显著。

(3)需要清楚地确定承压水位,分析渗入点和降雨入渗,与相应标准偏移一起恰当地确定水压坡降线。

(4)当地震等级与最大水平相关系数为0.2或更大、且相一致时,容易发生滑坡事故。

5、近年来重大泥石流山体滑坡之类自然灾害

1,1998年5月6日意大利南部那不勒斯等地遭遇建国以来非常罕见泥石流灾难,造成100多人死亡,2000多人无家可归。

2,2005年雅加达西南部一个村庄遭遇泥石流袭击,造成至少140人死亡。

3,2005年6月3日美国加利福尼亚州洛杉矶东南拉古纳海滩当地时间1日早晨5时左右发生泥石流,6幢价值数百万美元的豪宅和一段街道被冲下山,另有两人受轻伤。

4,2006年2月17日上午,一场历史罕见的泥石流突然无情地吞噬了菲律宾南莱特省圣伯纳德镇的村庄,将包括200多名小学生在内的几千人活埋在了泥浆之下。法新社称,此次泥石流是世界过去10年来造成的死亡人数最高的一次。

5,2008年9月24日开始持续不断的降雨使北川县城附近多处山体产生滑坡和泥石流,正在筹建的北川“地震博物馆”老县城一半以上被泥石流掩埋。如果这种状况继续下去,地震遗址很可能“瞬间消失”。

6,2008年9月10日山西临汾新塔矿业有限公司发生泥石流,造成128人遇难。

7, 2008年11月5日云南滑坡泥石流灾害已造成40人死亡43人失踪,电力、交通、水利、通信等基础设施不同程度受损,因灾直接经济损失5.92亿元。

6、典型滑坡

一、东馨家园滑坡(BT3067)

(一)概述

东馨家园滑坡位于桥沟镇东十里铺村延河河谷北坡,东临延安市糖厂,西到东十里铺村。地处东经109°31′38″~109°31′48″,北纬36°37′41″~36°37′51″。滑坡右翼紧邻已竣工的经济适用小区——东馨家园,滑体前缘下部为包-南线(原210国道),东与延安机场相接。

(二)滑坡基本特征

1.滑坡周界及形态特征

东馨家园滑坡周界在平面上呈簸箕状,滑体上窄下宽,上下薄,中间厚且突出,两侧稍低,整体倾向南东。滑坡两侧以冲沟为界,南北长340m,东西长300m,面积10×104m2,体积250×104m3,总体地势北高南低。滑体在剖面上为凹形,表面呈阶形;上陡下缓,整体坡度15°。滑坡后壁呈圈椅状,高达50m。滑壁倾向南东,倾角60°,崩塌现象时有发生。滑体中下部为人工改造的四级平台,各台面平整,台面高差6~10m,第四级平台台面高程约998.45m。滑坡前缘高程949.50m,高差50m,滑坡顶部距滑坡前缘高差100m(图5-1)。

2.滑体物质结构特征

滑体物质结构为滑坡堆积层和基岩。表层滑坡堆积层主要由黄土经崩塌、滑移形成的碎裂状、块裂状土体组成,滑体垂直节理、卸荷裂隙发育;基岩以三叠纪黄绿色砂泥岩、灰黑色炭质泥岩或砂泥岩互层为主,伏于黄土之下,在滑坡范围内未出露。经探井揭露,Qp3、Qp2及古土壤混杂,并可观察到滑带土。不同部位滑带土的物质组成有所不同:在滑体前部,岩性为碎石土,为基岩在风化、上覆土体巨大推力作用下形成的,可见镜面、擦痕;滑体后部滑带位于黄土中,为粉质粘土。滑带土坚硬致密,呈褐红色,表面光滑,擦痕清晰。由于滑体后缘拉张裂缝的发育,雨水入渗,致使滑体内部地下水集聚,在开挖过程中可见有少量地下水溢出。滑体下伏基岩呈层状构造,产状310°∠2°,层序正常,与原状Qp2黄土共同构成滑床。滑体及中后部滑床中更新世黄土物理力学性质(表5-1)与滑坡的形成和稳定性关系密切。

(三)滑坡形成的机理分析

根据滑坡区地质结构和水文地质特征分析,滑坡形成与延河侧向侵蚀作用有关。前部滑床位于延河二级阶地基座台面,滑坡的发生不会早于二级阶地时代;前缘位置已是其下滑之极限,滑坡未超出二级阶地前缘,滑坡发生不应晚于二级阶地时期。综合推断认为,该滑坡发生于二级阶地的形成时期,即该滑坡为Qp3时期老滑坡。在二级阶地时期,滑坡段为延河侵蚀岸(凹岸),坡脚在河水不断侵蚀下,高耸的黄土斜坡在重力作用下向河谷方向变形,产生位移,坡脚应力集中急剧增加;加之降水在地表汇集,沿垂直节理面入渗,不仅增大了坡体的重力,而且在黄土-基岩接触面上形成饱和层,致使上覆土体强度降低,并不断软化形成坡体内部的软弱带。软弱带与坡体应力集中区贯通,坡体整体失稳。在重力作用下沿其滑动,并在坡脚处剪出形成滑坡,致使河水南移,形成目前的凸岸现状。

图5-1 东馨家园滑坡平面、剖面图

1—晚更新世黄土;2—中更新世黄土;3—古土壤;4—滑床及滑向;5—粉质粘土(滑坡堆积);6—中侏罗世泥岩;7—中侏罗世砂岩

表5-1 滑体土物理力学指标

(四)滑坡稳定性分析

滑坡形成时期较早,势能降低较大,地下水排泄通畅,目前无失稳变形迹象。纵剖面反映出滑坡主滑段短,阻滑段长的特点,说明滑坡目前整体稳定性良好。通过稳定性分析验算,老滑坡在天然状态下整体稳定系数为1.7,在饱和状态下整体稳定系数为1.58,目前整体处于稳定,与前面的定性分析结论一致。

目前在前缘人为开挖对滑坡稳定性极为不利,但尚未影响到滑坡整体稳定。在滑体中后部取土修整,对滑坡整体稳定性是有利的。人工开挖使老滑体后部坡体变陡,增加了坡体产生失稳的临空条件,垂直节理很发育。经对滑坡体后部坡体稳定性进行计算,表明其处于基本稳定状态,但在雨季或暴雨期间可能引起局部失稳,产生崩塌、滑塌。

二、虎头峁滑坡(BT2121)

(一)概述

虎头峁滑坡属老滑坡复活。滑坡位于延安火车站南2km,南川河左岸,卧虎山东侧黄土斜坡地带。坡体近南北走向,地形起伏大。滑体位于黄土梁与阶地之间的斜坡地带,地面标高1010~1150m,相对高差140m。在其东侧一级阶地上拟建经济适用房小区(王家沟区),由于滑坡目前后缘发育有大量张裂缝和沉陷坑,雨季滑坡后壁有变形现象,2006年8~9月该滑坡中后部局部发生小型滑塌,有复活迹象,故建房计划尚未实施。

(二)滑坡基本特征

1.滑坡周界及形态特征

虎头峁滑坡在平面上呈近似“簸箕状”,两侧以冲沟为界,后陡前缓,周缘可明显看到错动带。滑坡周界范围清晰,滑体平均坡度20°,在剖面形态上呈凹形,表面呈阶形。滑体纵向长280m,横向宽260m,面积7×104m2,体积105×104m3。

滑坡后缘为圈椅状陡壁,高20~50m,坡角50°~75°,后壁中部局部发生新崩塌;下部可见滑塌堆积物。滑体中部为台阶状,台面平坦。滑坡前缘存在陡坡,以下地形平缓。滑体中部沿坡体地形发育一条纵向冲沟,前缓后陡,将滑体分割成南北两部分。据钻孔资料,滑坡滑面呈后陡前缓坐椅状,北滑体平均厚度12m,南滑体平均厚度26m。

2.滑坡物质结构特征

滑坡结构自上而下划分为滑体、滑带和滑床三部分。滑体物质成分主要是Qp2及Qp3黄土,黄褐-褐色,软塑-硬塑,含少量钙质结核,土体挤压破碎现象明显;土中夹有错动古土壤层,硬塑,含较多钙质结核。土体物理力学性质见表5-2。

滑带分为上下两部分,物质成分不同。上部为0.5~1.5cm厚的黄土状土,黄褐色,软塑,含水量增大,结构紊乱,土体物理力学性质见表5-3;下部为0.5~1.0m厚泥质砾石层和强风化泥岩,砾石层粒径0.5~20cm,砂土充填,磨圆度较好;泥岩灰绿—灰黄色,厚度10~30cm,被上覆滑体错动挤压成泥状。滑床由两部分组成,即Qp2黄土和下伏侏罗纪灰绿—灰黄色页岩、砂岩组成。滑体前部沿侏罗纪页岩、砂岩顶面滑动,构成滑坡前部滑床;滑体中后部切割Qp2黄土形成滑面并沿其滑动,形成滑坡后部滑床,滑床土体物理力学性质见表5-4。

表5-2 滑体土物理力学性质指标统计表

表5-3 滑带土物理力学性质指标统计表

表5-4 滑床土物理力学性质指标统计表

3.滑坡变形特征

滑坡后缘为一陡壁,滑动迹象明显,下方为滑体下滑拉裂形成的后缘谷底,可见土体明显下错迹象。北坡体后缘土体下滑形成拉张裂缝带,总体走向NW340°,宽度10~40cm,延伸长度10~45m,两侧落距10~20cm;坡体中部表层土体疏松,陡坎侧壁土体结构破坏,垂直裂缝明显;前缘坡脚由于坡体变形,民房墙体出现裂缝。南坡体后缘也发育有走向NW320°、宽约40cm的拉张裂缝带,裂缝带延伸长度50m,两侧落距10~30cm;中部后缘处土体下凹,东西两侧有两条近平行裂缝,走向NW320°,宽度20~100cm,长度35m,两侧落距30~150cm,周围土体发生错动。坡体前缘陡坡处可见走向SE120°的拉张裂缝,宽度10~30cm,长度10~35cm,为坡体向侧向沟谷滑动形成。坡脚处可见滑塌破碎岩体。

(三)滑坡形成机理

滑坡的形成机理受多个因素决定。在地形上,受区域地壳上升、河流下切及侧蚀影响,坡体前部形成较大临空面,直立性良好,斜坡呈现出坡度较大的陡峭斜坡。该区降水集中在7~8月份,常出现暴雨。雨水入渗不仅增大坡体静水压力,且软化土体,大大降低土体抗剪强度,诱发滑坡产生。在地层岩性上,坡体上部为Qp2和Qp3黄土,下伏侏罗纪泥质页岩及砂岩,产状近水平。黄土垂直节理发育,为雨水入渗提供了良好通道;雨水沿黄土垂直节理入渗,并在下伏基岩接触面处汇聚。上覆黄土受雨水浸泡,抗剪强度降低,不断软化并形成坡体软弱带。坡体沿其向下滑动变形,坡体前部受到南川河的侧蚀作用,前缘形成较大临空面,导致坡脚应力急剧集中。当坡体软弱带构成的滑动面全面贯通时,坡体整体失稳,形成滑坡。人类工程活动包括开挖坡脚、基坑以及开挖坡体修筑道路等,改变了坡体应力状态,降低了坡体稳定性。

(四)滑坡稳定性分析

滑坡发生在1997年7月份一场暴雨之后。据现场勘查资料,滑坡滑体拉张裂缝、裂缝之间的块体有明显下错现象,滑坡后壁后缘近期出现多处滑塌现象。滑坡侧缘可见土体被推移、拉裂,前缘土体有被推出并顺坡滑落现象。坡体上出现多处拉张裂缝及错动裂缝,后壁时有崩-滑塌现象发生(图5-2)。坡体目前处于活动阶段,坡体稳定性较差。经稳定性定量计算,与前面定性分析结果一致,滑坡整体稳定性系数较小(1.03~1.04)。滑坡规模较大,前缘具有滑动临空面,滑体上裂缝密集,宽度、长度和深度都较大。降雨尤其是大暴雨容易沿裂隙入渗,发生再次滑坡的可能性很大。遇连阴雨或大暴雨可能会引发滑坡转化为泥石流灾害,影响拟建的王家沟小区安全。

图5-2 虎头峁滑坡工程地质剖面图

1—晚更新世黄土;2—中更新世黄土;3—古土壤;4—粉质粘土(滑坡堆积);5—中侏罗世砂岩;6—滑面及滑向

三、赵家岸滑坡(BT3021)

(一)概述

滑坡位于河庄坪镇赵家岸村,属黄土-基岩接触面老滑坡复活。滑坡东侧为延河和延-塞公路,赵家岸村居民居住在滑坡体上。滑坡顶部标高1100m,坡脚标高988m,相对高差112m。滑体南北宽350m,东西长200m,面积3.5×104m2,体积175×104m3。坡体前部由于人工开挖建房而变得较为破碎。为解决延安市供水,2003年春季在滑坡所在坡体后侧修建了红庄水库。由于水库蓄水,导致地下水位抬升,滑体上出现渗水现象,居民住房变形、墙体开裂,甚至塌落。

(二)滑坡基本特征

1.滑坡周界与滑体特征

滑坡在平面上近似半圆形,后缘可看到明显的因滑体下错形成的陡壁。滑坡两侧以冲沟为界,前部位于延河一级阶地上,可见散布卵石,滑坡周界十分明显。滑体剖面为凹形(图5-3),坡向105°,整体坡度30°。滑体中后部陡峭,前部因人工开挖、修建地基平台而变缓。滑体土因滑动而受强烈扰动,节理发育,产状100°∠60°,270°∠70°,将滑体分割成不同形状、不同大小的块体。

2.滑坡物质结构特征

滑坡物质结构由滑坡堆积土、黄土以及下伏侏罗系中统延安组砂泥页岩互层组成。滑坡堆积土主要由Qp3和Qp2黄土滑动后的混杂堆积物组成,结构破碎、疏松。受滑动作用形成的节理,将滑坡堆积土分割成不同形状、不同大小的块体,可见散乱堆积的钙质结核。结核颜色不一,灰黄-黄褐-红褐色混杂,呈潮湿-饱和状态,可塑-软塑;滑体上部土体稍湿-潮湿,可塑-硬塑。滑坡前部,滑床为基岩,属侏罗系中统延安组砂泥岩互层。砂岩呈灰白—灰黄色,泥岩呈灰绿色,出露地表的基岩表面受风化作用较为破碎。滑坡中后部,滑床为Qp2黄土,滑床内可见数层古土壤,红褐色,硬塑,并可见钙质结核层。赵家岸滑坡目前处于蠕动变形阶段,稳定性较差。滑坡标高988~1100m,居民居住主要集中在1000~1020m处。在滑坡后部的水库于2003年春季修建,2004年秋季完工并开始蓄水,导致地下水位上升。2004年秋冬季节引起老滑坡体上的村民房屋(标高约1000m)地基、墙体渗水,导致地基沉降、墙体开裂、变形,窑洞顶部掉块、后掌面塌落,窑洞无法居住,造成村民新建房屋和职业技术学校房屋废弃。

图5-3 赵家岸滑坡及红庄水库剖面图

1—晚更新世黄土;2—中更新世黄土;3—古土壤;4—粉质粘土(滑坡堆积);5—砂卵砾石;6—中侏罗世砂岩;7—中侏罗世泥岩;8—滑动画及滑向;9—水位线;10—泉

3.滑坡变形特征

2005年由于连续降雨,库水位上升达到1018m,滑坡右翼同时出现地基渗水。为减少库水位对滑坡居民房屋的影响,降低了水库水位,地基渗水情况得到初步缓解。目前,在滑坡右翼基岩出露点,可见地下水渗出。经调查,滑体上居民房屋已产生鼓胀变形和开裂,居民院内水井周壁塌落,出现渗冒混水迹象。滑体目前处于蠕动变形阶段。

(三)滑坡失稳机理

赵家岸滑坡是一处黄土-基岩接触面老滑坡,原处于延河侵蚀岸。受河水侧蚀作用,形成较大临空面及导致坡脚应力集中,加之雨水入渗侵蚀、软化,在黄土-基岩接触面形成贯通的坡体软弱带,导致坡体失稳,产生滑坡。目前老滑坡处于蠕动变形阶段,在一定条件下可能失稳。其失稳机制由以下几方面决定:

坡体后部水库对坡体稳定性影响很大。水库位于滑坡后侧,坝高1025m,蓄水位高于或与赵家岸村居民点标高相当。坡体下伏基岩为侏罗系延安组砂泥岩互层,泥岩风化剥蚀强烈,砂岩沉积层面间形成大孔隙,节理裂隙发育。节理密度2条/m,产状300°∠75°和130°∠85°。水库蓄水后,水流沿着砂岩节理、裂隙及砂岩结构面间孔隙入渗,一部分水流通过地下径流到达老滑坡滑面并沿其流动,在滑坡前部居民点渗出;另一部分沿基岩节理、裂隙及结构面出露地表。坡体内部地下水径流增加,导致坡体内地下水位上升,增大坡体静水压力及动水压力,对坡体有一定侵蚀作用,降低了土体抗剪强度。更为严重的是,库水位升降对坡体稳定性破坏很大,水位升降变化,导致坡体应力不断进行调整,坡体随之产生变形。土体是不能承受拉力作用的,坡体的平衡状态被打破,导致局部应力集中。在这种不断的“疲劳效应”作用下,坡体很容易失稳产生破坏。滑体节理发育,透水性较强。遇到雨季,雨水会沿着节理面入渗,节理面上覆土体在雨水浸泡、软化作用下沿节理面产生滑塌。

滑体整体坡度较陡,而滑体前部由于人工斩坡、开挖建房,使得坡体后部相对更为陡峭。坡体下滑力集中在滑体前部,坡体缺少抗滑力,加之老滑面受水的侵蚀润滑作用,在雨季或暴雨天气滑体容易失稳、老滑坡再度复活。

(四)滑坡稳定性分析

滑坡整体坡度较陡,节理发育,坡体极易沿其产生崩滑;水库的修建造成居民房屋出现变形、开裂、塌落和地基沉降等现象,使得坡体内地下水位上升,静水压力及动水压力增加;地下水对老滑面的侵润、软化,使坡体稳定性大为降低;房屋前部产生鼓胀变形,居民院内水井周壁鼓胀塌落、渗冒混水,均表明坡体处于蠕动变形阶段。人工斩坡、开挖使坡体前部应力更加集中。分析认为,赵家岸滑坡目前处于蠕动变形阶段,并有局部或整体复活的可能,对赵家岸村66口居民及村内小学构成直接威胁,受威胁资产约50万元。

四、河庄水库滑坡(BT1044)

(一)概述

滑坡是一处沿Qp3和Qp2黄土之间古土壤面滑动的黄土层内老滑坡。滑坡位于延安市宝塔区柳林镇河庄水库东岸坝肩。2001年修建河庄水库,开挖坡脚取土,修筑堤坝,以及工程施工放炮振动,引发滑体再次产生两处崩滑。一处位于滑体前缘,高差15m;另一处位于滑体北侧,高差30m。滑坡坡顶标高1265m,坡脚标高1200m,相对高差65m。滑体垂直节理发育,前部滑体破碎,有较大临空面,且古土壤层面基本完整,对滑体前方水库及下游居民构成直接威胁。

(二)滑坡基本特征

1.滑坡周界及滑体特征

滑坡在平面上呈近似半圆形,周界明显,后缘由于滑体下错形成陡壁。两侧以冲沟为界,滑体前部至库岸外缘。整个滑体东西长70m,南北宽30m,面积1000m2,体积0.84×104m3。

滑体在剖面形态上中后部呈凹形,前部为陡坎,呈直线形。滑体后部、前部陡峻,中部稍缓,坡度45°。滑体上植被良好,树木灌丛茂盛。滑体北翼产生过崩滑,在平面上,后部呈高顶帽形,中前部呈长方形。滑体前部发生崩塌,形成高差15m的陡坎,从陡坎断面上可清晰观察到红褐色古土壤层面,其下部可见崩塌体,其上植被发育。整个滑体坡度陡,前部土体破碎,崩塌所形成的较大临空面均为滑体复活的潜在不稳定因素。

2.滑坡物质结构特征

滑坡物质结构分为三部分:崩滑堆积土、滑带土(古土壤层)、滑床Qp2黄土。滑坡堆积土主要是Qp3黄土,散乱,灰黄—浅黄色,疏松可塑,垂直节理发育。滑体前部多次产生崩滑,土体破碎松软。滑带土为古土壤,红褐色,坚硬致密,硬塑,有错动痕迹,呈不规则状碎块。下伏Qp2黄土为滑床,黄褐色,致密,硬塑。层内可观察到30cm厚钙板层,近水平状,层序正常,未受扰动,仅在滑体前部由于崩滑使得Qp2黄土部分产生塌落。坡脚处堆积的钙质结核,正是由于滑体前部崩塌,使得Qp2黄土内钙质结核滚落形成(图5-4)。

图5-4 河庄水库滑坡地质剖面图

1—晚更新世黄土;2—中更新世黄土;3—古土壤;4—粉质粘土(滑坡堆积);5—滑动面及滑向

(三)滑坡形成机理

滑坡是在水库修建之前形成的沿古土壤层面滑动的老滑坡,位于冲沟的侵蚀岸(凹岸)。在河流侧蚀作用下,坡体前部形成较大临空面,坡脚处应力集中,在卸荷作用下,坡体沿临空面方向产生变形位移。坡体垂直节理发育,雨水沿节理面入渗,古土壤层作为一个相对隔水层面,形成上层滞水,上覆Qp3黄土饱和软化,抗剪强度降低,在此界面上形成软弱带。坡体在自重作用下沿其产生滑动,形成剪切破坏。当滑动面全面贯通时,坡体整体产生滑动而形成滑坡。

(四)滑坡稳定性分析

滑坡目前稳定性较差,可能复活。滑体坡度45°,土质疏松,垂直节理发育,利于雨水入渗;古土壤层面(滑动面)基本完整,构成潜在滑动面;滑体前部因崩塌土体破碎,形成较大临空面,坡脚应力集中;水库水位上升,坡脚受水侵蚀软化。故坡体在雨季或暴雨期,很有可能失稳复活,对水库造成直接威胁。

五、桥儿沟镇烟洞沟滑坡(BT2117)

(一)概述

滑坡为黄土-红粘土接触面老滑坡,位于桥儿沟镇烟洞沟村。由于人工改造,滑体大部已被开挖清除,中-前部地形平缓,后壁斩坡建窑,形成后陡前缓地形。滑坡坡顶标高1145m,坡脚标高1100m,相对高差45m。红粘土在前部被滑体覆盖,未见出露;中部人工开挖修建地基,揭露红粘土。

(二)滑坡基本特征

1.滑坡周界及滑体特征

滑坡在平面上为近似半椭圆形,北侧邻近一大型滑坡,南侧以冲沟为界。后壁高15m,滑体前缘至支沟为界,滑坡周界明显。滑坡东西长150m,南北宽200m,面积3×104m2,体积9×104m3,坡向280°,整个坡体呈后陡前缓地形。

滑体剖面形态整体呈凹形,局部呈阶梯形(图5-5)。原坡体36°,凸形,滑动之后,坡度变缓为20°。由于人工开挖、修建平台、建房建窑,滑体大部被清除,形成三级平台,地形比较平缓。在二级平台内侧开挖断面上,可见红粘土,上覆黄土与红粘土界线十分明显。

图5-5 烟洞沟滑坡剖面示意图

1—晚更新世黄土;2—中更新世黄土;3—新近纪红粘土;4—滑移面及滑向;5—粉质粘土(滑坡堆积)

2.滑坡物质结构特征

滑坡物质结构分三部分:滑坡堆积土、Qp2黄土和红粘土。滑坡堆积土主要由Qp3和Qp2黄土组成,土体松散,灰黄—黄褐色混杂,可塑-硬塑,节理发育,产状265°∠66°。滑动面切穿Qp3和Qp2黄土,前部沿红粘土顶面剪出,滑床由中前部红粘土和后部Qp2黄土构成。Qp2黄土致密坚硬,黄褐色;红粘土红褐色,致密硬塑,可见固结后的碎块状颗粒。组成滑床的红粘土和黄土,在浸水条件下迅速软化,强度大幅度降低。

3.滑坡变形特征

滑坡由于人工开挖、修建平台、建房和建窑等人为改造,滑体大部已被清除,古滑坡整体处于稳定状态。在滑坡后壁,人工斩坡建窑,坡体陡峻,坡度65°,高差15m,垂直节理、卸荷裂隙发育。后壁上部冲沟十分发育,雨季或暴雨天气,雨水沿冲沟汇聚并冲蚀下部窑洞坡面,沿节理、裂隙入渗,下部窑洞窑面剥蚀掉土,窑顶渗水、裂缝和掉土。部分窑洞因崩塌废弃,曾发生过崩塌塌窑事件。目前滑坡后壁稳定性较差,在连阴雨或暴雨时,有再次失稳的可能。

(三)滑坡形成机理及失稳机制

烟洞沟滑坡是一处黄土-红粘土接触面滑坡,沿冲沟右岸发育。原始坡度较大,坡体常受河水侧蚀,重心外倾;黄土垂直节理、裂隙发育,为雨水入渗提供了通道条件。下伏红粘土,与上覆黄土透水性的差异,形成一个相对隔水层面。雨水沿裂隙下渗,形成潜水浸润面,软化黄土和红粘土,强度逐渐降低。坡体内部软弱带逐渐形成,产生滑动并形成滑坡。

(四)滑坡稳定性分析

滑体由于人工建房、建窑大部分被开挖清除,修整为三级平台,大大削减了滑体荷载,增加了坡体稳定性与安全性,滑坡整体上处于稳定状态。但滑坡后壁节理、裂隙发育,坡体在雨季不断受到沿冲沟汇聚雨水的冲蚀,人工斩坡也使得坡度过大,崩塌、塌窑事件曾发生多次,局部处于不稳定状态。滑坡后壁稳定性较差,建议采取地表排水、削坡等治理措施。

六、杨崖村滑坡(BT2051)

(一)概述

滑坡位于枣园镇杨崖村冲沟右岸,属于典型的在人类工程活动下老滑坡复活的新滑坡。修建高速公路时,在斜坡前缘开挖取土,经平整后修建了三幢居民楼。在开挖施工过程中,滑体前缘因不当开挖及工程振动等原因,引发老滑坡左翼滑体复活并造成新滑坡。新滑体覆盖了建筑北侧场地,建筑工程被迫终止。新滑坡目前仍处于变形阶段,老滑坡也由于滑体前缘开挖斩坡形成较大陡峻临空面而处于稳定性较差状态。

(二)滑坡基本特征

1.滑坡周界及形态特征

老滑坡在平面上为近似簸箕形,后壁高15m,坡度55°,冲沟发育,灌木及蒿草茂盛。北侧以冲沟为界,南侧至西川河岸坡,前缘至冲沟边缘。东西长150m,南北宽350m,面积2.6×104m2;新滑坡在平面上近似“钟”形,周壁可见滑体下错形成的陡坎,前缘至冲沟外缘。滑体长40m,宽80m,面积0.3×104m2,体积6.4×104m3。

滑体在剖面形态上呈凹形,坡度25°。由于人为工程活动,坡体形成前部后部陡峻、中部较缓地形。老滑体冲沟发育,南侧滑体前缘由于人工斩坡建房被开挖清除,修建三级平台,形成高15m、坡度55°人工边坡。坡面由于雨水冲刷,形成数条小冲沟。老滑坡北侧滑体发生新滑坡,新滑体在剖面上呈直线形,中部略鼓,前部人工削坡较陡,后壁陡峭,坡面上发育宽度不一的鼓胀裂隙,目前仍处于变形阶段。

2.滑坡物质结构特征

滑坡物质结构可分为表层滑坡堆积土、后部滑床Qp2黄土和前部滑床侏罗纪砂泥岩及互层。滑坡堆积土由Qp2和Qp3黄土组成,土质疏松,灰黄—浅黄—黄褐色混杂,可塑-硬塑,节理发育,产状120°∠50°。滑体表面被雨水冲蚀形成多条冲沟,时有剥落、掉土现象发生。新滑体经滑动,土质更为疏松破碎,表面多条鼓胀裂隙。老滑坡为黄土-基岩接触面滑坡,滑面切穿黄土在滑坡中前部沿基岩顶面剪出,中前部滑床为侏罗纪砂泥岩,后部为Qp2黄土。黄土致密坚硬,黄褐色,可塑-硬塑。侏罗纪岩层由灰白—灰色砂岩泥岩及互层组成,坚硬,近水平产状。

3.滑坡变形特征

滑坡目前处于变形阶段,稳定性差。对于老滑坡南侧滑体,由于前缘人工斩坡开挖,形成高15m、坡度55°的人工边坡,坡面雨水冲刷形成数条小冲沟。在雨季或暴雨期,坡体有再次失稳的可能。老滑坡北侧滑体,新滑体表面由后部到中部形成一条拉张裂缝,几乎贯穿整个滑体。滑体前部经人工削坡修建平台,在上部土体推力作用下,表面形成多条鼓胀裂缝。目前坡体处于变形蠕动阶段,稳定性差,在雨水或人工加载作用下具有失稳可能。

(三)滑坡形成机理

老滑坡原始坡度45°,为陡坡地段,坡体下部发育冲沟。冲沟不断下切侧蚀,坡体前部形成较大临空面,为滑坡提供了滑动临空面。坡体因坡脚受侧蚀重心向外迁移,稳定性降低。在雨水入渗、风化及卸荷作用下,坡体受重力作用发生剪切破坏,土体内部形成剪切滑移面;坡体中前部,雨水入渗并汇聚到相对阻水的基岩顶面,上覆土体受水浸泡软化,强度降低,形成坡体内部软弱带,即潜在滑移面。当后部坡体剪切滑移面与中前部软弱带贯通时,坡体整体发生滑动并沿基岩顶面剪出形成滑坡(图5-6)。

图5-6 杨崖新滑坡形成机制过程示意图

A—滑体前缘人工开挖形成高陡边坡,导致坡顶拉应力集中,坡脚剪应力集中;B—滑体前缘出现鼓胀裂隙,中部出现鼓胀现象,后缘出现拉张裂缝,坡体处于不稳定状态;C—滑体后部人工削坡,弃土堆积于滑体中部,加载作用加剧了滑体的拉张裂缝和鼓胀裂隙的发育及变形,导致滑体沿老滑面产生滑动,致使滑体前部居民楼被错断,危及居民生命财产安全

老滑坡北侧滑体复活并形成滑动的原因是:原坡体经扰动已显疏松,坡体坡度较陡,老滑体剪节理发育,产状120°∠50°,构成老滑体内潜在滑动面。这些因素构成滑坡复活的基础条件;坡体下部,人工开挖斩坡和建房,使原滑体前部形成较陡临空面;施工过程中产生振动以及雨水入渗增加坡体重力,引发新滑坡发生。人类不合理工程活动和降水作用,触发老滑坡北侧滑体复活。

老滑坡南侧滑体复活的原因是:老滑坡北侧滑体复活后,北侧建筑场地不能直接使用。为整治滑坡,使用这块建筑场地,村民在滑坡后壁上部用推土机向滑体上推土,导致北侧新滑体再次滑动。滑体下部呈放射状向外扩展,推动老滑体南部滑体变形位移,毁坏新建楼房。

(四)滑坡稳定性分析

滑坡是在老滑体上诱发的新滑坡。2005年调查时,老滑坡南侧滑体由于人工开挖建房,形成坡高15m的人工陡坡。坡面受雨水冲蚀形成多条冲沟,在雨季或暴雨期间有失稳可能。新滑体土质松软破碎,易受雨水冲蚀产生崩滑。虽人工削坡并修建平台,但坡体过于松软破碎。目前,在滑体后缘出现了宽数十厘米的拉张裂缝,在滑体前部表层,出现数条鼓胀裂隙。滑体目前处于蠕动变形阶段,有可能发生失稳。2006年6月上旬,由于人为不合理削坡加载,导致滑体再次失稳,将前部新建的三栋楼房错断,形成危楼。目前,滑坡堆积体坡度陡峭,土体松散,存在很大安全隐患。遇连阴雨或大暴雨,有再次发生变形失稳的可能。

7、2011年道德滑坡现象的事例

扶起老人,成被告

8、地震滑坡典型实例分析

北川陈家坝太洪村滑坡具有明显的阶状滑床特征(照片来5-12)。滑坡体由志留系砂页岩和板岩构成。上部滑体高约70m,宽100m,纵长50m,体积约35×104m3。上部滑体与下伏基岩发生强源烈撞击,并触发下部滑坡,台阶到河床高差约150m,宽200m,纵长150m,滑坡堆积体厚约50m,体积约150×104m3,产生滑坡坝堵塞河流,形成堰塞湖。滑坡高位抛出后,撞击对岸高地,百形成约2×104m3土石碎屑溅落体,同时,亦形成强大气浪压覆麦田,显示气垫特征(图5-5)。

图5-5 太洪村阶型滑坡剖面Fig.5-5 Section map of Taihongcun staircase-shaped landslide

汶川地震地质与度滑坡灾害概论

汶川地震地质与滑坡灾害概论

照片5-12 北川陈家坝太洪村阶型滑坡Photo 5-12 Staircase-shaped landslide at the Taihongcun,Beichuan

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