特大地质灾害早期识别理论、方法与技术.pdf

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1、特大地质灾害早期识别特大地质灾害早期识别理 论理 论、方 法 与 技 术方 法 与 技 术汇报人：汇报人：殷跃平殷跃平自然资源部地质灾害技术指导中心自然资源部地质灾害技术指导中心日日期：期：2019.11.152019.11.15汇报提纲汇报提纲问题提出问题提出易滑结构分析与早期识别易滑结构分析与早期识别风险管理与防治工程风险管理与防治工程结语与致谢结语与致谢湖北秭归新滩特大滑坡湖北秭归新滩特大滑坡(1985.6.12)(1985.6.12)涌浪高涌浪高5353m m问题提出问题提出问题提出问题提出“新滩型”滑坡成为斜倾岩层的一种典型失稳机理：侧向崩塌“新滩型”滑坡成为斜倾岩层的一种典型失稳机

2、理：侧向崩塌堆积于下部缓坡上，受暴雨等因素影响时，转化为堆积层滑坡。堆积于下部缓坡上，受暴雨等因素影响时，转化为堆积层滑坡。常规的斜倾岩层失稳类型常规的斜倾岩层失稳类型湖北秭归新滩滑坡湖北秭归新滩滑坡侧向崩塌“堆积层”滑坡湖北清江茅坪斜坡问题提出问题提出重庆南川重庆南川单斜单斜结构斜坡：底部开采铝土矿结构斜坡：底部开采铝土矿问题提出问题提出20152015年年8 8月月1212日日0 0时时3030分分，陕陕西西山阳山阳特大山体特大山体滑坡灾害滑坡灾害，6565人死人死。长长550550m m、宽宽130130m m、厚厚1010-4040m m；体积：；体积：16816810104 4m m

3、3 3。陕西山阳特大滑坡陕西山阳特大滑坡。问题提出问题提出问题提出问题提出“总方量约3000m3。崩落高度约50m左右，岩体破碎，距居民区及村庄较远，不存在威胁，但对耕种人员构成威胁。”案例案例0202：贵州：贵州纳雍张家湾崩塌纳雍张家湾崩塌问题提出问题提出2017年8月28日，贵州纳雍张家湾镇发生崩塌，造成33人遇难。案例案例0202：贵州：贵州纳雍张家湾崩塌纳雍张家湾崩塌汇报提纲汇报提纲问题提出问题提出易滑结构分析与早期识别易滑结构分析与早期识别风险管理与防治工程风险管理与防治工程结语与致谢结语与致谢滑坡基本要素滑坡基本要素联合国教科文滑坡小组定义灾难教训灾难教训(湖北秭归千将坪滑坡，20

4、13.7)旋转滑动旋转滑动平移滑动平移滑动块体滑动块体滑动岩石崩落岩石崩落泥石流泥石流崩塌崩塌(山崩山崩)土流土流蠕变蠕变侧向扩展侧向扩展岩石倾倒岩石倾倒国际上公认的十种失稳类型国际上公认的十种失稳类型灾难教训灾难教训HungrHungr新近发表的论新近发表的论文文VarnesVarnes滑坡分类滑坡分类与更新与更新被授予国际被授予国际滑坡协会最佳论文奖滑坡协会最佳论文奖灾难教训灾难教训失稳机理失稳机理安全系数安全系数成灾模式成灾模式风险规避风险规避静力学静力学动力学动力学必须回答社会关注的问题：原因？必须回答社会关注的问题：原因？问题提出问题提出三叠系下统夜郎组地层三叠系下统夜郎组地层形成陡

5、峭山脊形成陡峭山脊；二叠系上统龙潭组含煤二叠系上统龙潭组含煤地层露头部位地势平缓。地层露头部位地势平缓。案例案例0202：贵州：贵州纳雍张家湾崩塌纳雍张家湾崩塌Largest Rockslide大光包滑坡大光包滑坡易滑地质结构易滑地质结构安县大光包滑坡安县大光包滑坡Daguangbao Rockslide Volume:1.2b m3易滑地质结构易滑地质结构易滑地质结构易滑地质结构构造型式构造型式Geology:thrusting nappe structure；地层岩组地层岩组Parent rock:limestone&Sandstone phosphorus灾害地貌灾害地貌Topograp

6、hy:multi-step cliffsLocation of Largest Rockslide 易滑地质结构易滑地质结构(据于海英改，2009)Relationship between acceleration&distanceCentralized zone for landslides汶川地震滑坡与加速度衰减曲线汶川地震滑坡与加速度衰减曲线易滑地质结构易滑地质结构藏东三江地区地质灾害1313日日8 8时，堰塞坝自然溃口，时，堰塞坝自然溃口，2222时险情解除时险情解除最大泄流量最大泄流量10 000m3/s10 000m3/s20182018年年1010月月1111日凌晨日凌晨，西藏江

7、西藏江达达白格白格金沙江金沙江发生发生滑坡滑坡，阻断阻断金沙江金沙江，形成堰塞湖形成堰塞湖。总体积总体积34003400万万m m3 3。入江量入江量24002400万万m m3 3。易滑地质结构易滑地质结构滑坡前影像滑坡前影像第一次滑坡第一次滑坡（10.1110.11）第二次滑坡堰塞湖第二次滑坡堰塞湖（11.311.3）金沙江白格滑坡灾前后影像金沙江白格滑坡灾前后影像易滑地质结构易滑地质结构1994 年 以 来，圈定了20万m3的危岩体，判断可能向东侧向崩塌，水平位移100m，垂直位移120m。The potential geohzd was firstly recognized in 19

8、94Rockfall 200 thousand mpotentialreal重庆武隆鸡尾山斜坡：成灾模式？易滑结构易滑结构当地政府采取了避险搬迁措施，于2005年前陆续避让搬迁了处于危岩体东侧崩塌危险区范围内的300余人。重庆武隆鸡尾山斜坡：成灾模式？易滑结构易滑结构果断采取了挖断公路、设立警戒线、阻止客车和路人通过等措施，有效避免了所划定危险区内的人员重大伤亡。重庆武隆鸡尾山斜坡：成灾模式？易滑结构易滑结构Former village siteRisk zoneMining AditrockslideFragment-flow重庆武隆鸡尾山斜坡：成灾模式？易滑结构易滑结构重庆武隆鸡尾山斜坡：

9、成灾模式？2009年6月5日，武隆鸡尾山发生大型山体滑坡突破了常规斜倾岩层失稳类型突破了常规斜倾岩层失稳类型易滑结构易滑结构据常规模式，识别为崩塌。据常规模式，识别为崩塌。对发生特大高速远程滑动的对发生特大高速远程滑动的成灾模式未能预料成灾模式未能预料Nobodyknewthatslopewould slide to north,not fall toeast.Fall,or not?Danger！ExpectActualEN重庆武隆鸡尾山斜坡：成灾模式？2009200915 yrs late易滑结构易滑结构预测判断预测判断实际结果实际结果成灾模式成灾模式崩塌崩塌滑坡滑坡-碎屑流碎屑流成灾范围

10、成灾范围100m1500m成灾方向成灾方向向东向东向北向北崩滑体积崩滑体积20万万m700万万m1515年预警，年预警，7 7次排查次排查鸡尾山斜坡：成灾模式四个方面的偏差ExpectantActual resultFailure modeRockfallRockslideRun-out100 m1500 mSliding DirectionEastNorthVolume200103m7106m易滑结构易滑结构鸡尾山地层结构远景易滑结构易滑结构T04.1-13.9万年前Fractures have developed since 10 thousands yrs ago 溶蚀裂缝溶蚀裂缝T12

11、.6-5.3万年前斜坡被二条溶蚀裂缝分离易滑结构易滑结构斜坡被二条溶蚀裂缝分离易滑结构易滑结构大溶洞大溶洞Karst cave落水洞落水洞sinkhole溶蚀裂缝溶蚀裂缝Karst fracture鸡尾山斜坡前缘为岩溶发育带易滑结构易滑结构N15W 2035软弱夹层软弱夹层Peak shear strengthis very high鸡尾山斜坡原生炭质页岩层易滑结构易滑结构碳质页岩软层被强烈挤压错动成滑带碳质页岩软层被强烈挤压错动成滑带10cm Residual shear strength is low due-to long-term creep易滑结构易滑结构原生软岩层间剪切带呈台阶状，

12、具有剪断破坏特征呈流纹状，具有滑移破坏特征，擦痕、泥化清晰滑带呈锯齿状-流纹状，具有剪断-滑移破坏特征鸡尾山软层剪切流变试验试样破坏特征鸡尾山软层剪切流变试验试样破坏特征易滑结构易滑结构鸡尾山斜坡软层粘土矿物含量对比鸡尾山斜坡软层粘土矿物含量对比易滑结构易滑结构饱和状态鸡尾山斜坡软层剪切流变特性鸡尾山斜坡软层剪切流变特性易滑结构易滑结构()1KnKEtttsKMMDuetetEE=+改进的Burgers非线性损伤流变模型本构方程拟合曲线与试验数据对比软层剪切流变模型软层剪切流变模型易滑结构易滑结构Max:19 600 t/m鸡尾山斜坡下滑推力增加趋势曲线鸡尾山斜坡下滑推力增加趋势曲线Drivi

13、ng force vs.various creep stages易滑结构易滑结构Falls 5hrs before sliding 斜倾视向滑动型滑坡失稳特征斜倾视向滑动型滑坡失稳特征易滑结构易滑结构累计形变图（184天间隔）lnterferogrammap with 184-days intermit in 2007Early Recognition with InSAROne and half year before One and half year before sliding sliding 易滑结构易滑结构RS fractures鸡尾山滑坡呈关键块体失稳机理T0T1Driving

14、block Resisting block易滑结构易滑结构Centrifuge TestCLCCCCg8001.621296/n1nActual Model Dimension实际模型尺寸实际模型尺寸模型试验相似比模型试验相似比利用离心机产生的离心力场提高模型体积力,以模拟原型在自然重力场下行为鸡尾山型滑坡大型离心机模型试验鸡尾山型滑坡大型离心机模型试验易滑结构易滑结构Rockslide model for Centrifuge Test山体斜向滑动土工离山体斜向滑动土工离心机试验模型心机试验模型resisting key blockdriving blockbedrock鸡尾山型滑坡大型离心

15、机模型试验鸡尾山型滑坡大型离心机模型试验易滑结构易滑结构B1B2B3Key block is failed at firstbedrock鸡尾山型滑坡大型离心机模型试验鸡尾山型滑坡大型离心机模型试验易滑结构易滑结构B1B2B3B1B2B3voltageacceleration加速度达到14g时，B2和B3，B1点电压相继骤降。表明关键块体不能抵抗下滑力，使山体脆性破坏。bedrock鸡尾山型滑坡大型离心机模型试验鸡尾山型滑坡大型离心机模型试验易滑结构易滑结构岩溶发育带上大量脆性剪断残壁显示关键块岩溶发育带上大量脆性剪断残壁显示关键块体强度瞬时丧失导致高速滑动体强度瞬时丧失导致高速滑动鸡尾山前缘

16、岩溶带脆性剪断特征易滑结构易滑结构不同溶蚀率不同溶蚀率剪应力剪应力剪切位移剪切位移关系关系曲线曲线Shear stress vs.displacement under various karst ratio易滑结构易滑结构t=15st=35st=45st=80s块体挤出与对面山体撞击转向向 N 远距离滑动a.c.b.d.鸡尾山型滑坡成灾模式：高位滑坡鸡尾山型滑坡成灾模式：高位滑坡-远程碎屑流远程碎屑流易滑结构易滑结构因预警及时，保障了1365人生命安全。使村镇、厂矿、公路等损失降到最低重庆南川甑子崖崩塌成灾模式：重庆南川甑子崖崩塌成灾模式：底部溃曲底部溃曲-远程碎屑流远程碎屑流易滑结构易滑结构

17、甑子岩崩塌过程影像解析甑子岩崩塌过程影像解析49.4m/s11siniiiihhvt+=iiivvv=+112iiiitvva=+1iiiTTt=+1(1)(2)(3)(4)运动学方程组崩塌崩塌失稳运动过程影像解析失稳运动过程影像解析易滑结构易滑结构受力分析示意图测点C速度时程曲线(5)(6)5806.05053.02278.1345.00183.0234+=ttttv5053.04556.2035.10732.023+=ttta测点C理论与实测加速度曲线对比连续负向波动碰撞-破裂-解体低速加速减速崩塌过程中测点C位移柱状图易滑结构易滑结构底部压底部压裂溃屈裂溃屈整体崩整体崩塌解体塌解体高速远

18、程高速远程碎屑流碎屑流重庆南川甑子崖崩塌成灾模式：重庆南川甑子崖崩塌成灾模式：底部溃曲底部溃曲-远程碎屑流远程碎屑流易滑结构易滑结构压裂溃屈式崩塌压裂溃屈式崩塌在中上部岩体自重荷载作用下底部硬质在中上部岩体自重荷载作用下底部硬质岩体受压导致损伤破裂并引发整个塔柱状岩体崩解岩体受压导致损伤破裂并引发整个塔柱状岩体崩解（a）损伤发展阶段（b）压致扩容阶段（c）破裂扩展阶段（d）整体崩解阶段岩体底部硬岩压裂溃屈式崩塌地质模型岩体底部硬岩压裂溃屈式崩塌地质模型损伤孕育损伤孕育裂隙裂隙底部压裂底部压裂破坏破坏破裂向上破裂向上扩展扩展崩塌失稳崩塌失稳解体解体易滑结构易滑结构数值方法数值方法得到的声发得到的

19、声发射参数为损射参数为损伤分析提供伤分析提供了依据了依据。累积声发射计数曲线也呈现累积声发射计数曲线也呈现平缓平缓-稳增稳增-陡增陡增的趋势特点的趋势特点长期低位长期低位单点爆发单点爆发重庆南川甑子崖崩塌成灾模式：重庆南川甑子崖崩塌成灾模式：底部溃曲底部溃曲-远程碎屑流远程碎屑流易滑结构易滑结构利用利用RFPA开展数开展数值模拟值模拟，对巨厚层对巨厚层岩体的损伤特性与岩体的损伤特性与变形特征进行了深变形特征进行了深入的还原与研究入的还原与研究（a）Step 20（b）Step 37（c）Step 57（d）Step 62（e）Step 70（f）Step 80破坏过程同步声发射结果重庆南川甑子

20、崖崩塌成灾模式：重庆南川甑子崖崩塌成灾模式：底部溃曲底部溃曲-远程碎屑流远程碎屑流易滑结构易滑结构长期荷载作用有效承载面积减小双向弱化引入损伤变量计算有效荷载应力与承载抗力重庆南川甑子崖崩塌成灾模式：重庆南川甑子崖崩塌成灾模式：底部溃曲底部溃曲-远程碎屑流远程碎屑流易滑结构易滑结构高程高程3450m3450m8383人死亡人死亡（20172017-0606-2424）高程高程2250m2250m20172017年年6 6月月2424日日，四川茂四川茂县发生特大滑坡灾害县发生特大滑坡灾害，摧毁了新磨村村庄摧毁了新磨村村庄，导导致致8383人死亡人死亡。易滑结构与成灾模式易滑结构与成灾模式四川茂县

21、新磨高位远程滑坡碎屑流四川茂县新磨高位远程滑坡碎屑流易滑结构与成灾模式易滑结构与成灾模式滑坡发生前后遥感影像对比滑坡发生前后遥感影像对比易滑结构与成灾模式易滑结构与成灾模式茂县新磨滑坡滑动前工程地质剖面图茂县新磨滑坡滑动前工程地质剖面图易滑结构与成灾模式易滑结构与成灾模式茂县新磨滑坡滑动后工程地质剖面图茂县新磨滑坡滑动后工程地质剖面图易滑结构与成灾模式易滑结构与成灾模式茂县新磨滑坡物源和堆积分区茂县新磨滑坡物源和堆积分区滑坡发生前的景象滑坡发生前的景象滑坡灾害区地质条件复杂，已进行过多次地质灾滑坡灾害区地质条件复杂，已进行过多次地质灾害调查、排查和详细调查。害调查、排查和详细调查。2017年，

22、正在该地进行年，正在该地进行新一轮新一轮1/5万地质灾害图幅调查。万地质灾害图幅调查。易滑结构与成灾模式易滑结构与成灾模式易滑结构易滑结构顺向结构顺向结构，杂谷脑组变质石英砂杂谷脑组变质石英砂岩岩，夹千枚岩夹千枚岩、板岩板岩。波状扰曲波状扰曲,受多组受多组反倾节理反倾节理切割切割，构成块状顺层易滑地质结构构成块状顺层易滑地质结构。滑前滑前3636小时的滑坡源区鼓胀解体小时的滑坡源区鼓胀解体易滑结构易滑结构倒石锥倒石锥滑前滑前3636小时的滑坡源区鼓胀解体小时的滑坡源区鼓胀解体34002400滑源区高位加载效应导致远程成灾滑源区高位加载效应导致远程成灾加载效应加载效应成灾模式成灾模式后缘加载与斜

23、坡稳定系数关系曲线后缘加载与斜坡稳定系数关系曲线成灾模式成灾模式（据赵永改，2017）新磨滑坡地震记录曲线新磨滑坡地震记录曲线成灾模式成灾模式滑坡滑坡-碎屑流堆积特征碎屑流堆积特征成灾模式成灾模式3040(Adrian E.Scheidegger,1973)1.雪橇模型雪橇模型HL)*(2LfHgV=V V滑动速度，滑动速度，g重力加速度，重力加速度，H高差，高差，L水平距离，水平距离，f斜率，即等效摩擦系数斜率，即等效摩擦系数。成灾模式成灾模式1.雪橇模型雪橇模型雪橇模型雪橇模型成灾模式成灾模式)21()()(2mvRyvPyxxPxFyFxFvWam+=考虑液化对滑动面强度影响考虑液化对滑

24、动面强度影响，Sassa 引入了视摩擦角概念引入了视摩擦角概念:tantanua=（据据Sassa，2004）2.液化模型液化模型成灾模式成灾模式2.液化模型液化模型雪橇模型雪橇模型液化效应液化效应成灾模式成灾模式Voellmy model基底阻力模型基底阻力模型Voellmy fluidFrictional model铲刮：铲刮：Hertz碰撞力碰撞力液化：超孔隙水压力液化：超孔隙水压力Boundary column：Bed-normal orientation3.摩擦模型摩擦模型成灾模式成灾模式雪橇模型雪橇模型液化效应液化效应摩擦模型摩擦模型(FVF)(FVF)3.摩擦模型摩擦模型成灾模式

25、成灾模式4.颗粒流模型颗粒流模型块石堆积块石堆积成灾模式成灾模式Hertz-Mindlin(no slip)模型XB,localA颗粒B颗粒ZA,localXA,localYA,localZB,localYB,localFnormalFtangentialktcnknct阻尼颗粒刚度(弹簧)摩擦系数摩擦力摩擦力切向摩擦力遵守库伦摩擦定律滚动摩擦力通过接触定向恒转矩模型iinriRFuT=其中：ru 滚动摩擦系数；iR 颗粒i的质心到接触点的距离；i 颗粒i在接触点处的单位角速度向量。阻尼力阻尼力法向切向relnndnvmSF652=relttdtvmSF652=4.颗粒流模型颗粒流模型成灾模式

26、成灾模式4.颗粒流模型颗粒流模型成灾模式成灾模式多体动力学多体动力学滑源区滑源区村庄村庄碎屑流区碎屑流区雪橇模型雪橇模型液化效应液化效应摩擦模型摩擦模型(FVF)(FVF)颗粒流模型颗粒流模型(EDEM)(EDEM)4.颗粒流模型颗粒流模型成灾模式成灾模式（据赵永改，2017）新磨滑坡地震记录曲线新磨滑坡地震记录曲线成灾模式成灾模式两组反倾节理带，典型两组反倾节理带，典型的“锁固段”失稳机理的“锁固段”失稳机理滑坡高位剪出，连续加载并堆积滑坡高位剪出，连续加载并堆积于斜坡体上部，导致残坡积岩土于斜坡体上部，导致残坡积岩土层失稳并转化为管道型碎屑流层失稳并转化为管道型碎屑流地形开阔、坡度变缓，地

27、形开阔、坡度变缓，转化为扩散型碎屑流散转化为扩散型碎屑流散落堆积，形成堰塞湖。落堆积，形成堰塞湖。成灾模式成灾模式易滑结构与成灾模式易滑结构与成灾模式滑坡发生前后遥感影像对比滑坡发生前后遥感影像对比早期识别与地质调查早期识别与地质调查新磨村所坐落新磨村所坐落的 老 滑 坡 体 为的 老 滑 坡 体 为19331933年叠溪地震年叠溪地震所触发所触发。在斜坡在斜坡中部残留滑坡堆中部残留滑坡堆积体和倒石锥积体和倒石锥。（2007.1.1)2007.1.1)新磨村新磨村后山滑坡后山滑坡早期识别与地质调查早期识别与地质调查早期识别与地质调查早期识别与地质调查（Emanuele Intrieri，201

28、7）滑坡源区变形滑坡源区变形INSAR技术早期识别技术早期识别早期识别与地质调查早期识别与地质调查顺向结构顺向结构，杂谷脑组杂谷脑组变质石英砂岩变质石英砂岩，夹千夹千枚岩枚岩、板岩板岩。岩岩层呈波状扰曲层呈波状扰曲,受多受多组组反倾节理反倾节理切割切割，构构成块状顺层易滑地质成块状顺层易滑地质结构结构。19771977年年7 7月月1313日测流日测流，泉水流量达泉水流量达2525.7171l/sl/s。据村民介绍据村民介绍，“该冲沟切该冲沟切割深度超过割深度超过1 1m m，常年流水常年流水，但滑坡发但滑坡发生前两年水干枯了生前两年水干枯了。”早期识别与地质调查早期识别与地质调查茂县新磨滑坡

29、附近水文地质条件茂县新磨滑坡附近水文地质条件位于1933.3.25叠溪7.5级地震震中区，震源深度为6.1km，烈度度。区域地震烈度图：区域地震烈度图：叠溪叠溪Ms7.5 级地震级地震汶川汶川Ms8.0级地震级地震早期识别与地质调查早期识别与地质调查叠溪叠溪Ms7.5 级地震震中区滑坡及堰塞湖分布图级地震震中区滑坡及堰塞湖分布图早期识别与地质调查早期识别与地质调查早期识别与地质调查早期识别与地质调查滑源区山脊地震动放大效应明显滑源区山脊地震动放大效应明显6月月1日至日至23日累日累计 降 雨 均 超 过计 降 雨 均 超 过200mm，较常年较常年同期偏多同期偏多30%，其中其中，6月月8日至

30、日至14日累计降雨约日累计降雨约80mm茂县新磨滑坡附近降雨曲线茂县新磨滑坡附近降雨曲线早期识别与地质调查早期识别与地质调查早期识别与地质调查早期识别与地质调查 高陡临空条件高陡临空条件 易滑地质结构易滑地质结构 震裂山体效应震裂山体效应 降雨入渗影响降雨入渗影响 高位远程致灾高位远程致灾早期识别因素早期识别因素20162016年年7 7月月6 6日，新疆叶城柯克亚乡发生泥石流，日，新疆叶城柯克亚乡发生泥石流，因灾死亡因灾死亡4242人，电力、人，电力、通讯、道路、桥梁等基础设施完全中断。通讯、道路、桥梁等基础设施完全中断。新疆叶城滑坡堵溃型泥石流（新疆叶城滑坡堵溃型泥石流（2016.7.6）

31、早期识别与地质调查早期识别与地质调查新疆叶城滑坡堵溃型泥石流（新疆叶城滑坡堵溃型泥石流（2016.7.6）早期识别与地质调查早期识别与地质调查（1）斜坡拉裂变形阶斜坡拉裂变形阶段段；（2）斜坡滑坡堵塞沟道，形成堵溃点；斜坡滑坡堵塞沟道，形成堵溃点；（3）在强降雨作用下，在强降雨作用下，堰塞坝堰塞坝溃决，溃决，引起下游滑坡，引起下游滑坡，形成泥石流。形成泥石流。早期识别与地质调查早期识别与地质调查堵溃型滑坡堵溃型滑坡-泥石流遥感特征泥石流遥感特征基于基于InSARInSAR的的小小流域地质灾害分布状况流域地质灾害分布状况早期识别与地质调查早期识别与地质调查早期识别与地质调查早期识别与地质调查运用

32、运用“星“星-空空-地”一体化技术，完成了地”一体化技术，完成了新疆新疆富民富民安居点安居点和兵团驻地和兵团驻地地质灾害调查及危险性评估地质灾害调查及危险性评估。新疆建设兵团驻地新疆建设兵团驻地地质灾害调查地质灾害调查早期识别与地质调查早期识别与地质调查完成了完成了基于基于RSRS和成灾模式的和成灾模式的地质灾害调查地质灾害调查图件图件汇报提纲汇报提纲问题提出问题提出易滑结构分析与早期识别易滑结构分析与早期识别风险管理与防治工程风险管理与防治工程结语与致谢结语与致谢斜倾视向滑动型滑坡：关键阻滑块体脆性剪断斜倾视向滑动型滑坡：关键阻滑块体脆性剪断如何进行防范？早期识别早期识别斜倾层状岩质滑坡视向

33、滑动失稳的基本特征斜倾层状岩质滑坡视向滑动失稳的基本特征类型类型岩层结构岩层结构失稳模式失稳模式特征描述特征描述地层地层倾角倾角坡面坡面倾向倾向滑动滑动方向方向速速度度斜 倾斜 倾顺层顺层上 硬 下 软上 硬 下 软二 元 结 构二 元 结 构。下 部 软 层下 部 软 层多 为 被 开多 为 被 开采矿层采矿层。关键块体关键块体失 稳失 稳-滑滑移移块裂状岩体沿真倾向顺向蠕动块裂状岩体沿真倾向顺向蠕动，形成下形成下滑驱动块体滑驱动块体，前缘稳定山体阻挡前缘稳定山体阻挡，致使致使驱动块体下滑方向偏转为视向滑动驱动块体下滑方向偏转为视向滑动，直直接挤压前部阻滑关键块体接挤压前部阻滑关键块体。关键

34、块体首关键块体首先失稳崩落先失稳崩落，沿软弱层面形成连锁式的沿软弱层面形成连锁式的滑动破坏滑动破坏。2020-4545与 地 层与 地 层倾 向 夹倾 向 夹角角9090与地层与地层倾角夹倾角夹角角1010高高速速Similar hazardous patternhas been early recognized.（武隆县羊角场镇）（武隆县羊角场镇）乌江流域乌江流域“斜倾视向滑动型斜倾视向滑动型”滑坡危及滑坡危及97309730多人多人Apparent rockslideHuge rock斜倾视向滑动型滑坡：早期识别与风险规避斜倾视向滑动型滑坡：早期识别与风险规避早期识别早期识别武隆羊角镇滑坡

35、风险评价图武隆羊角镇滑坡风险评价图风险控制风险控制防治工程防治工程三峡兵书宝剑峡特大危险山体三峡兵书宝剑峡特大危险山体链子崖新滩400400多年来一直采煤，多次发生崩滑，断航最长达多年来一直采煤，多次发生崩滑，断航最长达8282年。年。防治工程防治工程监测显示位移加速监测显示位移加速危岩体威胁长江安全危岩体威胁长江安全19921992年年，变形加剧变形加剧，对长江航道和拟建的三峡大坝对长江航道和拟建的三峡大坝构成严重威胁构成严重威胁。国务院紧急设立专项开展工程治理国务院紧急设立专项开展工程治理。链子崖山体变形监测结果链子崖山体变形监测结果G G上上危岩下部煤层采空区危岩下部煤层采空区裂缝宽大于

36、裂缝宽大于5m5m分布有分布有5757条陡倾裂缝条陡倾裂缝链子崖山体呈块裂结构，稳定性差链子崖山体呈块裂结构，稳定性差防治工程防治工程防治工程防治工程三峡链子崖危岩体锚固力优化设计三峡链子崖危岩体锚固力优化设计建立优化设计方法建立优化设计方法，调整锚固调整锚固方位方位，使使总锚固力最小总锚固力最小，达到达到安全安全经济的目的经济的目的。锚索剖面布置图底部底部3000kN3000kN锚索锚索裂缝多点位移监测裂缝多点位移监测上部上部1000kN1000kN锚索锚索采空区裂缝监测采空区裂缝监测三峡链子崖危岩体整治工程现场三峡链子崖危岩体整治工程现场防治工程防治工程135m156m175m防治工程防治

37、工程三峡链子崖三峡链子崖T8T8缝变形监测结果缝变形监测结果(1995(1995年年8 8月月20102010年年8 8月月)确保了在建的三峡大坝和长江航运免遭堰塞湖溃决涌浪灾难2003年6月，三峡工程开始蓄水135m135m整治工程经受了三峡水库试验性蓄水检验整治工程经受了三峡水库试验性蓄水检验防治工程防治工程基本情况基本情况巫峡段库岸斜坡劣化带基本特征巫峡段库岸斜坡劣化带基本特征巫峡巫山境内约2424kmkm，为高陡峡谷地貌，高差约600600-12001200m m，地形坡角为3535至7575。蓄水水位抬升蓄水水位抬升100100多米且每年涨多米且每年涨落落30m,30m,库岸斜坡岩体

38、长期劣化库岸斜坡岩体长期劣化_175m_175m高水位高水位_145m_145m低水位低水位 监测仪器现场安装与调试监测仪器现场安装与调试风险控制风险控制三峡水库斜坡岩体劣化带实时监测三峡水库斜坡岩体劣化带实时监测风险控制风险控制一旦发生崩塌一旦发生崩塌，必将必将对长江航道安全形成对长江航道安全形成极大威胁极大威胁箭穿洞危岩体呈“塔柱状，后缘高程为305305m m，基 座 高 程 为155155m m，高差为150150m m，平均高差130130m m，方量约3535.757510104 4m m3 3。三峡水库蓄水斜坡岩体劣化带三峡水库蓄水斜坡岩体劣化带风险控制风险控制从20132013

39、至20172017年，基座岩体的宏观劣化现象明显，基座软弱带多次发生约1 1-5 5m m3 3的崩塌。三峡水库蓄水斜坡岩体劣化带三峡水库蓄水斜坡岩体劣化带损伤劣化损伤劣化底部压裂底部压裂破裂扩展破裂扩展失稳破坏失稳破坏斜坡岩体底部压裂溃屈式崩塌模型斜坡岩体底部压裂溃屈式崩塌模型在上部岩体自重荷载作用下底在上部岩体自重荷载作用下底部岩体受压导致损伤破裂并引发部岩体受压导致损伤破裂并引发斜坡岩体崩解失稳斜坡岩体崩解失稳风险控制风险控制水力耦合损伤破坏试验水力耦合损伤破坏试验通过高清摄影通过高清摄影，记录记录了了水力耦合作用下水力耦合作用下试样裂试样裂纹产生纹产生、扩展直至整体破扩展直至整体破坏的

40、全过程坏的全过程。在压裂过程中呈现裂在压裂过程中呈现裂隙上下贯通劈裂状隙上下贯通劈裂状，形成形成底部溃决破坏模式底部溃决破坏模式。(与中山大学与中山大学 周翠英团队合作，周翠英团队合作，20182018）风险控制风险控制水水水水岩岩水力耦合环境与常规试验对比水力耦合环境与常规试验对比（20172017-0606-2424）相对于常规三轴试验，水相对于常规三轴试验，水-应力耦合力学环境下，试样进入塑性阶段应力耦合力学环境下，试样进入塑性阶段后，在损伤发展阶段所引发的损伤积累更为明显，而在突发阶段，虽然后，在损伤发展阶段所引发的损伤积累更为明显，而在突发阶段，虽然损伤变量存在倍增现象，但其绝对值相

41、对较小。损伤变量存在倍增现象，但其绝对值相对较小。风险控制风险控制轴向应力损伤变量损伤变量时间轴向应变水力耦合水力耦合常规常规常规常规基于损伤的斜坡基于损伤的斜坡岩体岩体溃决型破坏评价方法溃决型破坏评价方法()01DAAD=()()0H1DLDh AHhAD=()31sin11sinDcD+=+压剪破坏应力阈值()311DtcD=+压张破坏应力阈值等效荷载应力D与与Dt的的大小随参数取值而变化大小随参数取值而变化DtD当DtD当有效承载面积DLDt 稳定 压剪溃屈破坏 压张溃屈破坏DLDDDtDLDL 稳定 压张溃屈破坏 压剪溃屈破坏DLDtDtDDDL风险控制风险控制参数 ()(KN/m3)

42、3(MPa)c(MPa)H(m)h(m)D 取值 0.28 32 27.2 0.5 5.775 130 10 0.3 Fs-c Fs-s Dt(MPa)D(MPa)DL(MPa)1.06 1.11 4.943 5.182 4.663 计算结果列表1.06Dts cDLF=1.11Ds sDLF=处于欠稳定状态，具发生溃屈型崩塌可能处于欠稳定状态，具发生溃屈型崩塌可能实测参数列表2lkw1fba25.49h1bcos3 sins tWFV+=+()cossintan1.82sincoss sWVUclFWV+=+目前状态稳定，不存在致灾风险目前状态稳定，不存在致灾风险倾倒和滑移式失稳评价结果溃屈

43、型失稳评价结果基于损伤力学的溃屈型崩塌失稳评价方法基于损伤力学的溃屈型崩塌失稳评价方法风险控制风险控制危岩整治工程竣工危岩整治工程竣工风险控制风险控制防治工程设计剖面图对劣化带进行加固(2019.8)高差高差120120m,m,体积体积3636万万m m3 3防治工程远眺潜在涌浪潜在涌浪47m!47m!三峡水库箭穿洞危岩整治工程三峡水库箭穿洞危岩整治工程基座治理工程：平硐钢筋砼键体充填+锚杆+固结注浆+水下柔性防护垫。风险控制风险控制箭穿洞危岩涌浪预测图风险控制风险控制参照风暴潮、海浪、海啸和海冰灾害应急预案，大于3m为红色预警(风险极大),约4.5km；23m为橙色预警(风险大),约5.5k

44、m；12m为黄色预警(风险中等),约5.0km；小于1m为蓝色预警区（风险小）。箭穿洞危岩涌浪预测图风险控制风险控制参照风暴潮、海浪、海啸和海冰灾害应急预案，大于3m为红色预警(风险极大),约4.5km；23m为橙色预警(风险大),约5.5km；12m为黄色预警(风险中等),约5.0km；小于1m为蓝色预警区（风险小）。汇报提纲汇报提纲问题提出问题提出易滑结构分析与早期识别易滑结构分析与早期识别风险管理与防治工程风险管理与防治工程结语与致谢结语与致谢贵州关岭大寨滑坡贵州关岭大寨滑坡碎屑流碎屑流结语结语Water-bearing rock(sinkhole)Pore waterWater-resisting layerRainfallPotential sliding surfaceMudflow areaRockslide areaRockfall areaWater-bearing rock(crack)岩溶山区地质灾害模式之一关岭型岩溶山区地质灾害模式之一关岭型结语结语Zengjiazhai villageYizizhai village(b)(46(46人死亡，人死亡，20132013-0101-11)11)云南镇雄赵家沟滑坡云南镇雄赵家沟滑坡-碎屑流碎屑流结语结语云南镇雄赵家沟滑坡-碎屑流向灾区群众解释滑坡-碎屑流的成因RESCUE 救援Thanks!