地質災害概述（一）滑坡、崩塌、泥石流

主講人：趙其華成都理工大學研究生院我國是地質災害種類繁多、災情嚴重、分布面積廣的國家。隨著經濟的發展，災害的頻度和規模有逐年增加的趨勢，所謂地質災害，是指由于自然產生或人為誘發的對人民生命和財產安全造成危害的地質現象。如崩塌，滑坡，泥石流，地裂縫，地面沉降、地面塌陷，巖爆，坑道突水、災泥、突瓦斯，煤層自燃，黃土濕陷，巖土膨脹，砂圖液化，土地凍融，水土流失，土地沙漠化及沼澤化，土壤鹽堿化，海岸帶變遷以及地震，火山、地熱等。據不完全統計（至2003年），我國僅滑坡、崩塌等崩滑地質災害所造成的直接經濟損失每年就在50億元人民幣左右，并且，隨著近年來人類工程活動的深度和廣度的不斷增加，上述統計數字還在呈加速增長的趨勢。2004年，全國共發生中等規模以上地質災害875起，其中滑坡572起，崩塌181起，泥石流77起，地面塌陷25起，地裂縫13起，造成688人死亡，172人失蹤，426人受傷，直接經濟損失20.5億元。今年因地質災害死亡的人數略低于往年。2003年因地質災害造成死亡的就有743人，125人失蹤，直接經濟損失48.7億元。2004年不同地質災害類型發生情況

2005年，全國共發生各類地質災害17751起，其中造成人員傷亡或直接經濟損失50萬元以上的地質災害854起，全年共造成人員傷亡1021人，其中死亡578人，失蹤104人，受傷339人。滑坡9359起，崩塌7654起，泥石流566起，地面塌陷災害137起。直接經濟損失36.5億元。2006年，除北京、上海和寧夏外，全國28個省(區、市)都發生了地質災害，共發生102804起。其中，滑坡88523起、崩塌13160起、泥石流417起、地面塌陷398起、地裂縫271處、地面沉降35處，95.2％是自然因素引起、4.8％是人為因素誘發的（圖1），共造成663人死亡、111人失蹤，453人受傷，直接經濟損失43.16億元。與2005年相比因地質災害造成的死亡人數增加了14.7％，造成的直接經濟損失增加了18.4％浙江2006.8.11慶元縣荷地鎮石磨下村泥石流死亡20失蹤0415萬元強降雨浙江2006.8.11慶元縣荷地鎮坪頭村泥石流96158萬元強降雨、溝口建房2007年1月～12月，除北京、天津、內蒙、上海外，全國27個省（區、市）都發生了地質災害，共發生25364起。其中，滑坡15478起、崩塌7722起、泥石流1215起、地面塌陷578起、地裂縫225處、地面沉降146處，96%是自然因素引起的，4%是人為因素引起的（圖1）。共造成598人死亡、81人失蹤、444人受傷，直接經濟損失24.75億元。與2006年同期相比，因地質災害造成的死亡和失蹤人數減少了12％，造成的直接經濟損失減少了42.7％（2006年1月～12月發生地質災害102804起。共造成663人死亡、111人失蹤，453人受傷，直接經濟損失43.16億元）。2007年地質災害造成死亡和失蹤10人（含）以上事件統計省、區、市發生時間地點災害類型傷亡情況（人）直接經濟損失(萬元)成因死亡失蹤受傷山西省2007.4.22運城河津市下化鄉半坡村滑坡121500自然和人為因素四川省2007.5.20涼山州雷波縣莫紅鄉千拖村泥石流73100降雨引發泥石流四川省2007.5.24甘孜州九龍縣烏拉溪鄉河壩村廟子溝泥石流12

51267.75降雨引發泥石流四川省2007.5.25雅安市石棉縣豐樂鄉國道108線2545Km+700m處崩塌10

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自然因素云南省2007.7.19騰沖縣猴橋鎮蘇家河口電站施工工地滑坡295工程施工四川省2007.8.1023:00雅安市石棉縣草科鄉田灣河大發水電站泥石流1113500降雨陜西省2007.10.172:00延安市吳起縣薛岔鄉薛岔村河溝村民小組崩塌552.5強降雨，地質條件差2008年1－12月全國共發生各類地質災害26580起，其中滑坡13450起、崩塌8080起、泥石流443起、地面塌陷451起（圖1）。共造成1598人傷亡，其中死亡656人，失蹤101人，直接經濟損失32.7億元。與2001年以來的多年同期相比，2008年地質災害發生數量低于多年平均值(表1)圖12008年全國地質災害類型構成表12001年以來地質災害災情對比年代發生數量（起）死亡（人）失蹤（人）受傷（人）直接經濟損失（億元）2001579378812093635.020024800090710947051.0200313832743125335548.720041355573412428040.920051775157810433936.5200610280466311145343.22007253645988144624.820082658065610184132.72001－2007年平均值324437161118972008年地質災害的成因

特殊的地質環境條件是地質災害形成的基礎和根本原因。2008年的重災區是西部地區，西部地區地形起伏大，構造活動強烈，巖土體物理風化嚴重，地質環境十分脆弱。在降雨、地震、人類活動等條件觸發下，極易發生滑坡、崩塌、泥石流等地質災害。局地暴雨、持續強降雨和重力作用等自然條件是滑坡、崩塌等地質災害的主要誘發因素。2008年約96%的地質災害是由自然因素引發的。不合理的人類工程活動也是誘發崩塌、滑坡災害的重要原因之一。2008年約4%的地質災害是由人類工程活動直接引發的，這些人類工程活動主要是切坡修路、采礦、削坡建房、水庫蓄水和人工取土等。西部青藏高原巖土凍融、物理風化為主中國中部高原，山地斜坡變形為主中國東部丘陵，平原地面變形為主中國北部內陸高原、盆地沙漠化、鹽漬化中國北部大興安嶺北段山區凍融為主

一.滑坡

1.1滑坡災害的基本概念

1.1.1滑坡斜坡上巖、土體以各種方式順坡向下的運動，統稱為滑坡。它是地表起伏不平的地形形成過程中經常發生的一種地質作用。滑坡是發生在斜坡上的以重力為主導的外動力地質作用，是斜坡上的剝蝕作用。在地質上與滑坡屬同義詞的還有斜坡運動、塊體運動或塊體消耗。

由于人類工程活動對地表地形的改造已經超過了自然營力，人為活動引起的滑坡數量已大大超過了自然產生的滑坡，所以50％以上的滑坡是人為因素（如開挖坡腳、灌溉等）引起的。

1.1.2滑坡災害滑坡作用對人民生命財產和國家經濟建設造成的危害稱為滑坡災害，前者為致災作用，后者為受災對象。致災作用是主導因素，而受災對象則為被動客體，但災害的大小則由受災對象的損失大小來評定。

1.1.3滑坡災害的特點

外生的滑坡災害雖然沒有內生的中強地震災害嚴重，但滑坡災害卻是比地震災害更為常見和多發的地質災害。滑坡災害的常見主要表現為其空間分布廣泛。地表有斜坡的地帶都可能發生滑坡。而斜坡在地表分布非常廣泛，斜坡所占有的面積遠大于平地面積。可以認為，地球表面是由面積不等、坡度坡向不同、組成物質多樣的斜坡組成，而坡度為零的平地則呈斑點狀散布于斜坡單元之間。

斜坡地貌單元分布的廣泛性就決定了滑坡分布的廣泛性，無論是陸地上的斜坡還是海水下的大陸斜坡都有滑坡發生。而地震災害則集中分布于地震帶上。地球上主要地震帶為環太平洋地震帶、地中海——喜馬拉雅地震帶和大洋中脊地震帶。亦即地震發生于板塊增生、消減和轉換斷層帶。其中尤以板塊消減帶所發生的地震震級高，成災最為嚴重，而板塊增生帶的地震一般是不成災的。在大陸內部則集中發生于少數發震大型活動斷裂帶，而分布比較廣泛的非活動斷裂則是不發震的。由此可見地震災害遠沒有滑坡災害分布廣泛。滑坡災害的多發是指其發生時間頻繁。每年多雨季節均有滑坡發生，即使在一個多雨季節內不同時間的強降雨過程也均有滑坡發生。而中強地震則發生于數十年為周期的地震活躍期。同一地點一次中強地震的重現期往往長達百余年至數百年。兩相比較顯然滑坡災害發生比地震災害頻繁得多。與同屬外生地質災害的泥石流災害相比，滑坡災害為重力主導，固相運動為主，大氣降水、地表水、地下水只起降低抗滑力增加滑動力的輔助作用，滑坡滑動一般不具流動性；泥石流為水動力主導，必須有快速集中、沖刷力強大的水流，強烈侵蝕搬運松散堆積物（包括滑坡堆積），才會形成泥、砂、碎石等松散土體與水的混合流體的泥石流，其流動性極強。

1.2我國滑坡災害的嚴重性我國地域遼闊，地形地質條件復雜多樣。總體特征是地勢西高東低，高低起伏變化強烈，山地占國土面積的70％以上。地質構造復雜，新構造活動強烈，青藏高原近期強烈隆升河谷深切，形成峽谷高山地貌，谷坡高陡，數百米至千余米高的谷坡廣泛分布在西南山區。季風型氣候使雨季多強降雨。這樣的地形、地質和氣象條件使滑坡災害遍及全國山地丘陵區，已知數量近百萬處之多，構成災害的數以十萬計，活動面積占國土面積的約45％，又以西南西北地區最為嚴重，年年發生，年年成災。

1.3滑坡成因1.滑坡環境條件(l)巖土介質類型：結構松散，抗剪強度和抗風化能力低，在水作用下容易發生變化的松散覆蓋層、黃土、粘土、頁巖、泥巖、煤系地層、凝灰巖、片巖、板巖、千枚巖等是產生滑坡的內在物質基礎。巖土力學強度較弱與較堅硬巖層互層結構的碎屑巖組亦利于滑坡的形成。(2)地質構造及巖土結構：巖層中的各種節理、裂隙、層理面、巖性界面、斷裂發育的斜坡，平行和垂直的陡傾構造面及順坡緩傾的構造面是產生滑坡的內在地質環境條件。(3)地形地貌：相對高差較大，山體坡角較陡，即坡角大于10度、小于45度、下陡中緩上陡、上部成環狀的坡形是產生山體滑坡的內在地貌環境條件。特別是在斜坡向與巖層結構面傾向一致時易于滑坡的形成。(4)地下水作用：地下水使巖土軟化、降低巖土的抗剪和粘結強度，產生動水壓和孔隙水壓力，潛蝕巖土，增大巖土重度。對透水巖土產生浮托力等是產生滑坡的水文地質條件。

2.滑坡誘發因素(1)大氣降水、生產生活用水、河湖倒灌水、各種水體的滲漏、地下水等作用在山體斜坡上，能增加坡體上重量；浸泡軟化易滑地層，形成粘泥薄層，使抗剪強度大幅度降低；水充滿裂隙時形成靜水壓力，出現水頭差時形成動水壓力；干濕交替導致巖土體裂開，使更多的水進入坡體促進斜坡失穩。(2)溝谷、河流、湖泊、海洋水流沖刷岸坡，淘蝕坡腳、削弱支撐力，當下滑力大于抗滑力時，斜坡就會滑動。(3)人為工程活動破壞坡體平衡作用。(4)地震動的作用：一是使斜坡承受的慣性力發生改變；二是造成地表形變和裂隙增加，降低巖土的力學強度，引起地下水的變化。

2004年我國發生的死亡和失蹤10人以上的重大地質災害

發生時間地質災害發生地點死亡失蹤災害類型誘發因素5月30日貴州省六盤水市水城縣金盆鄉營盤村11滑坡強降雨6月23日湖南沅陵縣、安化縣216群發滑坡崩塌強降雨6月30日四川省宜賓市興文縣兩龍鄉三村67滑坡連續降雨和暴雨7月4-5日云南省德宏州盈江縣、隴川縣、瑞麗市144山洪、泥石流及滑坡暴雨7月17-20云南省西部怒江、寶山、德宏1241洪澇泥石流滑坡大到暴雨7月20日湖南懷化市通道縣獨坡鄉駱團村12山體滑坡暴雨8月13日浙江樂清市、磐安縣、天臺縣、永嘉縣、玉環縣47群發滑坡崩塌臺風暴雨9月5日重慶市萬州區、云陽縣、開縣，四川省達州市852群發滑坡崩塌暴雨12月3日貴州省納雍縣鬃嶺鎮左家營村巖腳組后山395危巖體崩塌地形高陡、巖體開裂、暴雨和樹木根劈作用2000年4月9日20時05分，西藏自治區波密縣易貢鄉扎木弄溝發生巨大山體崩滑，約3000萬立方米的崩滑體強大的沖擊力觸發了溝內沉寂多年的松散堆積物，瞬間形成高速-超高速塊石碎屑流。這一高速滑坡體以銳不可擋之勢，掃蕩溝谷兩側山體,在短短的2-3分鐘里,垂直運距近3000米，水平運距約8500米，傾瀉于易貢湖出口處，形成了長達4.6km,前緣最寬近3km，高達60m的一道喇叭狀的天然“大壩”，堆積方量約3億米3。512地震誘發的北川王家巖滑坡

1.4滑坡的表面形態及結構1.冠2.主斷壁3.頂4.頭5.次斷壁6.主滑體7.足8.趾尖9.趾10.破壞面11.破壞面趾12.滑覆面（分隔面）13.滑移體14.減損帶15.加積帶16.減損坳陷17.減損體18.加積體19.側翼20.原始地面

2004年7月18日云南德宏州盈江縣支那鄉蘆山村蕨葉壩下寨一處特大滑坡泥石流，造成12人死亡、41人失蹤堵江2004年9月5日下午，四川省達州市宣漢縣天臺鄉義和村1-9社發生滑坡，無人員傷亡，直接經濟損失約2500萬元。滑坡規模5625萬m3，是我國繼西藏易貢滑坡后又一大的滑坡。滑坡體地處川東中低山區，滑坡體所處斜坡相對高差約300m，平均坡度約15°，是發生在斜坡平均坡度最緩的一處特大型滑坡。

9月3日，區內出現200年一遇的暴雨，據當地氣象臺觀測，9月4日下午4時至9月5日下午4時達州雨量為190mm，9月5日11時30分開始慢速推移式滑動，當地利用高音喇叭等方式，組織迅速將險區內村民轉移到安全地帶。滑體上房屋、農田全部摧毀，至晚上11時滑動距離約200m。滑體物質沖進河床，堵河成湖。四川省達州市宣漢縣天臺鄉義和村滑坡是在降雨誘發下形成的大型推移式滑坡。由于及時發現險情，及時組織迅速撤離，避免了1255人的人員傷亡。是地質災害群測群防的成功案例。重慶市萬州區鐵峰鄉吉安村民國場滑坡?

滑坡體積:約960萬m3?

滑坡長度:1237m?

滑坡寬度:389m?

滑坡厚度:10～20m?

滑動距離:50～60m?

滑坡類型:順層基巖滑坡?

滑坡體巖性:強風化的碳質頁巖（侏羅系底部自流井統珍珠沖組）?

滑動時間:2004.9.5上午9:00-12:00?

滑坡相對高差:283m?

斜坡平均坡度:30度?

觸發因素:降雨自9月4日下午4時至9月5日下午4時降雨量達200mm?

次生災害:堵斷楊家河成湖，威脅下游云陽縣上萬人生命2007年7月26日中午，湖南省瀘溪縣潭溪鎮朱雀洞村叢樹坪吉常高速公路VK190+200～650段長450m路面出現裂縫，27日凌晨1：00左右，發生大規模山體滑坡。此次山體滑坡地質災害共造成117戶583人受災，基礎設施損壞嚴重，直接經濟損失8178萬元，無人員傷亡（照片3）。朱雀洞村滑坡體長240m，寬450m，厚10余m，后緣標高205m，前緣標高130m，體積大于200萬m3，屬大型深層巖質滑坡。滑動方向315°。滑坡體位于丹青河“V”型谷左岸，原始斜坡坡度28°左右，坡體物質組成為白堊系上統中段泥巖、泥質粉砂巖、粉砂巖，巖層產狀310°～330°∠20°～30°，上覆5～10m厚的風化砂粘土及粘土。7月20日～7月26日，連降大暴雨，降雨量達200mm以上。

滑坡預測預報問題是目前存在的世界性難題。各國地質專家都致力于該項研究，但至今尚未獲得滿意的結果。我國科技人員曾經通過20余年的艱苦調查研究和長年累月的監測工作，成功地預報了幾次大型滑坡。其中包括1985年6月12日凌晨3時45分至4時20分發生在湖北省秭歸縣境內長江西陵峽中新灘鎮的大型滑坡。該滑坡的體積約3000余萬立方米，堅硬的塊石、碎石及泥土快速崩滑下來，將新灘鎮全部摧毀。滑坡體前部的土石堵塞長江江面的1/3，頓時江中激起巨浪54米高，涌浪波及上下游共42公里長的江段。由于預報及時，撤離措施果斷有效，致使首當其沖的新灘鎮475戶居民1371人無1人傷亡。使一場毀滅性的地質災害帶來的經濟損失和人員傷亡，減小到最低程度。

1.5滑坡預測預報1974—1980年開展了各方面的調查研究工作；1977—1982年7月布設了四條視（水）準線，計12個變形點（由“長辦”進行觀測）；1983年后，利用監測結果和現場調查資料，發現了異常，及時地向上級報告了險情。至1985年6月11日，當現場調查和位移監測資料，十分有力地說明大滑動即將來臨，前兆非常明顯時，該處立即向湖北省科委和長辦發出了險情告急。僅隔11個小時，便發生了這次大滑坡。

發出預報的單位是湖北省西陵峽巖崩調查工作處(現歸為三峽大學)。該處自1970年成立以來，科技人員一直堅持在高山峽谷的現場工作。

二.崩塌

崩塌是位于陡崖、陡坎、陡坡上土體、巖體及它們的碎屑物質在重力作用下失穩而突然脫離毋體發生崩落、滾動、傾倒、翻轉堆積在山體坡腳和溝谷的地質現象，又稱之為崩落、垮塌或塌方。

2.1崩塌成因條件

2.1.1崩塌形成的內在條件(1)地貌條件：地貌是崩塌的首要條件。崩塌作用表現在以下地形地貌條件下，一是大于45度高陡斜坡、孤立山嘴或凹形陡坡地形；二是在河流強烈切割、地勢高差較大（尤其坡高大于20m的斜坡）、高山峽谷區，特別是海、江、河湖(或水庫)、溝的上游、河流強烈側蝕的凹岸、海岸和水庫庫岸；三是鐵路、公路邊坡、工程建筑物邊坡及其各類人工邊坡等地形地貌。(2)地質條件：崩塌作用主要發生在對山坡體切割、分離的節理、裂隙面、巖層面、斷面等地質構造面，特別是具垂直節理的堅硬、脆性塊狀結構的巖層上，如石灰巖、礫巖、砂巖、砂質頁巖、石英巖、花崗巖、輝長巖、玄武巖等。如果這些堅硬巖層與軟弱巖層互層就更容易風化掏蝕，使堅硬巖層突懸發生崩塌。山坡體裂隙發育、與山坡體走向平行的陡傾構造面，最利于崩塌的形成。另外，構造運動強烈、地層擠壓破碎、地震頻繁的地區容易發生崩塌現象。(3)氣候條件：崩塌作用與強烈的物理風化作用密切相關。在日溫差、年溫差較大的干旱和半干旱區、凍－融交替的物理風化作用強烈。只要有陡崖、陡坎、陡坡的地方都可能出現崩塌。因此，崩塌主要出現在初冬和早春季時期。

2.2崩塌與滑坡的區別崩塌與滑坡都是在重力作用下山體邊坡失穩活動。但兩者間的形成機理和活動形式存在一定的差異，歸納有以下不同之處：(1)由于從陡崖、陡坡上崩塌下來的物質，開始時有的是以墜落方式出現，有的以傾倒、滾動、翻轉方式出現的，接著又以跳動、滾動的方式繼續前進等運動形式，使崩塌物多呈結構零亂，毫無層序，呈錐形堆積在山坡腳；滑坡體卻是沿滑動面作整體性的滑落，所以，堆積物多具原巖土體的上下層位和新老關系。(2)崩塌、滑坡與山體(母體)的關系，崩塌體完全脫離母體，滑坡體很少完全脫離母體。(3)崩塌體的垂直位移量大于水平位移量，重心位置降低幅度大；而滑坡則相反，滑坡體水平位移量大于垂直位移量，大多數滑坡體的重心位置變位不大。另外，滑坡下滑的速度一般比崩塌崩落速度緩而慢。(4)滑坡體表面一般發育具一定規律的縱橫裂縫，而崩塌堆積物表面不具這種特征，其崩塌地裂縫發育在崩塌體后緣、懸崖后緣。(5)崩塌源具有明顯的陡崖地貌，而滑坡則具有明顯的滑坡地貌特征。2004年12月3日3時40分，貴州省納雍縣鬃嶺鎮左家營村巖腳組后山發生危巖體崩塌，崩塌體沖擊了山下土坡和巖腳寨（組）部分住戶，形成特大型地質災害。據統計，共有19戶村民受災，12棟房屋被毀，7棟房屋受損。截止12月9日19時，已發現死亡39人，5人失蹤，另有13人受傷。

巖腳寨危巖崩塌災害實景高差約100m崩塌堆積體遇到高程1913.4米的小山丘阻擋，迫使其分為東西兩支，并緩解了其沖擊力，否則造成的災難更大

小山丘崩塌東側危巖頂部已開裂達20厘米，樹木生長在舊裂縫中受陡傾坡外結構面控制的危巖體2006年6月18日凌晨，大渡河康定縣時濟鄉發生巖崩，死亡11人，傷30多人。暴雨誘發。

三.泥石流

3.1泥石流的基本概念

3.1.1泥石流的定義泥石流是山區汛期常見的一種嚴重的水土流失（泥沙失穩搬運）現象。它是泥沙在水動力作用下失穩后,集中輸移的自然演變過程之一,具有嚴重的災害性.某些山區河流在汛期中由于暴雨或其它水動力如潰壩、冰川、融雪等作用于流域內不穩定的地表松散土體上，由于松散土體失穩參與洪流運動，因此在流域內形成二種匯流現象，一是水的匯流；二是沙的匯流。二種不同相的物質在共同的流動空間內混合而形成一種特殊的水、沙混合輸移現象。當這種特殊的流體中含沙量超過某一限值后，因其流動特性的變化而形成的一種特殊洪流,它對工程設計及環境的影響與洪水、滑坡不同而稱為泥石流。在一些植被較好的陡坡面,下伏基巖或不透水層埋藏較淺、前期降水充分，上復松散土體飽水后，由于土體中C、Φ值降低和有壓地下水的作用，也可能形成坡面泥石流。3.1.2典型的泥石流流域形態泥石流活動三過程：形成——輸移——堆積，是地表一次破壞和塑造過程。

平面呈一不對稱的啞鈴形成區和堆積區的形態極不穩定。形成區由條帶狀向樹枝狀發展。流通區在發展過程中相對穩定。堆積區由于流域內來沙量的增長而不斷擴展，進逼下游大河變形。降雨流域環境地形植被松散堆積物（人為的、自然的）集中補給分散補給泥沙匯流（QH）洪水匯流（QB）河溝或坡面QB＋QH＝QCrc＜1.3tf/m3洪水rc≥1.3tf/m3泥石流塊體運動崩塌洪水淘蝕泥石流形成過程框圖

3.1.3泥石流活動產出環境1.流域內山坡面上和溝谷中存在大量的自然形成或人為堆積的松散土體,且處于不穩定狀態。2.受人類活動干擾而失穩的某些在自然條件下屬于穩定的土體。3.活動空間條件：活動空間條件越大、泥石流活動越充分，能認識泥石流的信息也越多。4.暴雨、地震、人類活動等影響的程度。

2004年7月20日云南泥石流溝樹木堆積

3.1.4泥石流的類型1.按物質組成分類泥流型rc≥1.6tf/m3。泥沙粒徑主要由均勻的粉粒級以下物質組成，多為非牛頓體。多集中分布在黃土及火山灰地區。水石型rc≥1.3tf/m3。粉粒及粘粒含量極少，以沙、塊石為主，為牛頓體，多見于花崗巖地區。泥石型rc≥1.3tf/m3。介于上述二種類型之間多為牛頓體，少部分也可以是非牛頓體。廣見于各類地質體地區及堆積體中。泥流型水石型泥石型2.按成因分類自然演變型

區域地質環境差，地表松散物穩定性較低，生態環境脆弱的某些山區，在長期的自然演變過程中，由于水動力作用，發生的一種泥沙（地表松散物）集中搬運現