特大地质灾害早期识别理论、方法与技术.pptx

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1、问题提出问题提出 重庆南川单斜结构斜坡：底部开采铝土矿重庆南川单斜结构斜坡：底部开采铝土矿20152015年年8 8月月1212日日0 0时时3030分，陕分，陕西山阳特大山体滑坡灾害，西山阳特大山体滑坡灾害，6565 人死人死。长。长550m550m、宽宽130m130m、厚、厚 10-40m10-40m；体积：；体积：16810168104 4m m 3 3。问题提出问题提出陕西山阳特大滑坡陕西山阳特大滑坡“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：贵州纳雍张家湾：贵州纳雍张家湾崩塌崩塌问题提出问题

2、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：贵州纳雍：贵州纳雍张家湾崩塌张家湾崩塌问题提出问题提出汇报提纲汇报提纲 易滑结构分析与早期识别易滑结构分析与早期识别争-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问题提出问题提出灾难教训灾难教训(湖北秭归千将坪滑坡，2013.7)联合国教科文滑坡小组定义滑坡基本要素滑坡基本要素HungrHungr新近发表的论新近发表的论文文VarnesVarnes滑坡分类滑坡分类 与更新被授予国际与更新被授予国际 滑坡协会最佳论文奖滑坡协会最佳论文奖国际上公认的十种失稳类国际上公认的十种失稳类型型灾难教训灾难教

3、训岩石崩落岩石崩落块体滑动块体滑动蠕变蠕变土流土流侧向扩展侧向扩展崩塌崩塌(山崩山崩)旋转滑动旋转滑动平移滑动平移滑动岩石倾倒岩石倾倒泥石流泥石流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？静力学静力学 动力学动力学灾难教训灾难教训成灾模式成灾模式失稳机理失稳机理风险规避风险规避安全系数安全系数三叠系下统夜郎组地三叠系下统夜郎组地层层 形成陡峭山脊；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：贵州纳雍：贵州纳雍张家湾崩塌张家湾崩塌问题提出问题提出Largest Rockslide大光包滑坡大光包滑坡易滑地质

4、结构易滑地质结构安县大光包滑坡安县大光包滑坡Daguangbao RockslideVolume:1.2bm3易滑地质结构易滑地质结构易滑地质结构易滑地质结构Location of Largest Rockslidephosphorus灾害地貌灾害地貌构造型式构造型式地层岩组地层岩组Geology:thrusting nappe structure；Parent rock:limestone&SandstoneTopography:multi-step cliffs易滑地质结构易滑地质结构易滑地质结构易滑地质结构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Centralized z

5、one for landslidesRelationship between acceleration&distance(据于海英改，2009)20182018年年1010月月1111日凌日凌晨，西藏江晨，西藏江达白格金沙江发生滑坡，阻断达白格金沙江发生滑坡，阻断金沙江，形成堰塞湖。金沙江，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。最大泄流量最大泄流量1010 000m3/s000m3/s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第一次滑坡第一次

6、滑坡（10.1110.11）滑坡前影像滑坡前影像易滑地质结构易滑地质结构 金沙江白格金沙江白格滑坡灾前后影像滑坡灾前后影像第二次滑坡堰塞湖第二次滑坡堰塞湖（11.311.3）易滑结构易滑结构 重庆武隆鸡尾山斜坡：成灾模式？The potential geohzd was firstly recognized in 1994potentialrealRockfall200 thousandm1994 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。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

7、范围 内的300余人。易滑结构易滑结构 重庆武隆鸡尾山斜坡：成灾模式？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。易滑结构易滑结构 重庆武隆鸡尾山斜坡：成灾模式？重庆武隆鸡尾山斜坡：成灾模式？Former village siterockslideRisk zone易滑结构易滑结构Mining AditFragment-flow易滑结构易滑结构 重庆武隆鸡尾山斜坡：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Fall,or not?ExpectEActualN/Dange

8、r！重庆武隆鸡尾山斜坡：成灾模式？2009200915 yrs late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Nobody knew that slopewould slide to north,not fall to east.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mExpectantActual resultFailure modeRockfa

9、llRockslideRun-out100 m1500 mSliding DirectionEastNorthVolume200103 m7106 m易滑结构易滑结构 鸡尾山斜坡：成灾模式四个方面的偏差1515年预警，年预警，7 7次排查次排查鸡尾山地层结构远景易滑结构易滑结构4.1-13.9万年前Fractures have developed since 10 thousands yrs ago溶蚀裂缝溶蚀裂缝T0斜坡被二条溶蚀裂缝分离T12.6-5.3 万年前易滑结构易滑结构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 鸡尾山斜坡前缘为岩溶发育带溶蚀裂缝溶蚀裂缝 Karst f

10、racture大溶洞大溶洞Karst cave落水洞落水洞sinkholestrength N15。W 2035。hrgais very hiPeak she易滑结构易滑结构 鸡尾山斜坡原生炭质页岩层 软弱夹层软弱夹层易滑结构易滑结构 碳质页岩软层被强烈挤压错碳质页岩软层被强烈挤压错动成滑带动成滑带Residual shear strength is low due-to long-term creep10cm鸡尾山软层剪切流变试验试鸡尾山软层剪切流变试验试样破坏特征样破坏特征呈流纹状，具有滑 移破坏特征，擦痕、泥化清晰呈台阶状，具有剪断破 坏特征呈锯齿状-流纹状，具 有剪断-滑移破坏特征易滑

11、结构易滑结构层间剪切带原生软岩滑带鸡尾山斜坡软层粘土矿鸡尾山斜坡软层粘土矿物含量对比物含量对比易滑结构易滑结构易滑结构易滑结构 鸡尾鸡尾山斜坡软层剪切流变特性山斜坡软层剪切流变特性饱和状态改进的Burgers非线性损伤流变模型本构方程 易滑结构易滑结构软层剪切流变模型软层剪切流变模型拟合曲线与试验数据对比鸡尾山斜坡下滑推力增加趋鸡尾山斜坡下滑推力增加趋势曲线势曲线易滑结构易滑结构Driving force vs.various creep stagesMax:19 600 t/m斜倾视向滑动型滑坡失稳特斜倾视向滑动型滑坡失稳特征征Falls 5hrs before sliding易滑结构易滑结

12、构One and half year before slidinglnterferogrammap with 184-daysintermit in 2007累计形变图 （184天间隔）易滑结构易滑结构Early Recognition with InSART1鸡尾山滑坡呈关键块体失稳机理易滑结构易滑结构T0DrivingResisting blockblock易滑结构易滑结构 鸡尾山型滑坡大型离心机模鸡尾山型滑坡大型离心机模型试验型试验Centrifuge TestCLCCCCg8001.621296/n1n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Actual M

13、odel 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driving blockresisting key block易滑结构易滑结构 鸡尾山型滑坡大型离心机模型鸡尾山型滑坡大型离心机模型试验试验Rockslide model forCentrifuge 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B3B2B1Key block is failed at first易滑结构易滑结构 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B1B3B2B3B2B1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

14、下滑力，使山体脆性破坏。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accelerationvoltage易滑结构易滑结构 鸡尾山前缘岩溶带脆性剪断特征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易滑结构易滑结构 不同溶蚀率剪应力不同溶蚀率剪应力剪切位移关剪切位移关系曲线系曲线 Shear stress vs.displacement under various karst ratiob.块体挤出t=15s t=35s易滑结构易滑结构 鸡尾山型滑坡成灾模式：高位滑坡鸡尾山型滑坡

15、成灾模式：高位滑坡-远程碎屑流远程碎屑流c.d.向 N远距离滑动t=45s t=80s与对面山体撞击 转向a.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运动学方程组 ti=Ti+1 Ti vi+1 =2vi+1 vi(1)(2)(3)(4)49.4m/s易滑结构易滑结构 崩塌失稳运动过程影像崩塌失稳运动过程影像解析解析甑子岩崩塌过程影像解析甑子岩崩塌过程影像解析连续负向波动碰撞-破裂-解体测点C理论与实测加速度曲线对比v=0.0183t4+0.34

16、5t3 1.2278t2 +0.5053t+0.5806 (5)a=0.0732t3+1.035t2 2.4556t+0.5053 (6)易滑结构易滑结构崩塌过程中测点C位移柱状图加速低速减速测点C速度时程曲线受力分析示意图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高速远程高速远程 碎屑流碎屑流易滑结构易滑结构整体崩整体崩 塌解体塌解体底部压底部压 裂溃屈裂溃屈压裂溃屈式崩塌压裂溃屈式崩塌在中上部岩体自重荷载在中上部岩体自重荷载作用下底部硬质作用下底部硬质 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

17、解易滑结构易滑结构 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（a）损伤发展阶段 （b）压致扩容阶段 （c）破裂扩展阶段 （d）整体崩解阶段崩塌失稳崩塌失稳 解体解体损伤孕育损伤孕育 裂隙裂隙破裂向上破裂向上 扩展扩展底部压裂底部压裂 破坏破坏数值方法数值方法得到的声发得到的声发 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。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-稳稳增增-陡增陡增的趋势特点的趋势特点易滑结构易滑结构长期低位长期低位单点爆发单

18、点爆发利用利用RFPA开展数开展数值模拟，对巨厚层值模拟，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破坏过程同步声发射 结果（a）Step 20 （b）Step 37 （c）Step 57 （d）Step 62 （e）Step 70 （f）Step 80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引入损伤变量计算有效 荷载应力与承载抗力双向弱化易滑结构易滑结构有效承载面积减

19、小长期荷载作用高程高程3450m3450m高程高程2250m2250m（2017-06-242017-06-24）2 2017017 年年6 6月月2424日，四川日，四川茂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，导摧毁了新磨村村庄，导 致致8383人死亡。人死亡。四川茂县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

20、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茂县新磨滑坡物源和堆积分区分区滑坡灾害区地质条件复杂，已进行过滑坡灾害区地质条件复杂，已进行过多次地质灾多次地质灾害调查、排查和详细调查。害调查、排查和详细调查。2017年，正在该地年，正在该地进行进行 新一轮新一轮1/5万地质万地质灾害图幅调查。灾害图幅调查。易滑结构与成灾模式易滑结构与成灾模式滑坡发生前的景象滑坡发生前的景象易滑结构易滑结构滑前滑前3636小时的滑坡源区鼓胀解体小时的滑坡源区鼓胀解体顺向结构顺向结构，杂谷脑组变，杂谷脑组变质石英砂

21、质石英砂岩，夹千枚岩、板岩。岩，夹千枚岩、板岩。波状扰曲波状扰曲,受多组反倾节理切割，受多组反倾节理切割，构成块状顺层易滑地质结构。构成块状顺层易滑地质结构。易滑结构易滑结构滑前滑前3636小时的滑坡源区鼓胀解体小时的滑坡源区鼓胀解体 34002400倒石锥倒石锥 加载效应加载效应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成灾模式成灾模式成灾模式成灾模式后缘加载与斜坡稳定系数关系曲线后缘加载与斜坡稳定系数关系曲线新磨滑坡地震记录曲线新磨滑坡地震记录曲线（据赵永改，2017）成灾模式成灾模式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 V V滑动速度，滑动速度，g重力

22、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HL(Adrian E.Scheidegger,1973)3040 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 考虑液化对滑动面强度影响考虑液化对滑动面强度影响,Sassa 引入了视摩擦角引入了视摩擦角概念概念:成灾模式成灾模式2.液化模型液化模型（据（据Sassa，2004）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Boundary column：Bed-normal orientationVoellmy fluido(

23、zr,t)=1.r 液化：超孔隙水压力液化：超孔隙水压力r-o(l-r lIme成灾模式成灾模式3.摩擦模型摩擦模型基底阻力模型基底阻力模型Frictional model 铲刮：铲刮：Hertz碰撞碰撞力力Voellmy model3.摩擦模型摩擦模型摩擦模型摩擦模型(FVFFVF)成灾模式成灾模式液化效应液化效应雪橇模型雪橇模型成灾模式成灾模式4.颗粒流模型颗粒流模型块石堆积块石堆积Hertz-Mindlin(no slip)模型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Ti =urFnRiwi其中：ur 滚动摩擦系数；Ri 颗粒i的质心到接触点的距离；wi 颗

24、粒i在接触点处的单位角速度向量。阻尼力阻尼力 法向 d =2切向 d =2ZB,local4.颗粒流模型颗粒流模型成灾模式成灾模式!摩擦系数ct颗粒刚度(弹簧)FtangentialA,local knFnormalA颗粒YA,localB颗粒YB,localZA,localXB,local阻尼cnktX滑源区滑源区 多体动力学多体动力学碎屑流区碎屑流区村庄村庄4.颗粒流模型颗粒流模型成灾模式成灾模式雪橇模型雪橇模型 颗粒流模型颗粒流模型 液化效应液化效应(EDEM)(EDEM)成灾模式成灾模式4.颗粒流模型颗粒流模型摩擦模型摩擦模型(FVFFVF)新磨滑坡地震记录曲线新磨滑坡地震记录曲线（据

25、赵永改，2017）成灾模式成灾模式滑坡高位剪出，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，地形开阔、坡度变缓，转化为扩散型碎屑流转化为扩散型碎屑流散散 落堆积，形成堰塞湖。落堆积，形成堰塞湖。两组反倾节理带，典两组反倾节理带，典型型 的的“锁固段锁固段”失稳机理失稳机理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后山滑后山滑坡坡新磨村新磨村新磨村所坐落新磨村所坐落的老滑坡体

26、为的老滑坡体为 19331933年叠溪地震年叠溪地震 所触发。在斜坡所触发。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)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，2017）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，杂谷脑组顺向结构，杂谷脑组变质石英砂岩，夹千变质石英砂岩，夹千 枚岩、板岩。枚岩、板岩。岩层呈波状扰曲岩层呈波状扰曲,受多受多 组反倾节理切割，构组反倾节理切割，构 成块状顺层易滑地质成块状顺层易

27、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25.7125.71l/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1m1m，常年流水，但滑坡发，常年流水，但滑坡发 生前两年水干枯了。生前两年水干枯了。”茂县新磨滑坡附近水文地质条茂县新磨滑坡附近水文地质条件件早期识别与地质调查早期识别与地质调查位于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早期识别与地质

28、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茂县新磨滑坡附近降雨曲线曲线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

29、致灾早期识别与地质调查早期识别与地质调查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人人，电力、，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）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 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 堵溃型滑坡堵溃型滑坡-泥石流遥感特征泥石流遥感特征（1）斜坡拉裂变形

30、阶段；）斜坡拉裂变形阶段；（2）斜坡滑坡堵塞沟道，形成）斜坡滑坡堵塞沟道，形成堵溃点；堵溃点；（3）在强降雨作用下，堰塞坝溃决，引起下游滑坡）在强降雨作用下，堰塞坝溃决，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基于基于InSARInSAR的小流域地质灾害分布状况的小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新疆建设兵团驻地地质灾害调查新疆建设兵团驻地地质灾害调查运用运用“星星-空空-地地”一体化技一体化技术，完成了新疆富民术，完成了新疆富民 安居点和兵团驻地地质灾害调查及危险性评估。安居点和兵团驻地地质灾害调查及危险性评估。早期识别与地质调查早

31、期识别与地质调查完成了基于完成了基于RSRS和成灾模式的地质灾害调查图件和成灾模式的地质灾害调查图件汇报提纲汇报提纲 易滑结构分析与早期识别易滑结构分析与早期识别争-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问题提出问题提出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 失失 稳稳-滑滑 移移块裂状岩体沿真倾向块裂状岩体沿真倾向顺向蠕动，形成下顺向蠕动，形成下 滑驱动块体，前缘稳滑驱动块体，前

32、缘稳定山体阻挡，致使定山体阻挡，致使 驱动块体下滑方向偏驱动块体下滑方向偏转为视向滑动，直转为视向滑动，直 接挤压前部阻滑关键接挤压前部阻滑关键块体。关键块体首块体。关键块体首 先失稳崩落，沿软弱层面形成连锁式的先失稳崩落，沿软弱层面形成连锁式的 滑动破坏。滑动破坏。2020-4545 与与 地地 层层 倾倾 向向 夹夹 角角9090与地层与地层 倾角夹倾角夹 角角 1010高高速速早期识别早期识别 如何进行防范？斜倾视向滑动型滑坡：关键阻滑块体脆斜倾视向滑动型滑坡：关键阻滑块体脆性剪断性剪断斜倾层状岩质滑坡视向滑动失稳的基本斜倾层状岩质滑坡视向滑动失稳的基本特征特征早期识别早期识别 斜倾视向

33、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 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Similar hazardous pattern（武隆县羊角场镇）（武隆县羊角场镇）has been early recognized.Huge rockApparent rockslide武隆羊角镇滑坡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400400多年来一直采煤，多次发生崩滑，断航多年来一直采煤，多次发生崩滑，断航最长达最长达8282年。年。链子崖新滩

34、19921992年，变形加剧，对长江航道和拟建的三峡大坝年，变形加剧，对长江航道和拟建的三峡大坝构成严重威胁。国务院紧急设立专项开展工程治理。构成严重威胁。国务院紧急设立专项开展工程治理。危岩体威胁长江安全危岩体威胁长江安全 监测显示位移加速监测显示位移加速链子崖山体变形监测结果链子崖山体变形监测结果防治工程防治工程G G上上防治工程防治工程链子崖山体呈块裂结构，稳链子崖山体呈块裂结构，稳定性差定性差分布有分布有5757条陡倾裂缝条陡倾裂缝危岩下部煤层采空区危岩下部煤层采空区裂缝宽大于裂缝宽大于5 5m m建立优化设计方法，调整锚固建立优化设计方法，调整锚固方位，使方位，使总锚固力最小，达到安

35、全总锚固力最小，达到安全经济的目的。经济的目的。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防治工程防治工程锚索剖面布置图底部底部3000kN3000kN锚索锚索上部上部1000kN1000kN锚索锚索裂缝多点位移监测裂缝多点位移监测采空区裂缝监测采空区裂缝监测防治工程防治工程 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2 2010010年年8 8月月)156m175m135m防治工程防治工程 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

36、水检验135m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135m蓄水水位抬升蓄水水位抬升100100多米且每年多米且每年涨涨 落落30m,30m,库岸斜坡库岸斜坡岩体长期劣化岩体长期劣化 175m175m高水位高水位 145m145m低水位低水位巫峡巫山境内约24km24km，为高 陡峡谷地貌，高 差约600-1200m600-1200m，地形坡角为3535。至7575。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基本情况基本情况l 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u监测仪器现场安装与调试监测仪

37、器现场安装与调试一旦发生崩塌，必将一旦发生崩塌，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 305m305m，基座高程为 155m155m，高差为1 150m50m，平均高差130m130m，方量 约35.7535.7510104 4m m3 3。风险控制风险控制 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 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从20132013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1-5m1-5m3 3的崩塌。风险控制风险控制 斜坡岩体底部压裂溃斜坡

38、岩体底部压裂溃屈式崩塌模屈式崩塌模型型失稳破坏失稳破坏在上部岩体自重荷载作用下在上部岩体自重荷载作用下底底 部岩体受压导致损伤部岩体受压导致损伤破裂并引发破裂并引发 斜坡岩体崩解失稳斜坡岩体崩解失稳破裂扩展破裂扩展损伤劣化损伤劣化底部压裂底部压裂通过高清摄影，记录通过高清摄影，记录 了水力耦合作用下试了水力耦合作用下试样裂样裂 纹产生、扩展直至整纹产生、扩展直至整体破体破 坏的全过程。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，形成隙上下贯通劈裂状，形成 底部溃决破坏模式。底部溃决破坏模式。岩岩水水 水水水力耦合损伤破坏试验水力耦合损伤破坏试验(与中山大学与中山大学 周

39、翠英团队合作周翠英团队合作，20182018）l 风险控制风险控制水力耦合水力耦合常规常规轴向应变相对于常规三轴试验，水相对于常规三轴试验，水-应力耦合应力耦合力学环境下，试样进入塑性阶段力学环境下，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，但其绝对值损伤变量存在倍增现象，但其绝对值相对较小。相对较小。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常规常规时间风险控制风险控制损伤变量损伤变量轴向应力等效荷载应力 压张破坏应力阈值 D 与与Dt 的大小随参数取值而变化的

40、大小随参数取值而变化压剪破坏应力阈值 基于损伤的斜坡岩体溃决型破坏基于损伤的斜坡岩体溃决型破坏评价方法评价方法稳定压张溃屈破坏 压剪溃屈破坏稳定压剪溃屈破坏 压张溃屈破坏有效承载面积AD =A0(1 D)当 Dt D DLDD lDt DL Dt DLDt lD DL D DL风险控制风险控制=1.06 处于处于欠稳定状态，具发生溃屈型崩塌可欠稳定状态，具发生溃屈型崩塌可能能倾倒和滑移式失稳评价结果 溃屈型失稳评价结果实测参数列表 目前状态稳定，不存在致灾风险目前状态稳定，不存在致灾风险风险控制风险控制 基于损基于损伤力学的溃屈型崩塌失稳评价方伤力学的溃屈型崩塌失稳评价方法法参数()(KN/m

41、3)3(MPa)c(MPa)H(m)h(m)D取值0.283227.20.55.775130100.3Fs-cFs-sDt(MPa)D(MPa)DL(MPa)1.061.114.9435.1824.663计算结果列表(2019.8)高差高差120m,120m,体积体积3636万万m m3 3潜在涌浪潜在涌浪47m!47m!危岩整治工程竣工危岩整治工程竣工防治工程设计剖面图对劣化带进行加固风险控制风险控制防治工程远眺风险控制风险控制 三峡水库箭穿洞危岩整治三峡水库箭穿洞危岩整治工工程程基座治理工程：平硐 钢筋砼键体 充填+锚杆+固结注浆+水 下柔性防护 垫。参照风暴潮、海浪、海啸和海冰灾害应急预

42、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）。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）。箭穿洞危岩涌浪预测图风险控制风险控制汇报提纲汇报提纲 易滑结构分析与早期识别易滑结构分析与早期识别争-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问题提出问题提出贵州关岭大寨

43、滑坡贵州关岭大寨滑坡碎屑流碎屑流Water-bearing rock(sinkhole)Potential sliding surfaceWater-bearing rock(crack)areaRockslide areaarea岩溶山区地质灾害模式岩溶山区地质灾害模式之一关岭型之一关岭型Pore waterWater-resisting结语结语 RainfallMudflowRockfalllayer云南镇雄赵家沟滑坡云南镇雄赵家沟滑坡-碎屑流碎屑流(46(46人死亡，人死亡，2013-02013-01-11)1-11)结语结语Zengjiazhai villageYizizhai village(b)向灾区群众解释滑坡-碎屑流的成因云南镇雄赵家沟滑坡-碎屑流l 结语结语Thanks!RESCUE 救援