滑坡的诱发因素
地质灾害科普讲堂
某些外部条件往往会促使、加速滑坡的发生,这些条件被称为诱发因素。若一个区域、一个斜坡已完全具备滑坡形成的基本条件(内部条件),滑坡是否发生以及什么时间发生,诱发因素(外部条件)往往起着非常重要的作用。外部条件很多,可归并为水作用、振动作用、加载作用和削弱坡脚四类(图1.2)。
1.4.2.1 降雨
现阶段的研究成果表明,降雨诱发滑坡发生的主要效应如下:
(1)物理化学效应:降雨入渗坡体后,使滑坡体物质,尤其是滑带土软化,抗剪强度降低,从而降低坡体的稳定性,这种影响一般又称为软化效应。黏性土在水的浸泡下其吸附水膜厚度显著增大,从而使其抗剪强度参数c、φ值大大降低,黏土中蒙脱石含量高时尤其显著。大量的试验结果表明,饱水情况下土体的抗剪强度参数仅为天然状态下的70%左右。同时,地下水对斜坡土体的溶蚀、掏蚀、溶解、水合、水解、氧化-还原、酸性侵蚀、化学沉淀、离子交换、硫酸盐还原、富集与超渗透等物理化学作用都会对土体的强度产生影响。
(2)饱水加载效应:降雨入渗坡体后,使滑坡体原来处于干燥或非饱和状态的土体饱水,坡体的容重由原来的天然容重变为饱和容重,相当于使滑体的总体重量增加,下滑力增大,从而降低坡体的稳定性。此外,处于饱水状态的土体的稠度状态可能会随含水率的变化而发生明显的变化,由原来的固体状态变为可塑状态、流塑状态甚至流体状态,并由此导致坡体发生浅表层(甚至整体)蠕滑或流动。
(3)静水压力效应:如果在滑坡体的后缘存在张开的竖向裂隙(缝),降雨过程中,地表水通过裂缝下灌入坡体,形成一定的水位,并由此产生静水压力,相当于在滑体后缘施加了一个水平推力p′w(图1.3)。如果竖向裂缝与底部的一组结构面(通常会成为滑动面)贯通,地下水还会沿该组结构面下渗,并在底部产生垂直于结构面的扬压力pw,对滑体进行顶托,减小了滑体的抗力(图1.3)。
图1.3 近水平岩层滑坡静水压力图示
暴雨期间,后缘拉裂缝充水高度快速提高到超过一定的临界高度后,近水平岩层都可能产生滑坡。可以认为,没有pw和p′w的联合作用,这种快速滑动是不可能发生的,其中后缘拉裂缝充水产生的高水头水平推力起主导作用,同时扬压力也是伴随拉裂缝中水头高度的抬高而增大的,所以此种滑坡可称为平推式滑坡。此种滑坡滑出的初始速度可达数米每秒。但滑出后,后缘拉裂缝的水头快速降低,扬压力也因此快速降低、消散,滑块也因此快速减速制动,一般滑距仅为数米至数十米。之后,滑块后缘出现宽数米至数十米宽的拉陷槽。此类滑坡在四川红色砂泥岩层斜坡中已经发现数十个,最大体积达2500×104m3。在三峡库区万州、云阳,近水平砂泥岩中产生的滑坡也与此有关。
(4)动水压力效应:地下水在土体孔隙中渗流时,会对其周围起骨架作用的固体颗粒产生渗透压力或动水压力。如果动水压力指向坡外,则将降低斜坡上岩土体的稳定性,甚至引起滑坡。渗透压力普遍作用于渗流场中的所有土粒上,它由孔隙水压力转化而来,亦即渗透水流的外力转化为均匀分布的内力或体积力。坡体中地下水位线越陡,水力梯度越大,则渗透压力(动水压力)越大,所以水库由正常高水位快速消落所产生的高渗透压力往往会引起滑坡或斜坡变形加剧。
1.4.2.2 库水位变动
水库蓄水期间或正常运营期,库水位的变动将会导致坡体内地下水位的变动,并由此影响斜坡的稳定性。由于库水位变动和降雨对斜坡稳定性的影响,基本都是转化为坡体内地下水对斜坡稳定性施加作用,因此库水位的变动对斜坡稳定性的影响也主要表现为物理化学效应、饱水加载效应、静水压力效应、动水压力效应等几个方面。
一般而言,在水库蓄水期间,库水位的上升,自然会导致坡体内地下水位面跟着上升,同时还会使得坡脚部分坡体完全处于地表水体以下,也即处于重力水饱和状态。如果从力的角度分析,处于库水位以下的坡体容重将由原来的天然容重转化为浮容重,相当于重力减小,坡脚坡体总重量减轻。如果从应力的角度分析,当岩土空隙为重力水饱和时,水对固体骨架产生一种正应力,其矢量指向空隙壁面,此即空隙水压力,在土体中则为孔隙水压力。由于重力水服从静水压力分布规律,故空隙水压力值是由水头所决定的,地下某点空隙水压力pw值为:
pw=ρwgh
或
pw=γwh
式中:ρw——水的密度;
g——重力加速度;
h——水头高度;
γw——水的容重。
空隙水压力对岩土骨架起浮托作用(悬浮减重),从而削减了通过骨架起作用的有效应力,其关系式为:
σ′=σ-pw
式中:σ′、σ——有效应力和总应力。
显然在饱和岩土体中,当总应力一致时,空隙水压力的增减,势必相应地减增有效应力,从而影响岩土体的强度和稳定性,这就是有效应力原理。
空隙水压力对岩土体强度的影响,可以采用莫尔-库仑破坏准则来描述:
τf=(σn-pw)tanφ+c
式中:τf——抗剪强度;
σn——正应力。
由于空隙水压力的存在削减了有效正应力,使潜在滑面上抗剪强度降低,以致失稳滑动,可以图1.4的莫尔强度包络线图清楚地表示出来。由于σ1和σ3都受pw的削减,莫尔圆大小不变而向左移动与强度包络线相切而发生破坏。
如图1.5所示为一前缓后陡呈“靠椅状”潜在滑移面的山体。水库充水后,前部抗力体浸没于水中,有效正应力大大降低,使抗力体的抗滑摩擦阻力大大降低,而后半部的滑动力则未减小或稍有减小,从而产生了水库充水诱发的滑坡。发生于1963年的意大利瓦依昂滑坡和2003年7月三峡库区的千将坪滑坡都属于滑动面呈“靠椅状”的基岩滑坡,其发生的主要原因都与水库蓄水有关。因此,应特别注意“靠椅状”结构的坡体,在水库蓄水过程中可能产生“新生型”滑坡。
图1.4 莫尔强度包络线
图1.5 水库充水诱发滑坡示意图
另外,在水库蓄水期间,由于库水位的上升“带动”坡体内地下水位面上升,使坡体内地下水动力场发生变化,打破原来的平衡状态,在上述几个效应的作用下,也会使坡体整体稳定性降低,产生局部滑动甚至整体蠕滑变形。这种现象在松散堆积体内表现尤为明显。
大量的实例表明,水库蓄水对库区坡体稳定性会产生影响,库水位下降过程中坡体的稳定性也会发生明显的变化,其反应似乎比水库蓄水还更为强烈。究其原因,主要是饱水加载效应和动水压力效应在库水位下降过程中发挥了巨大的作用。因为,坡体内地下水位的变化速度远远跟不上地表水(库水位)的调整速度,由此导致库水位下降后,坡体内地下水位的水力梯度明显增大,动水压力明显增大(图1.6)。同时,大部分坡体仍处于饱水状态,其容重也较大。因此导致坡体稳定性急剧下降。
图1.6 水库水位快速消落产生高动水压力示意图
1.4.2.3 人类工程活动
人类工程活动对斜坡稳定性也有着巨大的影响,尤其是坡脚开挖和坡体后缘加载。因为,对于滑坡体而言,滑动面大多呈现出前缓后陡的形态特征,滑坡推力主要来源于坡体后半段,前半段主要起抗滑作用,并由此来维持坡体自身平衡(图1.7)。因此,在坡体中后部加(堆)载,相当于人为增加坡体下滑力;而在前缘坡脚进行开挖、削方,相当于人为减小坡体的抗滑力,这两种工程行为都将降低坡体的稳定性,加速斜坡变形,甚至诱发滑坡的发生,因此,应尽可能避免。根据此原理,可以采取相反的思路,即后缘减载,前缘加载,来提高坡体的稳定性(图1.7)。
图1.7 减重反压示意图
Ⅰ.滑动段;Ⅱ.抗滑段。①减重区;②反压区
影响滑坡形成的因素及防治措施有哪些
地质构造:切割、分离坡体的地质构造越发育,形成滑坡的规模往往也就越大越多。 诱发因素:诱发滑坡活动的外界因素越强,滑坡的活动强度则越大。如强烈地震、特大暴雨所诱发的滑坡多为大的高速滑坡。 人为因素 违反自然规律、破坏斜坡稳定条件的人类活动都会诱发滑坡。例如: 1.开挖坡脚:修建铁路、公路、依山建房、建厂...
山体滑坡前的四大征兆 记住这些很重要
- **水文地质条件:** 地下水活动对滑坡形成起着关键作用,它可以通过软化岩土、降低强度、产生水压力等方式诱发滑坡。2. **诱发因素:- **自然因素:** 地震、降雨、融雪、地表水冲刷等都能诱发滑坡。- **人为因素:** 不合理的人类工程活动,如坡脚开挖、坡体堆载、爆破、水库蓄水等,也可能...
产生滑坡的主要因素
边坡削方挖土,则会使坡脚下部失去支撑,导致滑坡发生。地下采空区的沉陷,会造成山坡倾斜坡角增大和地面不均匀变形,激发滑坡发生。此外,水库蓄水、防水以及爆破、重型运输等引发的动力震动,山坡上乱砍滥伐使坡体失去保护,便利降水的渗入,均可能成为斜坡失稳滑坡的诱发因素。
滑坡发生的原因有哪些?
对排水方式的改变和对植被的破坏等是最常见的诱发滑坡的人为因素。其他的诱发滑坡的实例包括切坡使边坡过陡,在边坡顶部加载使其超过土体或岩体的剪切强度。然而,滑坡也可能由于诸如灌溉、水库排水或蓄水、水管渗漏、不合理地开挖或削坡等人类活动的影响而发生。在滑坡易于发生的地区进行新的建设活动时,...
云南昭通山体滑坡致一房屋被压垮,引发山体滑坡的原因有哪些?
在云南昭通市发生了滑坡,导致一些房屋被摧毁,伤亡还不明确。从本地的居民的一些短视频中,都能看到在公路边发生了身体滑坡,而且把一些房屋的主体都给冲到了,而如今的政府也在拼尽全力进行救援,所以全力以赴的拯救村民。很多人都好奇为什么会出现山体滑坡呢?山体滑坡产生的原因都有哪些呢?我们一...
影响滑坡活动强度的因素有哪些?
(2)岩性。组成滑坡体的岩、土的力学强度越高、越完整,则滑坡往往就越少。构成滑坡滑面的岩、土性质,直接影响着滑速的高低,一般讲,滑坡面的力学强度越低,滑坡体的滑速也就越高;(3)地质构造。切割、分离坡体的地质构造越发育,形成滑坡的规模往往也就越大越多;(4)诱发因素。诱发滑坡...
诱发地质灾害的因素主要有什么
1、自然因素:自然因素如气候变化、地震、火山活动、水流冲刷等,这些因素可以引起地质结构的破坏,导致地质灾害的发生。例如,地震可以引发地裂、地面塌陷,火山活动可以导致熔岩流和火山灰等灾害。2、人为因素:人为因素如开矿、建设大型工程、挖沙取土等,这些活动会改变原有的地质结构,可能会诱发地质灾害...
山体滑坡一般发生在哪里?其发生前有哪些征兆?
由于人类频繁的工程活动等也很容易引发山体滑坡,由于自然灾害等,比如说地震,降雨量较大,海啸等都可以诱发山体滑坡。在发生山体滑坡之前会有很多的异常表现,比如说水位的异常,动物的异常,在滑坡之前会有很多的动物表现十分惊恐还会有树木枯萎等等一系列现象的发生。山体滑坡的诱发因素一般来说滑坡的...
山体滑坡的主要成因及危害有哪些?
3. 活动强度 滑坡的活动强度与其规模、滑移速度、距离以及蓄积的位能和产生的功能有关。高坡度、大高差、快速度和远距离的滑坡,其活动强度和危害程度通常更高。地形、岩性、地质构造和诱发因素等都是影响滑坡活动强度的重要因素。4. 危害 山体滑坡可能造成的人员伤亡、财产损失和对基础设施的破坏。它对...
滑坡的原因是什么怎么防治
就第二个条件而言,在现今地壳运动的地区和人类工程活动的频繁地区是滑坡多发区,外界因素和作用,可以使产生滑坡的基本条件发生变化,从而诱发滑坡。主要的诱发因素有:地震、降雨和融雪、地表水的冲刷、浸泡、河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;不合理的人类工程活动,如开挖坡脚、坡体上部堆载、爆破、水库蓄(泄)水...
双冒依苏: 2020年是一个事故多发年,上半年的疫情才刚刚控制住,各地区刚刚有点起色下半年的洪涝灾就随之而来,造成的山体滑坡等自然灾害.大家都打趣说鼠是生肖中的大哥,大哥开头把接下来所有的坏运都担了下来,所以才有2020年的事故多发...
玉树藏族自治州13470329379: 诱发滑坡的外界因素有哪些? - ?
双冒依苏: 诱发滑坡的外界因素主要有: 地震、降雨和融雪、地表水的冲刷、浸泡、河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;不合理的人类工程活动,如开挖坡脚、坡体上部堆载、爆破、水库蓄(泄)水、矿山开采等都可诱发滑坡,还有如海啸、风暴潮、冻融等作用也可诱发滑坡.
玉树藏族自治州13470329379: 滑坡产生的原因 - ?
双冒依苏:[答案] 死贫道 | 十一级 产生滑坡的条件:一是地质条件与地貌条件;二是内外营力(动力)和人为作用的影响.第一个条件与以下几个方面有关: (1)岩土类型:岩土体是产生滑坡的物质基础.一般说,各类岩、土都有可能构成滑坡体,其中结构松散,抗剪...
玉树藏族自治州13470329379: 滑坡的原因? - ?
双冒依苏:[答案] 产生滑坡的主要条件:一是地质条件与地貌条件;二是内外营力(动力)和人为作用的影响.第一个条件与以下几个方面有关:(1)岩土类型:岩土体是产生滑坡的物质基础.一般说,各类岩、土都有可能构成滑坡体,其中结构松散,抗...
玉树藏族自治州13470329379: 举例说明工程地质学应用的领域? 简述滑坡的主要影响因素? - ?
双冒依苏: 2、简述滑坡的主要影响因素.(30分) 答:滑坡是斜坡上土体 、岩体或其他碎屑堆积物沿一定的滑动面作整体下滑的现象. 影响滑坡的主要因素: 1.岩性:松散堆积层的滑坡主要和粘土有关.基岩滑坡主要与遇水容易软化的岩石有关; 2.构造:...
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玉树藏族自治州13470329379: 影响 滑坡形成的因素 - ?
双冒依苏:[答案] 要探讨滑坡的形成条件,就必须考虑影响边坡稳定性的因素,影响边坡稳定性的因素有内在因素和外在因素两个方面.内在因素有组成边坡岩土体的性质、地质构造、岩体结构、地应力等.它们常常起着主要的控制作用.外在因素有...
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双冒依苏: 产生滑坡的基本条件是斜坡体前有滑动空间,两侧有切割面.例如中国西南地区,特别是西南丘陵山区,最基本的地形地貌特征就是山体众多,山势陡峻,沟谷河流遍布于山体之中,与之相互切割,因而形成众多的具有足够滑动空间的斜坡体和...
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双冒依苏:[答案] 滑坡与泥石流的形成原因:滑坡是斜坡上的岩体或土体,在重力的作用下,沿一定的滑动面整体下滑的现象.泥石流是山区爆发的特殊洪流,它饱含 泥沙,石块以至巨大的砾石,破坏力极强 滑坡与泥石流发生所造成的危害:滑坡会掩埋坡上和坡下的...