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第七章滑坡和泥石流災害第七章滑坡和泥石流災害1第7章滑坡和泥石流災害第7章滑坡和泥石流災害2第7章滑坡和泥石流災害一、滑坡滑坡是指斜坡上的土體或者巖體,受河流沖刷、地下水活動、地震及人工切坡等因素影響,在重力作用下,沿著一定的軟弱面或者軟弱帶,整體地或者分散地順坡向下滑動的自然現象。俗稱“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。滑坡是斜坡巖土體沿著慣通的剪切破壞面所發生的滑移現象。滑坡的機制是某一滑移面上剪應力超過了該面的抗剪強度所致(2008年國土資源部、水利部、地礦部地質災害勘察規范)。重力是造成滑坡的根本原因,地震影響、水的作用、人為的不合理開挖是觸發滑坡的主要因素1、重力滑坡第7章滑坡和泥石流災害一、滑坡滑坡是指斜坡上的土體或者3第7章滑坡和泥石流災害2、發生滑坡的條件滑坡的臨界條件:T=μP面上的下滑力等于該面上的摩擦力下滑力T=Wsinα正壓力P=Wcosα第7章滑坡和泥石流災害2、發生滑坡的條件滑坡的臨界條件4第7章滑坡和泥石流災害(1)層面傾角α的影響靜止:傾角很小,剪切力很小,正壓力很大,摩擦力很大,不發生滑坡傾角很大,剪切力很大,正壓力不大,摩擦力不大,易發生滑坡動態:上覆巖體除了受重力作用外,還受地震力或火山噴發等作用,產生的額外負載往往不是豎直方向的,而是有很大的水平分量。從而使得在靜態情況下穩定的上覆巖體發生滑坡。(2)層面上摩擦系數的影響層面上摩擦系數受水的影響很大,水的作用主要有兩種:潤滑作用:干燥的巖土層面摩擦系數大,不容易發生滑動,一旦有水進入層面時(特別是松軟的巖層,水很容易滲入),摩擦系數會大幅度降低——大量滑坡多發生在大量降雨和冰雪融化天氣減小正壓力:水進入巖土層后,水的孔隙壓力增大,導致有效正壓力減小,從而減小摩擦力第7章滑坡和泥石流災害(1)層面傾角α的影響靜止:傾角5第7章滑坡和泥石流災害鷹廈鐵路永安段降水與滑坡關系圖(據張以誠等,1987)第7章滑坡和泥石流災害鷹廈鐵路永安段降水與滑坡關系圖(6滑坡和泥石流災害課件7易滑地層的共同特點是遇水浸潤后,容易產生軟化,粘聚力驟降,大大增加了其可滑性,成為潛在的滑動面或滑動帶。(3)濫伐亂墾:濫伐亂墾會使植被消失,山坡失去保護、土體疏松、沖溝發育,大大加重水土流失,山坡的穩定性被破壞,崩塌、滑坡等不良地質現象發育,很容易產生泥石流。●⑥⑦⑧12000~20000(1)在典型的泥石流溝進行定點觀測研究,力求解決泥石流的形成與運動參數問題。攔擋措施有:欄渣壩、儲淤場、支擋工程、截洪工程等。而西北地區降雨多集中在6、7、8三個月,尤其是7、8兩個月降雨集中,暴雨強度大,因此西北地區的泥石流多發生在7、8兩個月。●④●①④第7章滑坡和泥石流災害●④○③(5)劃分泥石流的危險區、潛在危險區或進行泥石流災害敏感度分區。我國多數地區受東亞季風的影響,因此夏季暴雨是泥石流最主要的水源。因集中降雨的時間的差異而有所不同。第7章滑坡和泥石流災害(3)滑動面形態多數情況下,發生滑動的巖土層面并不是一個理想平面,而是一個凹形面,重力作用下,上覆巖土體的重量使其有一個下滑的趨勢,由于滑動面的平均傾角不夠大,而且還由于滑動前方有一阻礙體的存在,整個山體處于穩定狀態。在上覆巖土體上面增加載荷,或在阻擋體(坡腳)處進行開挖減小阻擋作用的體積,就有可能發生滑坡易滑地層的共同特點是遇水浸潤后,容易產生軟化,粘聚力驟降,大8第7章滑坡和泥石流災害第7章滑坡和泥石流災害9第7章滑坡和泥石流災害第7章滑坡和泥石流災害10(4)巖性效應易滑地層的共同特點是遇水浸潤后,容易產生軟化,粘聚力驟降,大大增加了其可滑性,成為潛在的滑動面或滑動帶。巖性在飽水條件的力學性質是影響坡地穩定性的最主要因素。松散堆積物中發生的滑坡主要和粘土夾層有關;基巖滑坡主要和千枚巖、頁巖、泥灰巖、云母片巖、綠泥石片巖、滑石片巖、炭質頁巖等有關;冰川研磨作用產生的粒徑小于0.02mm的巖粉、火山灰風化產生的粘土礦物也都屬于易滑地層。第7章滑坡和泥石流災害(4)巖性效應第7章滑坡和泥石流災害11第7章滑坡和泥石流災害(5)構造效應:構造條件包括區域構造特征、坡地的褶皺形態、巖層產狀、斷層及節理的發育特征、巖體結構、區域新構造活動性等。地質構造對坡地塊體運動有著多方面的影響。斷裂破碎帶為塊體運動提供了豐富的碎屑物質來源。巖層的各種結構面,如層面、片理面、斷層面、節理面、堆積層內的分界面及其底面、地下水含水層的頂底面以及巖基風化殼中風化程度不同的分界面等,常常構成滑動帶或軟弱面巖層面的產狀與坡向的關系影響滑坡、崩塌的產生坡地穩定與軟弱結構面關系圖示(引自朱大奎,2000)第7章滑坡和泥石流災害(5)構造效應:構造條件包括區域12滑坡和泥石流災害課件13第7章滑坡和泥石流災害2003年8月25日晚8時30分至8月26日凌晨1時許,四川省雅安市雨城區遭受大暴雨,共造成6人死亡,8人失蹤。8月25日晚8時30分至8月26日凌晨1時許,區內遭遇1937年以來第三次相當雨量的大暴雨,在4小時內降雨量達228毫米,在其影響下,飽水土體受重力作用沿與泥巖接觸面迅速下滑,形成了本次兩處滑坡地質災害。第7章滑坡和泥石流災害2003年8月25日晚8時30分14第7章滑坡和泥石流災害重慶市武隆縣山體滑坡第7章滑坡和泥石流災害重慶市武隆縣山體滑坡15第7章滑坡和泥石流災害2001年5月1日重慶市武隆縣縣城江北西段發生了滑坡,滑坡體垂直高度46.8米,前沿寬55.2米,后沿寬25-30米,滑坡體約1.6萬立方米,致使一幢建筑面積為4061平方米的9層樓房被滑坡體摧毀掩埋,造成79人死亡、7人受傷。第7章滑坡和泥石流災害2001年5月1日重慶市16第7章滑坡和泥石流災害2008年8月1日零時45分左右,太原婁煩縣境內的太鋼尖山鐵礦排土場發生一起特別重大事故,位于尖山鐵礦排土場下面的婁煩縣馬家莊鄉寺溝村部分房屋被埋,死亡失蹤45人,受傷1人,截至10月5日,已確定有44位遇難者——“礦渣山體”滑坡第7章滑坡和泥石流災害2008年8月1日零時45分左右17第7章滑坡和泥石流災害2008年5月31日航拍,汶川縣的山體在滑坡。四川省汶川縣地震災區余震還在不斷發生,山體滑坡嚴重,植被被毀壞。第7章滑坡和泥石流災害2008年5月31日航拍,汶川縣18第7章滑坡和泥石流災害湖北省巴東二道溝滑坡危及后部十四幢大樓和沿江路的安全采用錨拉樁技術有效地治理了滑坡,確保了后部十四幢大樓和沿江路的安全;同時,為新城提供了建設用地。是庫區地質災害的典型,為移民遷建工程提供了范例第7章滑坡和泥石流災害湖北省巴東二道溝滑坡危及后部十四19美聯社表示,此次泥石流估計將造成1800人死亡,法新社更是將遇難者估算數量增加到了3000人。這是我國泥石流的密度最大、活動最頻繁、危害最嚴重的地帶。根據歷史記載,75年前的這次迭溪堰塞湖大潰決,2萬人喪生。(5)劃分泥石流的危險區、潛在危險區或進行泥石流災害敏感度分區。土建工程防治中,以攔、排為主,與穩、調、蓄相結合的原則;●④●④5級大地震,震中烈度達到10度,伴隨巨大山崩,銀瓶崖、大橋、疊溪三處崩下之巖石將岷江堵塞,疊溪鎮毀于一旦。一般發生在多雨的夏秋季節。2008年9月8日8時左右,位于山西臨汾市襄汾縣的陶寺鄉塔山礦區因暴雨發生泥石流,致使該礦廢棄尾礦庫被沖垮。泥石流是介于流水與滑坡之間的一種地質作用,典型的泥石流由懸浮著粗大的固體碎屑物并含沙石及粘土的粘稠泥漿組成。2、松散固體物質:泥石流流域的斜坡或溝床上必須有大量的松散堆積物,能為泥石流的形成提供必要的固體物質。淹沒人畜、毀壞土地,甚至造成村毀人亡的災難。1933年10月9日下午7時許,也就是地震后第45天因強余震觸發,堰塞湖潰決。滑坡是指斜坡上的土體或者巖體,受河流沖刷、地下水活動、地震及人工切坡等因素影響,在重力作用下,沿著一定的軟弱面或者軟弱帶,整體地或者分散地順坡向下滑動的自然現象。觸發滑坡的因素及作用機理觸發因素主要作用機理增大下滑力減小下滑力1.坡腳處的下切作用或認為的深開挖工程活動◎③●②2.坡腳處的側蝕作用或人為的擴展、拓寬場地●②3.坡腳處的沖刷作用或人為的采石、取土、減載●②4.斜坡上的各種自然堆積作用(滑坡、崩塌等)●④5.植樹造林●④6.斜坡上的人為的加載作用(建設物、車輛、機械設備、堆渣、堆土)●④7.地震○④⑤◎③⑤8.人為的動載荷(爆破作業、行車和機器振動等)○③◎③9.暴雨◎⑦⑧10.霪雨◎④◎⑥11.地下水補給●①④●⑥12.融雪水◎④◎①注:●直接發生作用,◎間接發生作用,○在特定作用下還產生相反作用,即增加破題穩定性;①減小抗剪強度,②削弱抗滑斷,③破壞破體完整性(增大、擴大節理裂隙),④增大破體重量(滑動面上的切向分力),⑤液化作用,⑥增大孔隙水壓力,⑦增大靜水壓力,⑧增大動水壓力,⑨增大滑坡的頂托力(如水的浮托力、壓縮氣體的頂托力)等美聯社表示,此次泥石流估計將造成1800人死亡,法新社更是將20(續上表)觸發因素主要作用機理增大下滑力減小下滑力13.各種地表水(滲入)◎④◎①14.地下水通道堵塞●①④●⑥⑦⑧15.潛蝕作用●①16.溶蝕作用●①17.坡前地表水體(江、湖、海、庫)水位上升●①④○⑨18.坡前地表水體(江、湖、海、庫)水位下降●⑧19.地下洞室的開挖、采空◎①②③20.火山巖漿室充氣、放氣和諧振●④●②③⑨21.溶洞氣體因洞口被水體封閉、壓縮●④22.風化作用◎①②●③23.干、濕反復交替◎①③24.冷、熱反復交替●③25.凍、融交替●①③⑥注:●直接發生作用,◎間接發生作用,○在特定作用下還產生相反作用,即增加破題穩定性;①減小抗剪強度,②削弱抗滑斷,③破壞破體完整性(增大、擴大節理裂隙),④增大破體重量(滑動面上的切向分力),⑤液化作用,⑥增大孔隙水壓力,⑦增大靜水壓力,⑧增大動水壓力,⑨增大滑坡的頂托力(如水的浮托力、壓縮氣體的頂托力)等(續上表)觸發因素主要作用機理增大下滑力減小下滑力13.各種21第7章滑坡和泥石流災害二、泥石流泥石流是含有大量泥、沙、石等固體物質的洪流,泥石流常具突發性,運動速度快,能量巨大,破壞力極強。泥石流是介于流水與滑坡之間的一種地質作用,典型的泥石流由懸浮著粗大的固體碎屑物并含沙石及粘土的粘稠泥漿組成。泥石流經常發生在峽谷地區和地震、火山多發區,在暴雨期具有群發性。世界上有50多個國家存在泥石流的潛在威脅,其中比較嚴重的有哥倫比亞、秘魯、瑞士、中國和日本。第7章滑坡和泥石流災害二、泥石流泥石流是含有大量泥、沙22第7章滑坡和泥石流災害1、泥石流的成分和密度泥石流的密度:泥石流中固體物質大小不一,大的石塊粒徑可在10m以上,小的泥沙顆粒只有0.01mm,大小顆粒粒徑相差1000000倍!泥石流中固體物質的體積比例變化范圍也很大,小至20%,大到80%,因此泥石流的密度可以高達1.3~2.3t/m3第7章滑坡和泥石流災害1、泥石流的成分和密度泥石流的密23第7章滑坡和泥石流災害按泥石流的成因分類:冰川型泥石流、降雨型泥石流;按泥石流溝的形態分類:溝谷型泥石流、山坡型泥石流;按泥石流流域大小分類:大型泥石流、中型泥石流、小型泥石流;按泥石流發展階段分類:發展期泥石流、旺盛期泥石流、衰退期泥石流泥石流按“泥”、“石”的相對比例,可以分為三類:粘性泥石流:含大量粘性土的泥石流或泥流。其特征是:粘性大,固體物質占40-50%,最高達80%。其中的水不是搬運介質,而是組成物質,稠度大,石塊呈懸浮狀態,暴發突然,持續時間亦短,破壞力大。稀性泥石流:以水為主要成分,粘性土含量少,固體物質占10-40%,有很大分散性。水為搬運介質,石塊以滾動或躍移方式前進,具有強烈的下切作用。過渡性泥石流:“泥”、“石”比例大體相當,由大量粘性土和粒徑不等的砂粒、石塊組成表7-2泥石流的分類及其特征泥石流分類固體物質比例密度范圍/t·m-3流動性稀性泥石流10%~40%1.3~1.6強粘性泥石流50%~80%1.8~2.3弱過渡性泥石流40%~50%1.6~1.8中等第7章滑坡和泥石流災害按泥石流的成因分類:冰川型泥石流24第7章滑坡和泥石流災害第7章滑坡和泥石流災害25第7章滑坡和泥石流災害第7章滑坡和泥石流災害26滑坡和泥石流災害課件27第7章滑坡和泥石流災害2、泥石流的形成條件地形、松散固體物質和水源三個條件,三者缺一不可1、地形:孕育泥石流的流域一般地形陡峭,山坡的坡度大于25°,溝床的坡度不小于14°。巨大的相對高差使得地表物質處于不穩定狀態,容易在外力觸發(降雨、冰雪融化、地震等)作用下,發生向下的滑動,形成泥石流。2、松散固體物質:泥石流流域的斜坡或溝床上必須有大量的松散堆積物,能為泥石流的形成提供必要的固體物質。作為泥石流主要成分之一的固體物質來源有:滑坡、崩塌的堆積物,山體表面風化層和破碎層,坡積物,冰積物以及人工工程的廢棄物等。3、水:不但是泥石流的重要組成部分,也是決定泥石流流動特性的關鍵因素。我國多數地區受東亞季風的影響,因此夏季暴雨是泥石流最主要的水源。其次,其水源來自冰雪融化和水庫潰壩等。第7章滑坡和泥石流災害2、泥石流的形成條件地形、松散固28第7章滑坡和泥石流災害泥石流的活動過程:形成-輸移-堆積第7章滑坡和泥石流災害泥石流的活動過程:形成-輸移-堆29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、公路、水渠以及其它工程建筑的不合理開挖。有些泥石流就是在修建公路、水渠、鐵路以及其它建筑活動,破壞了山坡表面而形成的。如云南省東川至昆明公路的老干溝,因修公路及水渠使山體破壞,加之1966年犀牛山地震又形成崩塌、滑坡,致使泥石流更加嚴重;又如香港多年來修建了許多大型工程和地面建筑,幾乎每個工程都要劈山填海或填方,才能獲得合適的建筑場地,1972年一次暴雨,使正在施工的挖掘工程現場120人死于滑坡造成的泥石流。(2)不合理的棄土、棄渣、采石:如四川省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,沖出松散固體物質約lO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;又如甘川公路西水附近,1973年冬在沿公路的溝內開采石料,1974年7月18日發生泥石流,使15座橋涵淤塞。

(3)濫伐亂墾:濫伐亂墾會使植被消失,山坡失去保護、土體疏松、沖溝發育,大大加重水土流失,山坡的穩定性被破壞,崩塌、滑坡等不良地質現象發育,很容易產生泥石流。如甘肅省白龍江中游現在是我國著名的泥石流多發區。而在一千多年前,那里竹樹茂密、山清水秀,后因伐木燒炭,燒山開荒,森林被破環,才造成泥石流泛濫。又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年發生泥石流毀壞了下游村莊、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,山下沖個光”。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30第7章滑坡和泥石流災害3、泥石流發生的時間規律:

(1)季節性:我國泥石流的暴發主要是受連續降雨、暴雨,尤其是特大暴雨集中降雨的激發。因此,泥石流發生的時間規律是與集中降雨時間規律相一致,具有明顯的季節性。一般發生在多雨的夏秋季節。因集中降雨的時間的差異而有所不同。四川、云南等西南地區的降雨多集中在6-9月,因此、西南地區的泥石流多發生在6-9月;而西北地區降雨多集中在6、7、8三個月,尤其是7、8兩個月降雨集中,暴雨強度大,因此西北地區的泥石流多發生在7、8兩個月。據不完全統計,發生在這兩個月的泥石流災害約占該地區全部泥石流災害的90%以上。

(2)周期性:泥石流的發生受暴雨、洪水、地震的影響,而暴雨、洪水、地震總是周期性地出現。因此,泥石流的發生和發展也具有一定的周期性,且其活動周期與暴雨、洪水、地震的活動周期大體相一致。當暴雨、洪水兩者的活動周期相疊加時,常常形成泥石流活動的一個高潮。如云南省東川地區在1966年是近十幾年的強震期,使東川泥石流的發展加劇。僅東川鐵路在1970-1981年的11年中就發生泥石流災害250余次。又如1981年,東川達德線泥石流,成昆鐵路利子伊達泥石流、寶成鐵路、寶天鐵路的泥石流,都是在大周期暴雨的情況下發生的。

(3)泥石流的發生,一般是在一次降雨的高峰期,或是在連續降雨稍后。

第7章滑坡和泥石流災害3、泥石流發生的時間規律:

31第7章滑坡和泥石流災害三、滑坡和泥石流的危害和分布1、滑坡和泥石流對人類的危害(1)對居民點的危害:泥石流最常見的危害之一,是沖進鄉村、城鎮,摧毀房屋、工廠、企事業單位及其他場所設施。淹沒人畜、毀壞土地,甚至造成村毀人亡的災難。如1969年8月云南省大盈江流城弄璋區南拱泥石流,使新章金、老章金兩村被毀,97人喪生,經濟損失近百萬元。第7章滑坡和泥石流災害三、滑坡和泥石流的危害和分布1、32第7章滑坡和泥石流災害(2)對公路、鐵路的危害:泥石流可直接埋沒車站,鐵路、公路,摧毀路基、橋涵等設施,致使交通中斷,還可引起正在運行的火車、汽車顛覆,造成重大的人身傷亡事故。有時泥石流匯入河道,引起河道大幅度變遷,間接毀壞公路、鐵路及其它構筑物,甚至迫使道路改線,造成巨大的經濟損失。如甘川公路394公里處對岸的石門溝,1978年7月暴發泥石流,堵塞自龍江,公路因此被淹1公里,白龍江改道使長約兩公里的路基變成了主河道,公路、護岸及渡槽全部被毀。該段線路自1962年以來,由于受對岸泥石流的影響己3次被迫改線。建國以來,泥石流給我國鐵路和公路造成了無法估計的巨大損失。2008年9月川藏公路因泥石流和山體滑坡造成交通中斷。第7章滑坡和泥石流災害(2)對公路、鐵路的危害:泥石流33第7章滑坡和泥石流災害(3)對水利、水電工程的危害:主要是沖毀水電站、引水渠道及過溝建筑物,淤埋水電站尾水渠,并淤積水庫、磨蝕壩面等。第7章滑坡和泥石流災害(3)對水利、水電工程的危害:主34第7章滑坡和泥石流災害(4)對礦山的危害:主要是摧毀礦山及其設施,淤埋礦山坑道、傷害礦山人員、造成停工停產,甚至使礦山報廢。2008年9月8日8時左右,位于山西臨汾市襄汾縣的陶寺鄉塔山礦區因暴雨發生泥石流,致使該礦廢棄尾礦庫被沖垮。截至當日17時,已發現26人遇難。第7章滑坡和泥石流災害(4)對礦山的危害:主要是摧毀礦35第7章滑坡和泥石流災害2、滑坡和泥石流的分布(1)滑坡和泥石流在我國集中分布在兩個帶上。一是青藏高原及其周邊地區;另一個是中國東部的山區、低山丘陵和平原的過渡帶。

(2)在上述兩個帶中,泥石流又集中分布在一些沿大斷裂、深大斷裂發育的河流溝谷兩側。這是我國泥石流的密度最大、活動最頻繁、危害最嚴重的地帶。

(3)在各大型構造帶中,具有高頻率的泥石流,又往往集中在板巖、片巖、片麻巖、混合花崗巖、千枚巖等變質巖系及泥巖、頁巖、泥灰巖、煤系等軟弱巖系和第四系堆積物分布區。

(4)泥石流的分布還與大氣降水、水雪融化的顯著特征密切相關。即高頻率的泥石流,主要分布在氣候干濕季較明顯、較暖濕、局部暴雨強大、水雪融化快的地區。如云南、四川、甘肅、西藏等。低頻率的稀性泥石流主要分布在東北和南方地區。第7章滑坡和泥石流災害2、滑坡和泥石流的分布(1)滑坡36第7章滑坡和泥石流災害中國特大、較大型崩、滑、流分布直方圖(中國地質災害,1993)第7章滑坡和泥石流災害中國特大、較大型崩、滑、流分布直37第7章滑坡和泥石流災害第7章滑坡和泥石流災害38(1)在典型的泥石流溝進行定點觀測研究,力求解決泥石流的形成與運動參數問題。第7章滑坡和泥石流災害中國科學院成都山地研究所:(4)建立泥石流技術檔案,特別是大型泥石流溝的流域要素、形成條件、災害情況及整治措施等資料應逐個詳細記錄。滑坡的機制是某一滑移面上剪應力超過了該面的抗剪強度所致(2008年國土資源部、水利部、地礦部地質災害勘察規范)。第7章滑坡和泥石流災害◎⑦⑧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:第7章滑坡和泥石流災害我國崩塌、滑坡災害的分布狀況(1)層面傾角α的影響表7-2泥石流的分類及其特征因此,泥石流的發生和發展也具有一定的周期性,且其活動周期與暴雨、洪水、地震的活動周期大體相一致。○③稀性泥石流:以水為主要成分,粘性土含量少,固體物質占10-40%,有很大分散性。第7章滑坡和泥石流災害(1)在典型的泥石流溝進行定點觀測研究,力求解決泥石流的形成39第7章滑坡和泥石流災害第7章滑坡和泥石流災害40重大滑坡、崩塌和泥石流災害成災頻次月變化曲線

(據國家科委全國重大自然災害綜合研究組,1993)第7章滑坡和泥石流災害重大滑坡、崩塌和泥石流災害成災頻次月變化曲線

(據國家科委全41第7章滑坡和泥石流災害四、滑坡和泥石流災害實例表7-3世界上一些重大的滑坡和泥石流災害年份地點死亡人數年份地點死亡人數1916意大利,奧地利100001962秘魯4000~50001920中國a200001970秘魯b700001945日本c120001985哥倫比亞d230001949蘇聯b12000~200001987厄瓜多爾a1000資料來源:美國地質調查局網頁();表中字母表示滑坡和泥石流的不同成因:地震(a)、暴雨(b)、洪水(c)、火山噴發(d)第7章滑坡和泥石流災害四、滑坡和泥石流災害實例表7-342第7章滑坡和泥石流災害1、危害道路交通1981年,暴雨引起寶成鐵路和隴海鐵路寶天段暴發泥石流,造成了我國鐵路史上最大規模的泥石流災害之一。寶成線淤埋車站5座,50余處受災,中斷行車達二個月之久。寶天段的泥石流泛濫,造成幾處斷道,總淤積量達1.3萬立方米以上,使寶天段成了隴海線上“發炎的盲腸”。這次泥石流造成的經濟損失沒有確切的資料,僅災害后的復修改造費(包括水害)就達4億元。1988年,成昆鐵路沿線32條溝發生54起泥石流,斷道5次,淤埋車站兩個。1985年6月12日,湖北秭歸縣新灘江家坡至廣家巖1300萬立方米滑坡體高速向下滑動,千年古鎮新灘鎮頃刻間被推入長江。

湖北新灘滑坡遺址第7章滑坡和泥石流災害1、危害道路交通43第7章滑坡和泥石流災害2、堵江及潰決洪水滑坡前的易貢湖盆地流淌著易貢河,它并不完全充滿湖水,而是多條漫流呈網狀分布,總面積只有26km2,2000年4月西藏易貢藏布大滑坡堵斷易貢河,形成一個覆蓋面積約33km2的易貢湖第7章滑坡和泥石流災害2、堵江及潰決洪水滑坡前的易貢湖44第7章滑坡和泥石流災害1933年8月25日15時50分30秒,位于四川茂縣的疊溪鎮發生7.5級大地震,震中烈度達到10度,伴隨巨大山崩,銀瓶崖、大橋、疊溪三處崩下之巖石將岷江堵塞,疊溪鎮毀于一旦。在地震發生11天后,高山峽谷中出現一片平湖。湖水隨群山回旋繞曲,逶迤達25里,當時最寬之處約4里,稱為大海子。1933年10月9日下午7時許,也就是地震后第45天因強余震觸發,堰塞湖潰決。積水傾湖涌出,引起岸邊陡峭崖壁猛烈垮塌,洪水怒濤洶涌,長驅直下,亂石飛崩,塵霧障天。根據歷史記載,75年前的這次迭溪堰塞湖大潰決,2萬人喪生。僅在都江堰,就撈起尸體4000具。次生災害死亡的人數遠比地震本身造成的死亡人數多。第7章滑坡和泥石流災害1933年8月25日15時50分45第7章滑坡和泥石流災害唐家山堰塞湖汶川大地震后形成的最大堰塞湖,地震后山體滑坡,阻塞河道形成的唐家壩堰塞湖位于澗河上游距北川縣城約6公里處,是北川災區面積最大、危險最大的一個堰塞湖。庫容為1.45億立方米。體順河長約803米,橫河最大寬約611米,頂部面積約30萬平方米,由石頭和山坡風化土組成。震前震后第7章滑坡和泥石流災害唐家山堰塞湖震前震后46第7章滑坡和泥石流災害3、危害城鎮,造成人員傷亡2006年2月16日上午菲律賓中部的南萊特省(SouthernLeyte)和南部的南蘇里高省(SurigaodelSur)因暴雨成災,引發洪水和泥石流,當地時間2月18日清晨,在菲律賓萊特島特大泥石流災區,救援工作仍然在艱難進行中。美聯社表示,此次泥石流估計將造成1800人死亡,法新社更是將遇難者估算數量增加到了3000人。第7章滑坡和泥石流災害3、危害城鎮,造成人員傷亡20047第7章滑坡和泥石流災害第7章滑坡和泥石流災害48第7章滑坡和泥石流災害天災、人禍、連續暴雨是禍首第7章滑坡和泥石流災害天災、人禍、連續暴雨是禍首49第7章滑坡和泥石流災害五、滑坡和泥石流災害的預防和減輕中國科學院成都山地研究所:(/index.asp)泥石流防治應遵循下列原則:泥石流防治與發展當地經濟相結合的原則;以防為主、防治結合的原則;因地制宜、因害設防的原則;統籌兼顧、突出重點、分期分批進行防治的原則;生物措施為主、緊密結合其他措施的原則;先治山、再治溝、后治河的原則;土建工程防治中,以攔、排為主,與穩、調、蓄相結合的原則;綜合防治原則。第7章滑坡和泥石流災害五、滑坡和泥石流災害的預防和減輕50第7章滑坡和泥石流災害1、災害前:預防為主、避讓與治理相結合(1)從避免災害角度,安全選擇建設場地(2)采取錨樁和排水等工程措施,增加山體穩定性——增大摩擦系數避免直接坐落在溝谷口第7章滑坡和泥石流災害1、災害前:預防為主、避讓與治理51第7章滑坡和泥石流災害實在避不開山坡時,可選擇反向坡坡上、坡下第7章滑坡和泥石流災害實在避不開山坡時,可選擇反向坡坡52采取合理的排水措施,減低巖層之間的水壓力,增加摩擦力第7章滑坡和泥石流災害采取合理的排水措施,減低巖層之間的水壓力,增加摩擦力第7章53第7章滑坡和泥石流災害第7章滑坡和泥石流災害54第7章滑坡和泥石流災害(3)治理泥石流常用的措施包括工程措施和生物措施,兩者結合叫綜合措施第7章滑坡和泥石流災害(3)治理泥石流常用的措施包括工55(1)跨越工程——是指修建橋梁、涵洞,從泥石流溝的上方跨越通過,讓泥石流在其下方排泄,用以避防泥石流。這是鐵道和公路交通部門為了保障交通安全常用的措施。(2)穿過工程——指修隧道、明硐或渡槽,從泥石流的下方通過,而讓泥石流從其上方排泄。這也是鐵路和公路通過泥石流地區的又一主要工程形式。(3)防護工程——指對泥石流地區的橋梁、隧道、路基及泥石流集中的山區變遷型河流的沿河線路或其它主要工程措施,作一定的防護建筑物,用以抵御或消除泥石流對主體建筑物的沖刷、沖擊、側蝕和淤埋等的危害。防護工程主要有:護坡、擋墻、順壩和丁壩等。(4)排導工程——其作用是改善泥石流流勢,增大橋梁等建筑物的排泄能力,使泥石流按設計意圖順利排泄。排導工程,包括導流堤、急流槽、束流堤等。(5)攔擋工程——用以控制泥石流的固體物質和暴雨、洪水徑流,削弱泥石流的流量、下泄量和能量,以減少泥石流對下游建筑工程的沖刷、撞擊和淤埋等危害的工程措施。攔擋措施有:欄渣壩、儲淤場、支擋工程、截洪工程等。減輕或避防泥石流的工程措施(中國科學院成都山地研究所)第7章滑坡和泥石流災害(1)跨越工程——是指修建橋梁、涵洞,從泥石流溝的上方跨越通56減輕或避防泥石流的工程措施(中國科學院成都山地研究所)因集中降雨的時間的差異而有所不同。多數情況下,發生滑動的巖土層面并不是一個理想平面,而是一個凹形面,重力作用下,上覆巖土體的重量使其有一個下滑的趨勢,由于滑動面的平均傾角不夠大,而且還由于滑動前方有一阻礙體的存在,整個山體處于穩定狀態。又如甘川公路西水附近,1973年冬在沿公路的溝內開采石料,1974年7月18日發生泥石流,使15座橋涵淤塞。坡地穩定與軟弱結構面關系圖示(引自朱大奎,2000)基巖滑坡主要和千枚巖、頁巖、泥灰巖、云母片巖、綠泥石片巖、滑石片巖、炭質頁巖等有關;2008年9月8日8時左右,位于山西臨汾市襄汾縣的陶寺鄉塔山礦區因暴雨發生泥石流,致使該礦廢棄尾礦庫被沖垮。第7章滑坡和泥石流災害(1)對居民點的危害:泥石流最常見的危害之一,是沖進鄉村、城鎮,摧毀房屋、工廠、企事業單位及其他場所設施。采取合理的排水措施,減低巖層之間的水壓力,增加摩擦力第7章滑坡和泥石流災害水為搬運介質,石塊以滾動或躍移方式前進,具有強烈的下切作用。(2)采取錨樁和排水等工程措施,增加山體穩定性——增大摩擦系數○③寶成線淤埋車站5座,50余處受災,中斷行車達二個月之久。(4)建立滑坡和泥石流的預警和預報系統減輕或避防泥石流的工程措施(中國科學院成都山地研究所)(4)57泥石流的預測預報工作很重要,這是防災和減災的重要步驟和措施。目前我國對泥石流的預測預報研究常采取以下方法:

(1)在典型的泥石流溝進行定點觀測研究,力求解決泥石流的形成與運動參數問題。如對云南省東川市小江流域蔣家溝、大橋溝等泥石流的觀測試驗研究;對四川省漢源縣沙河泥石流的觀測研究等。(2)調查潛在泥石流溝的有關參數和特征。(3)加強水文、氣象的預報工作,特別是對小范圍的局部暴雨的預報。因為暴雨是形成泥石流的激發因素。比如、當月降雨量超過350毫米時,日降雨量超過150毫米時,就應發出泥石流警報。(4)建立泥石流技術檔案,特別是大型泥石流溝的流域要素、形成條件、災害情況及整治措施等資料應逐個詳細記錄。并解決信息接收和傳遞等問題。(5)劃分泥石流的危險區、潛在危險區或進行泥石流災害敏感度分區。(6)開展泥石流防災警報器的研究及室內泥石流模型試驗研究。第7章滑坡和泥石流災害泥石流的預測預報工作很重要,這是防災和減災的重要步驟和措施。58第7章滑坡和泥石流災害2、災害發生時:注意觀測,盡快撤離,通知鄰居第7章滑坡和泥石流災害2、災害發生時:59滑坡和泥石流災害課件60第7章滑坡和泥石流災害3、災害后:應急與自救第7章滑坡和泥石流災害3、災害后:應急與自救61第7章滑坡和泥石流災害滑坡和泥石流災害與其他自然災害有三點的明顯不同:1、能量來源不同2、滑坡的一次性規模雖遠小于地震等其他災害,但發生頻度高,涉及范圍更廣3、滑坡和泥石流災害造成的人員傷亡中,農村人口占到了總數的80%以上第7章滑坡和泥石流災害滑坡和泥石流災害與其他自然災害有62第7章滑坡和泥石流災害第7章滑坡和泥石流災害63第7章滑坡和泥石流災害第7章滑坡和泥石流災害64第7章滑坡和泥石流災害第7章滑坡和泥石流災害65第7章滑坡和泥石流災害第7章滑坡和泥石流災害66因集中降雨的時間的差異而有所不同。目前我國對泥石流的預測預報研究常采取以下方法:地質構造對坡地塊體運動有著多方面的影響。第7章滑坡和泥石流災害因此,泥石流的發生和發展也具有一定的周期性,且其活動周期與暴雨、洪水、地震的活動周期大體相一致。當暴雨、洪水兩者的活動周期相疊加時,常常形成泥石流活動的一個高潮。其特點是土層深厚松散、氣候干燥、植被稀少,水土流失嚴重。該段線路自1962年以來,由于受對岸泥石流的影響己3次被迫改線。根據歷史記載,75年前的這次迭溪堰塞湖大潰決,2萬人喪生。(2)采取錨樁和排水等工程措施,增加山體穩定性——增大摩擦系數第7章滑坡和泥石流災害泥石流是介于流水與滑坡之間的一種地質作用,典型的泥石流由懸浮著粗大的固體碎屑物并含沙石及粘土的粘稠泥漿組成。12000~20000第7章滑坡和泥石流災害如云南省東川地區在1966年是近十幾年的強震期,使東川泥石流的發展加劇。第7章滑坡和泥石流災害因集中降雨的時間的差異而有所不同。第7章滑坡和泥石流災67第7章滑坡和泥石流災害第7章滑坡和泥石流災害68第7章滑坡和泥石流災害第7章滑坡和泥石流災害69第7章滑坡和泥石流災害第7章滑坡和泥石流災害70①西南地區。包括四川、西藏、云南、貴州四省區。該區為我國的高山、高原、盆地分布區。山陡、谷深,地質構造復雜,斷裂發育,新構造運動強烈,降雨較多,所以,崩塌、滑坡分布廣泛,類型多樣,頻率高、規模大、危害嚴重,甚至成為經濟發展的制約因素。②秦嶺—大巴山地區。該區主要分布高山、中山和盆地,地質構造和巖性錯綜復雜,溝谷縱橫,降水較充沛,是我國崩塌、滑坡災害的頻發區。區內的寶成鐵路沿線經常發生崩塌和滑坡,給交通運輸造成嚴重的危害。③西北黃土高原區。包括山西、陜西、寧夏、甘肅等省區。其特點是土層深厚松散、氣候干燥、植被稀少,水土流失嚴重。黃土崩塌、滑坡廣泛分布,但規模較小,頻率較低。④東南、中南等省區。主要為中低山和丘陵區,地質構造和巖性較復雜,溝谷較淺,風化侵蝕強烈,降雨豐沛,人口密度大,崩塌、滑坡頻繁發生,但規模較小,而且多數崩塌與滑坡是由人類的工程—經濟活動誘發生成的。⑤青海、西藏與黑龍江北部的凍土地帶。主要發育凍融堆積層崩塌和滑坡,規模較小,頻率也較低。我國崩塌、滑坡災害的分布狀況第7章滑坡和泥石流災害①西南地區。包括四川、西藏、云南、貴州四省區。該區為我國的高71滑坡和泥石流災害課件72第七章滑坡和泥石流災害第七章滑坡和泥石流災害73第7章滑坡和泥石流災害第7章滑坡和泥石流災害74第7章滑坡和泥石流災害一、滑坡滑坡是指斜坡上的土體或者巖體,受河流沖刷、地下水活動、地震及人工切坡等因素影響,在重力作用下,沿著一定的軟弱面或者軟弱帶,整體地或者分散地順坡向下滑動的自然現象。俗稱“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。滑坡是斜坡巖土體沿著慣通的剪切破壞面所發生的滑移現象。滑坡的機制是某一滑移面上剪應力超過了該面的抗剪強度所致(2008年國土資源部、水利部、地礦部地質災害勘察規范)。重力是造成滑坡的根本原因,地震影響、水的作用、人為的不合理開挖是觸發滑坡的主要因素1、重力滑坡第7章滑坡和泥石流災害一、滑坡滑坡是指斜坡上的土體或者75第7章滑坡和泥石流災害2、發生滑坡的條件滑坡的臨界條件:T=μP面上的下滑力等于該面上的摩擦力下滑力T=Wsinα正壓力P=Wcosα第7章滑坡和泥石流災害2、發生滑坡的條件滑坡的臨界條件76第7章滑坡和泥石流災害(1)層面傾角α的影響靜止:傾角很小,剪切力很小,正壓力很大,摩擦力很大,不發生滑坡傾角很大,剪切力很大,正壓力不大,摩擦力不大,易發生滑坡動態:上覆巖體除了受重力作用外,還受地震力或火山噴發等作用,產生的額外負載往往不是豎直方向的,而是有很大的水平分量。從而使得在靜態情況下穩定的上覆巖體發生滑坡。(2)層面上摩擦系數的影響層面上摩擦系數受水的影響很大,水的作用主要有兩種:潤滑作用:干燥的巖土層面摩擦系數大,不容易發生滑動,一旦有水進入層面時(特別是松軟的巖層,水很容易滲入),摩擦系數會大幅度降低——大量滑坡多發生在大量降雨和冰雪融化天氣減小正壓力:水進入巖土層后,水的孔隙壓力增大,導致有效正壓力減小,從而減小摩擦力第7章滑坡和泥石流災害(1)層面傾角α的影響靜止:傾角77第7章滑坡和泥石流災害鷹廈鐵路永安段降水與滑坡關系圖(據張以誠等,1987)第7章滑坡和泥石流災害鷹廈鐵路永安段降水與滑坡關系圖(78滑坡和泥石流災害課件79易滑地層的共同特點是遇水浸潤后,容易產生軟化,粘聚力驟降,大大增加了其可滑性,成為潛在的滑動面或滑動帶。(3)濫伐亂墾:濫伐亂墾會使植被消失,山坡失去保護、土體疏松、沖溝發育,大大加重水土流失,山坡的穩定性被破壞,崩塌、滑坡等不良地質現象發育,很容易產生泥石流。●⑥⑦⑧12000~20000(1)在典型的泥石流溝進行定點觀測研究,力求解決泥石流的形成與運動參數問題。攔擋措施有:欄渣壩、儲淤場、支擋工程、截洪工程等。而西北地區降雨多集中在6、7、8三個月,尤其是7、8兩個月降雨集中,暴雨強度大,因此西北地區的泥石流多發生在7、8兩個月。●④●①④第7章滑坡和泥石流災害●④○③(5)劃分泥石流的危險區、潛在危險區或進行泥石流災害敏感度分區。我國多數地區受東亞季風的影響,因此夏季暴雨是泥石流最主要的水源。因集中降雨的時間的差異而有所不同。第7章滑坡和泥石流災害(3)滑動面形態多數情況下,發生滑動的巖土層面并不是一個理想平面,而是一個凹形面,重力作用下,上覆巖土體的重量使其有一個下滑的趨勢,由于滑動面的平均傾角不夠大,而且還由于滑動前方有一阻礙體的存在,整個山體處于穩定狀態。在上覆巖土體上面增加載荷,或在阻擋體(坡腳)處進行開挖減小阻擋作用的體積,就有可能發生滑坡易滑地層的共同特點是遇水浸潤后,容易產生軟化,粘聚力驟降,大80第7章滑坡和泥石流災害第7章滑坡和泥石流災害81第7章滑坡和泥石流災害第7章滑坡和泥石流災害82(4)巖性效應易滑地層的共同特點是遇水浸潤后,容易產生軟化,粘聚力驟降,大大增加了其可滑性,成為潛在的滑動面或滑動帶。巖性在飽水條件的力學性質是影響坡地穩定性的最主要因素。松散堆積物中發生的滑坡主要和粘土夾層有關;基巖滑坡主要和千枚巖、頁巖、泥灰巖、云母片巖、綠泥石片巖、滑石片巖、炭質頁巖等有關;冰川研磨作用產生的粒徑小于0.02mm的巖粉、火山灰風化產生的粘土礦物也都屬于易滑地層。第7章滑坡和泥石流災害(4)巖性效應第7章滑坡和泥石流災害83第7章滑坡和泥石流災害(5)構造效應:構造條件包括區域構造特征、坡地的褶皺形態、巖層產狀、斷層及節理的發育特征、巖體結構、區域新構造活動性等。地質構造對坡地塊體運動有著多方面的影響。斷裂破碎帶為塊體運動提供了豐富的碎屑物質來源。巖層的各種結構面,如層面、片理面、斷層面、節理面、堆積層內的分界面及其底面、地下水含水層的頂底面以及巖基風化殼中風化程度不同的分界面等,常常構成滑動帶或軟弱面巖層面的產狀與坡向的關系影響滑坡、崩塌的產生坡地穩定與軟弱結構面關系圖示(引自朱大奎,2000)第7章滑坡和泥石流災害(5)構造效應:構造條件包括區域84滑坡和泥石流災害課件85第7章滑坡和泥石流災害2003年8月25日晚8時30分至8月26日凌晨1時許,四川省雅安市雨城區遭受大暴雨,共造成6人死亡,8人失蹤。8月25日晚8時30分至8月26日凌晨1時許,區內遭遇1937年以來第三次相當雨量的大暴雨,在4小時內降雨量達228毫米,在其影響下,飽水土體受重力作用沿與泥巖接觸面迅速下滑,形成了本次兩處滑坡地質災害。第7章滑坡和泥石流災害2003年8月25日晚8時30分86第7章滑坡和泥石流災害重慶市武隆縣山體滑坡第7章滑坡和泥石流災害重慶市武隆縣山體滑坡87第7章滑坡和泥石流災害2001年5月1日重慶市武隆縣縣城江北西段發生了滑坡,滑坡體垂直高度46.8米,前沿寬55.2米,后沿寬25-30米,滑坡體約1.6萬立方米,致使一幢建筑面積為4061平方米的9層樓房被滑坡體摧毀掩埋,造成79人死亡、7人受傷。第7章滑坡和泥石流災害2001年5月1日重慶市88第7章滑坡和泥石流災害2008年8月1日零時45分左右,太原婁煩縣境內的太鋼尖山鐵礦排土場發生一起特別重大事故,位于尖山鐵礦排土場下面的婁煩縣馬家莊鄉寺溝村部分房屋被埋,死亡失蹤45人,受傷1人,截至10月5日,已確定有44位遇難者——“礦渣山體”滑坡第7章滑坡和泥石流災害2008年8月1日零時45分左右89第7章滑坡和泥石流災害2008年5月31日航拍,汶川縣的山體在滑坡。四川省汶川縣地震災區余震還在不斷發生,山體滑坡嚴重,植被被毀壞。第7章滑坡和泥石流災害2008年5月31日航拍,汶川縣90第7章滑坡和泥石流災害湖北省巴東二道溝滑坡危及后部十四幢大樓和沿江路的安全采用錨拉樁技術有效地治理了滑坡,確保了后部十四幢大樓和沿江路的安全;同時,為新城提供了建設用地。是庫區地質災害的典型,為移民遷建工程提供了范例第7章滑坡和泥石流災害湖北省巴東二道溝滑坡危及后部十四91美聯社表示,此次泥石流估計將造成1800人死亡,法新社更是將遇難者估算數量增加到了3000人。這是我國泥石流的密度最大、活動最頻繁、危害最嚴重的地帶。根據歷史記載,75年前的這次迭溪堰塞湖大潰決,2萬人喪生。(5)劃分泥石流的危險區、潛在危險區或進行泥石流災害敏感度分區。土建工程防治中,以攔、排為主,與穩、調、蓄相結合的原則;●④●④5級大地震,震中烈度達到10度,伴隨巨大山崩,銀瓶崖、大橋、疊溪三處崩下之巖石將岷江堵塞,疊溪鎮毀于一旦。一般發生在多雨的夏秋季節。2008年9月8日8時左右,位于山西臨汾市襄汾縣的陶寺鄉塔山礦區因暴雨發生泥石流,致使該礦廢棄尾礦庫被沖垮。泥石流是介于流水與滑坡之間的一種地質作用,典型的泥石流由懸浮著粗大的固體碎屑物并含沙石及粘土的粘稠泥漿組成。2、松散固體物質:泥石流流域的斜坡或溝床上必須有大量的松散堆積物,能為泥石流的形成提供必要的固體物質。淹沒人畜、毀壞土地,甚至造成村毀人亡的災難。1933年10月9日下午7時許,也就是地震后第45天因強余震觸發,堰塞湖潰決。滑坡是指斜坡上的土體或者巖體,受河流沖刷、地下水活動、地震及人工切坡等因素影響,在重力作用下,沿著一定的軟弱面或者軟弱帶,整體地或者分散地順坡向下滑動的自然現象。觸發滑坡的因素及作用機理觸發因素主要作用機理增大下滑力減小下滑力1.坡腳處的下切作用或認為的深開挖工程活動◎③●②2.坡腳處的側蝕作用或人為的擴展、拓寬場地●②3.坡腳處的沖刷作用或人為的采石、取土、減載●②4.斜坡上的各種自然堆積作用(滑坡、崩塌等)●④5.植樹造林●④6.斜坡上的人為的加載作用(建設物、車輛、機械設備、堆渣、堆土)●④7.地震○④⑤◎③⑤8.人為的動載荷(爆破作業、行車和機器振動等)○③◎③9.暴雨◎⑦⑧10.霪雨◎④◎⑥11.地下水補給●①④●⑥12.融雪水◎④◎①注:●直接發生作用,◎間接發生作用,○在特定作用下還產生相反作用,即增加破題穩定性;①減小抗剪強度,②削弱抗滑斷,③破壞破體完整性(增大、擴大節理裂隙),④增大破體重量(滑動面上的切向分力),⑤液化作用,⑥增大孔隙水壓力,⑦增大靜水壓力,⑧增大動水壓力,⑨增大滑坡的頂托力(如水的浮托力、壓縮氣體的頂托力)等美聯社表示,此次泥石流估計將造成1800人死亡,法新社更是將92(續上表)觸發因素主要作用機理增大下滑力減小下滑力13.各種地表水(滲入)◎④◎①14.地下水通道堵塞●①④●⑥⑦⑧15.潛蝕作用●①16.溶蝕作用●①17.坡前地表水體(江、湖、海、庫)水位上升●①④○⑨18.坡前地表水體(江、湖、海、庫)水位下降●⑧19.地下洞室的開挖、采空◎①②③20.火山巖漿室充氣、放氣和諧振●④●②③⑨21.溶洞氣體因洞口被水體封閉、壓縮●④22.風化作用◎①②●③23.干、濕反復交替◎①③24.冷、熱反復交替●③25.凍、融交替●①③⑥注:●直接發生作用,◎間接發生作用,○在特定作用下還產生相反作用,即增加破題穩定性;①減小抗剪強度,②削弱抗滑斷,③破壞破體完整性(增大、擴大節理裂隙),④增大破體重量(滑動面上的切向分力),⑤液化作用,⑥增大孔隙水壓力,⑦增大靜水壓力,⑧增大動水壓力,⑨增大滑坡的頂托力(如水的浮托力、壓縮氣體的頂托力)等(續上表)觸發因素主要作用機理增大下滑力減小下滑力13.各種93第7章滑坡和泥石流災害二、泥石流泥石流是含有大量泥、沙、石等固體物質的洪流,泥石流常具突發性,運動速度快,能量巨大,破壞力極強。泥石流是介于流水與滑坡之間的一種地質作用,典型的泥石流由懸浮著粗大的固體碎屑物并含沙石及粘土的粘稠泥漿組成。泥石流經常發生在峽谷地區和地震、火山多發區,在暴雨期具有群發性。世界上有50多個國家存在泥石流的潛在威脅,其中比較嚴重的有哥倫比亞、秘魯、瑞士、中國和日本。第7章滑坡和泥石流災害二、泥石流泥石流是含有大量泥、沙94第7章滑坡和泥石流災害1、泥石流的成分和密度泥石流的密度:泥石流中固體物質大小不一,大的石塊粒徑可在10m以上,小的泥沙顆粒只有0.01mm,大小顆粒粒徑相差1000000倍!泥石流中固體物質的體積比例變化范圍也很大,小至20%,大到80%,因此泥石流的密度可以高達1.3~2.3t/m3第7章滑坡和泥石流災害1、泥石流的成分和密度泥石流的密95第7章滑坡和泥石流災害按泥石流的成因分類:冰川型泥石流、降雨型泥石流;按泥石流溝的形態分類:溝谷型泥石流、山坡型泥石流;按泥石流流域大小分類:大型泥石流、中型泥石流、小型泥石流;按泥石流發展階段分類:發展期泥石流、旺盛期泥石流、衰退期泥石流泥石流按“泥”、“石”的相對比例,可以分為三類:粘性泥石流:含大量粘性土的泥石流或泥流。其特征是:粘性大,固體物質占40-50%,最高達80%。其中的水不是搬運介質,而是組成物質,稠度大,石塊呈懸浮狀態,暴發突然,持續時間亦短,破壞力大。稀性泥石流:以水為主要成分,粘性土含量少,固體物質占10-40%,有很大分散性。水為搬運介質,石塊以滾動或躍移方式前進,具有強烈的下切作用。過渡性泥石流:“泥”、“石”比例大體相當,由大量粘性土和粒徑不等的砂粒、石塊組成表7-2泥石流的分類及其特征泥石流分類固體物質比例密度范圍/t·m-3流動性稀性泥石流10%~40%1.3~1.6強粘性泥石流50%~80%1.8~2.3弱過渡性泥石流40%~50%1.6~1.8中等第7章滑坡和泥石流災害按泥石流的成因分類:冰川型泥石流96第7章滑坡和泥石流災害第7章滑坡和泥石流災害97第7章滑坡和泥石流災害第7章滑坡和泥石流災害98滑坡和泥石流災害課件99第7章滑坡和泥石流災害2、泥石流的形成條件地形、松散固體物質和水源三個條件,三者缺一不可1、地形:孕育泥石流的流域一般地形陡峭,山坡的坡度大于25°,溝床的坡度不小于14°。巨大的相對高差使得地表物質處于不穩定狀態,容易在外力觸發(降雨、冰雪融化、地震等)作用下,發生向下的滑動,形成泥石流。2、松散固體物質:泥石流流域的斜坡或溝床上必須有大量的松散堆積物,能為泥石流的形成提供必要的固體物質。作為泥石流主要成分之一的固體物質來源有:滑坡、崩塌的堆積物,山體表面風化層和破碎層,坡積物,冰積物以及人工工程的廢棄物等。3、水:不但是泥石流的重要組成部分,也是決定泥石流流動特性的關鍵因素。我國多數地區受東亞季風的影響,因此夏季暴雨是泥石流最主要的水源。其次,其水源來自冰雪融化和水庫潰壩等。第7章滑坡和泥石流災害2、泥石流的形成條件地形、松散固100第7章滑坡和泥石流災害泥石流的活動過程:形成-輸移-堆積第7章滑坡和泥石流災害泥石流的活動過程:形成-輸移-堆101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、公路、水渠以及其它工程建筑的不合理開挖。有些泥石流就是在修建公路、水渠、鐵路以及其它建筑活動,破壞了山坡表面而形成的。如云南省東川至昆明公路的老干溝,因修公路及水渠使山體破壞,加之1966年犀牛山地震又形成崩塌、滑坡,致使泥石流更加嚴重;又如香港多年來修建了許多大型工程和地面建筑,幾乎每個工程都要劈山填海或填方,才能獲得合適的建筑場地,1972年一次暴雨,使正在施工的挖掘工程現場120人死于滑坡造成的泥石流。(2)不合理的棄土、棄渣、采石:如四川省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,沖出松散固體物質約lO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;又如甘川公路西水附近,1973年冬在沿公路的溝內開采石料,1974年7月18日發生泥石流,使15座橋涵淤塞。

(3)濫伐亂墾:濫伐亂墾會使植被消失,山坡失去保護、土體疏松、沖溝發育,大大加重水土流失,山坡的穩定性被破壞,崩塌、滑坡等不良地質現象發育,很容易產生泥石流。如甘肅省白龍江中游現在是我國著名的泥石流多發區。而在一千多年前,那里竹樹茂密、山清水秀,后因伐木燒炭,燒山開荒,森林被破環,才造成泥石流泛濫。又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年發生泥石流毀壞了下游村莊、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,山下沖個光”。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102第7章滑坡和泥石流災害3、泥石流發生的時間規律:

(1)季節性:我國泥石流的暴發主要是受連續降雨、暴雨,尤其是特大暴雨集中降雨的激發。因此,泥石流發生的時間規律是與集中降雨時間規律相一致,具有明顯的季節性。一般發生在多雨的夏秋季節。因集中降雨的時間的差異而有所不同。四川、云南等西南地區的降雨多集中在6-9月,因此、西南地區的泥石流多發生在6-9月;而西北地區降雨多集中在6、7、8三個月,尤其是7、8兩個月降雨集中,暴雨強度大,因此西北地區的泥石流多發生在7、8兩個月。據不完全統計,發生在這兩個月的泥石流災害約占該地區全部泥石流災害的90%以上。

(2)周期性:泥石流的發生受暴雨、洪水、地震的影響,而暴雨、洪水、地震總是周期性地出現。因此,泥石流的發生和發展也具有一定的周期性,且其活動周期與暴雨、洪水、地震的活動周期大體相一致。當暴雨、洪水兩者的活動周期相疊加時,常常形成泥石流活動的一個高潮。如云南省東川地區在1966年是近十幾年的強震期,使東川泥石流的發展加劇。僅東川鐵路在1970-1981年的11年中就發生泥石流災害250余次。又如1981年,東川達德線泥石流,成昆鐵路利子伊達泥石流、寶成鐵路、寶天鐵路的泥石流,都是在大周期暴雨的情況下發生的。

(3)泥石流的發生,一般是在一次降雨的高峰期,或是在連續降雨稍后。

第7章滑坡和泥石流災害3、泥石流發生的時間規律:

103第7章滑坡和泥石流災害三、滑坡和泥石流的危害和分布1、滑坡和泥石流對人類的危害(1)對居民點的危害:泥石流最常見的危害之一,是沖進鄉村、城鎮,摧毀房屋、工廠、企事業單位及其他場所設施。淹沒人畜、毀壞土地,甚至造成村毀人亡的災難。如1969年8月云南省大盈江流城弄璋區南拱泥石流,使新章金、老章金兩村被毀,97人喪生,經濟損失近百萬元。第7章滑坡和泥石流災害三、滑坡和泥石流的危害和分布1、104第7章滑坡和泥石流災害(2)對公路、鐵路的危害:泥石流可直接埋沒車站,鐵路、公路,摧毀路基、橋涵等設施,致使交通中斷,還可引起正在運行的火車、汽車顛覆,造成重大的人身傷亡事故。有時泥石流匯入河道,引起河道大幅度變遷,間接毀壞公路、鐵路及其它構筑物,甚至迫使道路改線,造成巨大的經濟損失。如甘川公路394公里處對岸的石門溝,1978年7月暴發泥石流,堵塞自龍江,公路因此被淹1公里,白龍江改道使長約兩公里的路基變成了主河道,公路、護岸及渡槽全部被毀。該段線路自1962年以來,由于受對岸泥石流的影響己3次被迫改線。建國以來,泥石流給我國鐵路和公路造成了無法估計的巨大損失。2008年9月川藏公路因泥石流和山體滑坡造成交通中斷。第7章滑坡和泥石流災害(2)對公路、鐵路的危害:泥石流105第7章滑坡和泥石流災害(3)對水利、水電工程的危害:主要是沖毀水電站、引水渠道及過溝建筑物,淤埋水電站尾水渠,并淤積水庫、磨蝕壩面等。第7章滑坡和泥石流災害(3)對水利、水電工程的危害:主106第7章滑坡和泥石流災害(4)對礦山的危害:主要是摧毀礦山及其設施,淤埋礦山坑道、傷害礦山人員、造成停工停產,甚至使礦山報廢。2008年9月8日8時左右,位于山西臨汾市襄汾縣的陶寺鄉塔山礦區因暴雨發生泥石流,致使該礦廢棄尾礦庫被沖垮。截至當日17時,已發現26人遇難。第7章滑坡和泥石流災害(4)對礦山的危害:主要是摧毀礦107第7章滑坡和泥石流災害2、滑坡和泥石流的分布(1)滑坡和泥石流在我國集中分布在兩個帶上。一是青藏高原及其周邊地區;另一個是中國東部的山區、低山丘陵和平原的過渡帶。

(2)在上述兩個帶中,泥石流又集中分布在一些沿大斷裂、深大斷裂發育的河流溝谷兩側。這是我國泥石流的密度最大、活動最頻繁、危害最嚴重的地帶。

(3)在各大型構造帶中,具有高頻率的泥石流,又往往集中在板巖、片巖、片麻巖、混合花崗巖、千枚巖等變質巖系及泥巖、頁巖、泥灰巖、煤系等軟弱巖系和第四系堆積物分布區。

(4)泥石流的分布還與大氣降水、水雪融化的顯著特征密切相關。即高頻率的泥石流,主要分布在氣候干濕季較明顯、較暖濕、局部暴雨強大、水雪融化快的地區。如云南、四川、甘肅、西藏等。低頻率的稀性泥石流主要分布在東北和南方地區。第7章滑坡和泥石流災害2、滑坡和泥石流的分布(1)滑坡108第7章滑坡和泥石流災害中國特大、較大型崩、滑、流分布直方圖(中國地質災害,1993)第7章滑坡和泥石流災害中國特大、較大型崩、滑、流分布直109第7章滑坡和泥石流災害第7章滑坡和泥石流災害110(1)在典型的泥石流溝進行定點觀測研究,力求解決泥石流的形成與運動參數問題。第7章滑坡和泥石流災害中國科學院成都山地研究所:(4)建立泥石流技術檔案,特別是大型泥石流溝的流域要素、形成條件、災害情況及整治措施等資料應逐個詳細記錄。滑坡的機制是某一滑移面上剪應力超過了該面的抗剪強度所致(2008年國土資源部、水利部、地礦部地質災害勘察規范)。第7章滑坡和泥石流災害◎⑦⑧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:第7章滑坡和泥石流災害我國崩塌、滑坡災害的分布狀況(1)層面傾角α的影響表7-2泥石流的分類及其特征因此,泥石流的發生和發展也具有一定的周期性,且其活動周期與暴雨、洪水、地震的活動周期大體相一致。○③稀性泥石流:以水為主要成分,粘性土含量少,固體物質占10-40%,有很大分散性。第7章滑坡和泥石流災害(1)在典型的泥石流溝進行定點觀測研究,力求解決泥石流的形成111第7章滑坡和泥石流災害第7章滑坡和泥石流災害112重大滑坡、崩塌和泥石流災害成災頻次月變化曲線

(據國家科委全國重大自然災害綜合研究組,1993)第7章滑坡和泥石流災害重大滑坡、崩塌和泥石流災害成災頻次月變化曲線

(據國家科委全113第7章滑坡和泥石流災害四、滑坡和泥石流災害實例表7-3世界上一些重大的滑坡和泥石流災害年份地點死亡人數年份地點死亡人數1916意大利,奧地利100001962秘魯4000~50001920中國a200001970秘魯b700001945日本c120001985哥倫比亞d230001949蘇聯b12000~200001987厄瓜多爾a1000資料來源:美國地質調查局網頁();表中字母表示滑坡和泥石流的不同成因:地震(a)、暴雨(b)、洪水(c)、火山噴發(d)第7章滑坡和泥石流災害四、滑坡和泥石流災害實例表7-3114第7章滑坡和泥石流災害1、危害道路交通1981年,暴雨引起寶成鐵路和隴海鐵路寶天段暴發泥石流,造成了我國鐵路史上最大規模的泥石流災害之一。寶成線淤埋車站5座,50余處受災,中斷行車達二個月之久。寶天段的泥石流泛濫,造成幾處斷道,總淤積量達1.3萬立方米以上,使寶天段成了隴海線上“發炎的盲腸”。這次泥石流造成的經濟損失沒有確切的資料,僅災害后的復修改造費(包括水害)就達4億元。1988年,成昆鐵路沿線32條溝發生54起泥石流,斷道5次,淤埋車站兩個。1985年6月12日,湖北秭歸縣新灘江家坡至廣家巖1300萬立方米滑坡體高速向下滑動,千年古鎮新灘鎮頃刻間被推入長江。

湖北新灘滑坡遺址第7章滑坡和泥石流災害1、危害道路交通115第7章滑坡和泥石流災害2、堵江及潰決洪水滑坡前的易貢湖盆地流淌著易貢河,它并不完全充滿湖水,而是多條漫流呈網狀分布,總面積只有26km2,2000年4月西藏易貢藏布大滑坡堵斷易貢河,形成一個覆蓋面積約33km2的易貢湖第7章滑坡和泥石流災害2、堵江及潰決洪水滑坡前的易貢湖116第7章滑坡和泥石流災害1933年8月25日15時50分30秒,位于四川茂縣的疊溪鎮發生7.5級大地震,震中烈度達到10度,伴隨巨大山崩,銀瓶崖、大橋、疊溪三處崩下之巖石將岷江堵塞,疊溪鎮毀于一旦。在地震發生11天后,高山峽谷中出現一片平湖。湖水隨群山回旋繞曲,逶迤達25里,當時最寬之處約4里,稱為大海子。1933年10月9日下午7時許,也就是地震后第45天因強余震觸發,堰塞湖潰決。積水傾湖涌出,引起岸邊陡峭崖壁猛烈垮塌,洪水怒濤洶涌,長驅直下,亂石飛崩,塵霧障天。根據歷史記載,75年前的這次迭溪堰塞湖大潰決,2萬人喪生。僅在都江堰,就撈起尸體4000具。次生災害死亡的人數遠比地震本身造成的死亡人數多。第7章滑坡和泥石流災害1933年8月25日15時50分117第7章滑坡和泥石流災害唐家山堰塞湖汶川大地震后形成的最大堰塞湖,地震后山體滑坡,阻塞河道形成的唐家壩堰塞湖位于澗河上游距北川縣城約6公里處,是北川災區面積最大、危險最大的一個堰塞湖。庫容為1.45億立方米。體順河長約803米,橫河最大寬約611米,頂部面積約30萬平方米,由石頭和山坡風化土組成。震前震后第7章滑坡和泥石流災害唐家山堰塞湖震前震后118第7章滑坡和泥石流災害3、危害城鎮,造成人員傷亡2006年2月

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