环境地质学-崩塌

崩塌与滑坡的主要区别
滑坡
崩塌
二.崩塌的分类
⒈根据崩塌的形成机理可分为： 1）倾倒式 形成机理： 河流峡谷区，在黄土及陡 立岩质边坡段，因垂直节理 与稳定岩土体分开，呈长柱 形，受长期冲刷等，在重力 及水压力等作用下形成。
二.崩塌的分类
二.崩塌的分类
2）滑移式
形成机理：在陡坡上，不稳定岩土体由向坡下倾 斜的结构面或软面，因降雨、地震等触发，在重 力下先滑后崩。
式中： flk——危岩体抗拉强度标准值(kPa) ； β——后缘裂隙倾角(º)。
3.数值模拟法
(1) DDA（非连续变形分析法） (2) DEM（离散元分析法） (3)FLAC（快速拉格朗日有限差分法）
4.地质力学模拟试验法
模拟试验是以实验室的有限空间和时间对规模巨大 的、历时长久的自然现象和作用进行规律性探索，遵 守量纲原则和相似原则。 在崩滑灾害稳定性研究中，常用的试验主要是地质 力学模拟试验（自重力场边坡结构模拟试验、离心力 模拟试验、底面摩擦模拟试验）等。
5.崩塌的防治
一.崩塌的概念
崩塌是斜坡上的岩土块体在长期 重力作用下向坡下弯曲，最终发 生断裂倾倒的块体运动现象。 广义的崩塌还包括坠落（掉块、 滚石），坠落是指斜坡上呈悬空 状态的岩石块体，长期在重力作 用下发生弯曲、折断，以自由落 体的方式运动的现象。 一个典型的崩塌，必须具有母体 （岩）、破裂壁、锥形堆积体等 基本要素。
五.崩塌的防治
（五）做好排水工程 地表水和地下水均为崩塌落石产生的诱因，在可能发生崩 塌落石地段，务必还要做好地面排水和地下排水工程。
其它防治技术
森林防护： 当陡崖或山坡坡脚不存在平 台或危岩威胁不太严重时，可 以通过植树造林防治危岩崩塌。 森林类型应为乔木，尽可能构 建乔灌草相结合的生态系统。
崩塌的特征
主要特征： 1.下落速度快，发生突然； 2. 崩塌体脱离母岩而运动； 3.下落过程中崩塌体自身的整体性遭到破坏； 4.崩塌物的垂直位移大于水平位移。 5.崩塌堆积体是上小下大的扇型，结构大小混杂，杂乱无 章，但仍能看出
崩塌与滑坡的主要区别
崩塌和滑坡有明显的区 别，虽然他们同属斜坡重 力变形破坏的块体运动现 象，但在形成、运动、堆 积等方面有许多区别。
（一）绕避
对大规模崩塌主要以绕避为主 ①以跨河桥的方式，改线到对岸 ②以山内隧道形式将线路内移﹙但要避开隧道口崩塌﹚
五.崩塌的防治
（二）加固措施 1.支撑： 支撑是指对悬于上方、以拉断坠 落的悬臂状或拱桥状等危岩采用 墩、柱、墙或其组合形式支撑加 固，以达到治理危岩的目的。
五.崩塌的防治
2.锚固: 板状、柱状和倒锥状危岩体 极易发生崩塌错落，利用预应 力锚杆或锚索可对其进行加固 处理，防止崩塌的发生。
降雨与崩塌的关系可归结为： “大雨大塌、小雨小塌、无雨不塌” 的现象。 ① 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； ② 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； ③ 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
右图为1958～2003年宝成线广元附 近崩塌与降雨量的统计关系。
五.崩塌的防治
基本原则：在整治过程中必须遵循标本兼治、分清主次综合 治理、生物措施与工程措施相结合、治理危岩与保护自然生 态环境相结合的原则。通过治理最大限度降低危岩失稳的诱 发因素，达到治标又治本的目的。 （一）绕避 （二）加固措施 （三）修筑遮挡建筑物 （四）清除危岩 （五）做好排水工程
五.崩塌的防治
SNS技术: 近几年来，一种全新的S NS柔性拦石网防护技术在 我国水电站、矿山、道路 等各种工程现场的崩塌落 石防护中得到了广泛的应 用。 SNS系统是利用钢绳网作 为主要构成部分来防护崩 塌落石危害的柔性安全网 防护系统。
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斜坡体系统外部环境的作用（触发因素） （4）降雨条件 （5） 地震条件 （6）风化卸荷作用 （7）人为因素作用
崩塌的形成条件
（1）地形地貌 据对宝成线统计，约75.4%的崩塌发生在大于45°的陡坡。
崩塌的形成条件
（ 2）地层岩性 一般而言，块状的或厚层状的、坚硬的或较坚硬的脆性岩 石可以构成较陡峻的边坡，且其构造节理较发育，利于崩 对宝成线 宝鸡～上西坝的100个崩塌落石工点的岩性进行 塌落石发生． 统计． 相反，较软的岩石如千枚岩和页岩，崩塌落石较少．
五.崩塌的防治
3.灌浆： 危岩体中破裂面较多、岩体比较破 碎时，为了增强危岩体的整体性， 宜进行有压灌浆处理。灌浆孔宜陡 倾，倾角中不大于45° 并在裂缝前 后一定宽度内按照梅花桩型布设。 灌浆孔应尽可能穿越较多的掩体裂 隙面尤其是主控结构面；灌浆材料 应该具有一定的流动性，锚固力要 大。
五.崩塌的防治
崩塌的形成条件
(7)人为因素作用
人为因素主要表现在 1）不合理开挖坡脚； 2）不合理坡顶部弃碴等； 3）不合理爆破工程； 4）施工方法不当，如不按 规程自上而下开挖，而先挖 下部等。
四.潜在崩塌体稳定性分析
方法： 1.地质历史分析法 2.刚体极限平衡法 3.数值模拟法 4.地质力学模拟试验法 5.长期监测法
崩塌案例
崩塌案例
湖北盐池河崩塌
崩塌案例
湖北盐池河崩塌： 1980年6月3日、湖北省远安县盐池河磷矿突然发生了一场巨 大的岩石崩塌。山崩时，标高830米的鹰嘴崖部分山体从700 米标高处俯冲到500米标高的谷地，在山谷中形成南北长560 米、东西宽400米、石块加泥土厚度20米的堆积体，崩塌堆 积的体积共100万立方米。最大的岩块有2700吨重。顷刻之间 盐池河上筑起一座高达38米的堤坝。构成一座天然湖泊。乱 石块把磷矿区的五层大楼掀倒、掩埋，死亡307人.
2.刚体极限平衡法
后缘无陡倾裂隙时按下式计 算：
式中：V——裂隙水压力(kN／m) ； F——危岩稳定性系数； c——后缘裂隙粘聚力标准值(kPa)；当 裂隙未贯通时，取贯通段和未贯通段粘聚力标 准值按长度加权的加权平均值； ψ——后缘裂隙内摩擦角标准值(º)；当裂 隙未贯通时，取贯通段和未贯通段内摩擦角标 准值按长度加权的加权平均值； α——滑面倾角(º)； W——危岩体自重(kN／m)；
崩塌的形成条件
（3）地质构造
1）断裂构造的影响 几组断裂线交汇的峡谷区，往往形成大型崩塌．
断层密集分布区岩层破碎，深路堑区段崩塌落石频频发生 2）褶皱影响 褶皱核部（节理发育、岩石破裂、地下水丰富）形 成潜在崩落体。 3）构造节理的影响 沿构造节理发生的崩塌落石最多．
崩塌的形成条件
(4）降雨条件
4.嵌补
五.崩塌的防治
（三）修筑遮挡建筑物 对中、小型崩塌可修筑遮挡建筑物或拦截建筑物。 拦截建筑物有落石平台、落石槽、拦石堤或拦石墙等， 遮挡建筑物形式有明洞、棚洞等
五.崩塌的防治
五.崩塌的防治
五.崩塌的防治
五.崩塌的防治
五.崩塌的防治
（四）清除危岩
若山坡上部可能的崩塌物数量不大，而且母岩的 破坏不甚严重，则以全部清除为宜。并在清除后， 对母岩进行适当的防护加固。
崩塌的分类
5）错断式 形成机理： 在不发生倾倒失稳的陡倾边 坡岩体，其下部为断裂部分 （锁固端）在上覆长柱状岩 体重力作用下，发生剪切错 断，也即剪切力大于岩石的 抗剪强度时，崩塌随即发生。
崩塌的分类
崩塌还可按体积大小和诱发因素进行细分。
崩塌的形成条件
斜坡体系统结构（岩体结构系统） （1）地形地貌 （2）地层岩性 （3）地质构造
锚固~拦挡联合技术： 锚固~拦挡技术主要是针对整 个危岩防治工程而言的，体现 了危岩治理与拦挡相结合的防 治理念。将危岩单体的锚固防 治和危岩单体之间漏勘危岩防 治共同考虑，弥补了目前危岩 勘察精度不高而可能造成灾害 的不足。
锚固~支撑联合技术： 锚固~支撑联合技术主要针对复 合型危岩体，锚固~支撑联合技术 尤其适用于同时具有滑塌和倾倒 性能的危岩体。防治设计过程中， 应将毛固力和支撑力联合考虑使 二者有机结合；当支撑体在危岩 滑动力作用下存在滑移失稳的可 能性时，应在支撑体上布设锚杆。
1.地质历史分析法
（3）变形史分析法 依据崩塌发育规律中的发生周期性和阶段性特征， 追溯潜在崩塌体的变形发育史，判定其现今所处阶段， 进而分析其稳定性。
（4）地质综合分析 对潜在崩滑体的形体特征、地质构成、成灾条件、 成灾动力、成灾因素、成灾机理、变形破坏形式和特 征、失稳条件和机制等进行全面系统地整理、归纳， 进而评价崩塌体现阶段的稳定性，并预测其发展趋势、 评价其失稳的必要条件、相关因素、失稳的可能性和 失稳的规模、方式、方向，预测失稳的时间。
崩塌案例
2001年5月1日晚重庆市武隆县城西高陡边坡发生体积1.2万立方米 的崩塌，将一幢9层商住楼摧毁，随后崩下来的大量土石将倒下的 房屋掩埋，造成79人被埋。
崩塌案例
汶川地震发生大量崩塌，破坏道路交通。
本章主要内容
1.崩塌的概念 2.崩塌的分类 3.崩塌的形成条件 4.潜在崩塌体稳定性分析
二.构， 坚硬岩体后缘已形成贯通性拉裂 缝，在上部硬岩重力作用下，其 压应力大于软岩抗压强度时，软 岩将被挤出而发生向外鼓胀，最 终形成崩塌。 显然，下部软岩能否向外鼓 胀，是此类崩塌能否产生的关键。
二.崩塌的分类
4）拉裂式 形成机理：上硬下软坡体 结构，因风化或河流冲涮， 将下部软岩淘成凹槽，上 部硬岩则以悬臂梁形式突 出来。 在突出岩体上，A点附近 承受最大拉应力，且AB面 剪力弯矩最大，当拉应力 大于岩石抗拉强度时，拉 裂缝会迅速发展直至崩塌 发生。
稳定性分析以定性分析为主，定量计算为辅。且不管是定性 还是定量，前提条件是必须充分掌握崩塌危岩区所在边坡的 结构面发育状况。
1.地质历史分析法
（1）岩体稳定的结构分析法 结构面之间、结构面与临空面之间的组合关系，判定不稳 定块体可能移动的方向和破坏方式。 结构分析法主要采用图解分析法。包括摩擦圆法、赤平极 射投影法、平面投影法和实体比例投影法等。