地质灾害的危害及影响
1. 地质灾害的危害性有哪些
地质灾害是指岩土体在重力作用和诱发因素（降雨、地震、人类工程活动等）版作用下发生的变权形破坏地质现象。如滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷……
①地质灾害与地震区别：
地质灾害→力源→重力作用。
地震→力源→区域构造应力作用，构造应力作用→形变→形变应变能→能量释放→地震，见“应力与孕震能力间关系’一文。
②地质灾害危害：
a）直接危害：
一一人员伤亡统计。
一一财产损失统计。
一一险情计算。
b）间接危害：
地质灾害链等，如滑坡堰塞湖→一旦溃坝→泥石流或洪灾…→危害。
滑坡崩塌堵沟→溃决→溃决型泥石流→危害。
2. 地质灾害对人类的影响 跪求~~~
地质灾害是指由于自然和人为诱发引起的地壳变形、位移及地表物质运动所产生的对人民生命和财产安全造成危害的地质现象。根据自然地质灾害活动主体的物质状态，可以把地质灾害分为如下几种类型：①固体活动灾害：地震、地裂缝、构造断裂等；②液体活动灾害：火山等；③气体活动灾害：地气灾害。人为地质灾害包括坑道冒水、地面沉降、滥伐森林引起的洪水泛滥、地表荒漠化等。
有资料表明，由于全球气候异常变化，世界范围内的降水、降雨量日渐增多，地质灾害隐患也在不断增加；特别是随着人类活动的加剧和活动范围的不断扩大，工程建设造成的地质性破坏越来越多。我国疆域辽阔，国土面积广大，孕育地质灾害的自然地质环境条件复杂多变，自然变异强烈，不同地区人类工程活动的性质和强度也各不相同，因此所形成的地质灾害的类型、发育强度及危害大小也差异甚大，已成为世界上地质灾害多发的国家之一。我国的地质灾害种类多、分布广、影响大。据统计，我国地质灾害共有30种，主要有：
地震。地震是一种最严重的地质灾害。我国是世界上地震灾害最严重的国家之一。全国大部分省区都发生过6级以上的地震。1976年7月28日唐山7.8级地震，使上百万人口的工业重镇，顷刻间成为一片废墟，是20世纪全球破坏性最大的地震。
滑坡。又称塌方、地滑。指斜坡上的岩体或土体在重力作用下，沿一定的滑动面整体下滑的现象。它会破坏或掩埋坡上和坡下的农田、建筑物和道路，造成人员伤亡。云南是我国滑坡灾害最严重的省份之一。1965年云南禄劝滑坡死亡400多人；1986年东川铁路支线大梨树滑坡，使铁路停运90天，损失1000万元以上；1987年金沙江畔宁浪县长坪滑坡，使金沙江水颜色变黑、水质污染至渡口市，流程达300多km。
泥石流。是山区爆发的特殊洪流，是泥沙、石块等固体物质在水和重力的作用下，沿坡面或沟谷突然流动的现象。泥石流流动的全过程一般只有几小时，短的只有几分钟，破坏力极强。1981年四川甘洛泥石流造成300多人死亡。今年4月9日晚8时，西藏波密县贡乡扎木龙山发生特大泥石流，在短时间内4.8亿m3的泥石流以排山倒海之势从海拔5520米的雪山倾泻而下，形成一个长2500米，宽1500米，高180米的大坝，造成交通中断，4000多名藏胞被困。
我国山区面积占国土总面积的2/3，地表的起伏增加了重力作用，加上人类的不合理的经济活动的扩大，地表结构遭到严重破坏，使滑坡和泥石流成为一种分布较广的自然灾害。目前已查明我国共发育有较大的泥石流2000多处，崩塌3000多处，滑坡2000多处，中小规模的崩塌、滑坡、泥石流多达数十万处。全国有350多个县的上万个村庄、100余座大型工厂、55座大型矿山、3000多公里铁路线受到泥石流、崩塌、滑坡等地质灾害的严重威胁。
我国除北京、天津、上海、河南、甘肃、宁夏、新疆以外的24个省、自治区、直辖市都发现了岩溶塌陷灾害。全国岩溶塌陷总数近3000处，塌陷坑3万多个，塌陷面积300多km2。黑龙江、山西、安徽、江苏、山东等则是矿山采空塌陷严重发育区。据不完全统计，在全国20个省、自治区内共发生过采空塌陷180处以上，塌陷面积超过1000多km2。
我国水资源分布不均衡，地下水开采量集中，开采布局不合理，造成个别地区地下水水位下降，水质恶化甚至水源枯竭，出现地面沉降、海水入侵、地裂缝和地面塌陷等地质灾害和地质环境问题。上海、天津、江苏、浙江、陕西等16个省、区、市的46个城市出现地面沉降问题。陕西、河北、山东、广东、河南等17个省、区、市出现地裂缝400多处，1000多条。
据统计，80年代未至90年代初，崩塌、滑坡、泥石流等15种主要地质灾害所造成的经济损失每年达100多亿元，约300—400人死亡；90年代中期以来，每年造成死亡的人数超过1000人，经济损失高达200多亿元，一些地区和县（市）的地质灾害已成为危害地方社会经济发展的重要因素。引发这些地质灾害除自然原因外，主要是人为因素。迄今为止，我国50%以上的地质灾害都与人为因素有关。
3. 地质灾害及其基本特性
地质灾害指给人类生命财产、生产活动和生存与发展造成危害的地质事件。由地质作用引起或地质条件恶化导致的自然灾害都划归为地质灾害。
地质灾害既具自然属性,又具社会属性。自然属性是指地质灾害都是一种自然地质现象,社会属性是指地质灾害必须对人们的生命财产或资源、环境造成危害,否则,称其地质现象。地质灾害的属性特征如下:
1)地质灾害的必然性和可防御性。地质灾害是地球物质运动的产物,是伴随地球运动而生并与人类共存的现象。但通过科学调查、研究,揭示并掌握地质灾害发生、发展的条件和分布规律,进行科学的预测预报和采取适当的防治措施,就可能对地质灾害进行有效防御。
2)地质灾害的随机性和周期性。地质灾害是在多种动力作用下形成的,其发生时间、地点和强度等具有很大的不确定性,可以说,地质灾害是复杂的随机事件。受地质作用周期性规律的影响,地质灾害也表现周期性特征,多具有季节性规律。如每年的雨季往往是地质灾害多发季节。
3)地质灾害的突发性和渐进性。突发性地质灾害大都以个体或群体形态出现,具有骤然发生、历时短、爆发力强、成灾害快、危害大的特征,如地震、崩塌、滑坡、泥石流等。渐进性地质灾害是指缓慢发生的,以物理的、化学的和生物的变异、迁移、交换等作用逐步发展而产生的灾害,主要有土地荒漠化、水土流失、地面沉降等。
4)地质灾害的群体性和诱发性。地质灾害常常具有群发的特点,如在山区,崩塌、滑坡、泥石流等灾害往往成群体发性。也可能一种地质灾害的发生,是后一种灾害的诱因或灾害链中的一环,如崩塌、滑坡往往是泥石流形成区固体物的主要来源。
5)地质灾害的成因多元性和原地复发性。每一次地质灾害的成因均不相同,并都是多元因素作用的结果。某些地质灾害具有原地复发性,如泥石沟复发频繁。
6)地质灾害的区域性。地质灾害的形成通常受地质条件的控制,因此,其空间分布也呈现区域性的特点。受我国地形、地质条件的限制,我国地质灾害可划分为4个大区:东部平原沉降区,以地面塌陷和矿井突水为主;中部山地崩滑区,以崩塌、滑坡和泥石流灾害为主;西部高原冻土区,主要灾害是冻融、泥石流;西北部草原沙漠区。
7)地质灾害的破坏性与建设性。地质灾害对人类的主导作用是多种形式的破坏,但有时地质灾害对人类会产生有益的建设性作用。如山区斜坡带发生的崩塌、滑坡堆积为人类活动提供了相对平缓的台地,人们常在古滑坡体居住或耕作。
8)地质灾害影响的复杂性和严重性。地质灾害的发生、发展有其自身复杂的规律,对人类社会经济的影响还表现出长久性、复合性等特征。重大地质灾害常造成大量的人员伤亡,使基础设施遭受破坏,生产停顿或半停顿,社会经济遭受巨大的直接或间接损失。
9)人为地质灾害日趋显著。由于人口的急剧增长,各种经济开发活动愈演愈烈,许多不合理的人类活动使地质环境日益恶化,导致大量次生地质灾害的发生。如过量开采地下水引起地面沉降、海水入侵和地下水污染,矿业活动引发崩塌、滑坡、泥石流、水资源枯竭、水质污染,过度放牧导致土草地退化、土地荒漠化等。
10)地质灾害防治的社会性和迫切性。地质灾害除了伤害人员,破坏房屋、铁路、公路、航道等工程设施,造成直接经济损失外,还破坏资源和环境,给灾区社会经济发展造成广泛而深刻的影响。
4. 山体滑坡，泥石流等地质灾害会造成哪些影响
泥石流常常具有暴发突然、来势凶猛、迅速之特点。并兼有崩塌、滑坡和洪水破坏的双重作用，其危害程度比单一的崩塌、滑坡和洪水的危害更为广泛和严重。
泥石流最常见的危害之一，是冲进乡村、城镇，摧毁房屋、工厂、企事业单位及其他场所设施。淹没人畜、毁坏土地，甚至造成村毁人亡的灾难。泥石流可直接埋没车站，铁路、公路，摧毁路基、桥涵等设施，致使交通中断，还可引起正在运行的火车、汽车颠覆，造成重大的人身伤亡事故。
有时泥石流汇入河道，引起河道大幅度变迁，间接毁坏公路、铁路及其它构筑物，甚至迫使道路改线，造成巨大的经济损失。另外，泥石流会冲毁水电站、引水渠道及过沟建筑物，淤埋水电站尾水渠，并淤积水库、磨蚀坝面，摧毁矿山及其设施，淤埋矿山坑道、伤害矿山人员、造成停工停产，甚至使矿山报废。
山体滑坡不仅造成一定范围内的人员伤亡、财产损失，还会对附近道路交通造成严重威胁。山体滑坡常常给工农业生产以及人民生命财产造成巨大损失、有的甚至是毁灭性的灾难。滑坡对乡村最主要的危害是摧毁农田、房舍、伤害人畜、毁坏森林、道路以及农业机械设施和水利水电设施等，有时甚至给乡村造成毁灭性灾害。
位于城镇的滑坡常常砸埋房屋，伤亡人畜，毁坏田地，摧毁工厂、学校、机关单位等，并毁坏各种设施，造成停电、停水、停工，有时甚至毁灭整个城镇。发生在工矿地区的滑坡，可摧毁矿山设施，伤亡职工，毁坏厂房，使矿山停工停产，常常造成重大损失。
5. 什么是地质灾害危害程度
地质灾害危害程度是指地质灾害造成的人员伤亡,经济损失与生态环境破坏的程度。
地质灾害按危害程度和规模大小分为特大型、大型、中型、小型地质灾害险情和地质灾害灾情四级。
6. 地质灾害的危害性有哪些
地质灾害是指在地球的发展演化过程中,由各种自然地质作用和人类活动所形成的灾害性地质事件。一般认为，地质 灾害是指由于地质作用（自然的，人为的或综合的）使地质环境产生突发的或渐进的破坏，并造类生命财产损失的事 件或现象。 地质灾害的分类，有不同的角度与标准，十分复杂。 就其成因而论，主要由自然变异导致的地质灾害称自然地质灾害；主要由人为作用诱发的地质灾害则称人为地质灾害。 就地质环境或地质体变化的速度而言，可分突发性地质灾害与缓变性地质灾害两大类。前者如崩塌、滑坡、泥石流等，即习惯上的狭义地质灾害；后者如水土流失、土地沙漠化等，又称环境地质灾害。 根据地质灾害发生区的地理或地貌特征，可分山地地质灾害，如崩塌、滑坡、泥石流等，平原地质灾害，如地质沉降，如此等等。 常见的地质灾害有12类。 1、地壳活动灾害：如地震、火山喷发、断层错动 2、斜坡岩土体运动灾害：如崩塌、滑坡、泥石流 3、地面变形灾害：如地面沉降、地面塌陷、地裂缝 4、矿山与地下工程灾害：如煤层自然、洞井塌方、冒顶、偏帮、鼓底、岩爆、 高温、突水、瓦斯爆炸 5、城市地质灾害：如建筑地基与基坑变形、垃圾堆积 6、河、湖、水库地质灾害：如塌岸、淤积、渗漏、浸没、溃决 7、海岸带灾害：如海平面上升、海水入浸、海岸侵蚀、海港淤积、风暴潮 8、海洋地质灾害：如水下滑坡、潮流沙坝、浅层气害 9、特殊岩土灾害：如黄土湿陷、膨胀土胀缩、冻土冻融、沙土液化、淤泥触变 10、土地退化灾害：如水土流失、土地沙漠化、盐碱化、潜育化、沼泽化 11、水土污染与地球化学异常灾害：如地下水质污染、农田土地污染、地方病 12、水源枯竭灾害：如河水漏失、泉水干涸、地下含水层疏干等
7. 内动力地质灾害类型及其危害性
地壳运动的表现形式种类繁多,凡是由地壳运动导致的地质作用危害人内类者,统称为内动力地容质作用灾害,简称内动力地质灾害。我国境内内动力地质灾害,按照成因机制和构造活动特征,主要可以分为4类12种灾害(表3-1)。
表3-1 中国内动力地质灾害类型统计一表览
8. 地质灾害稳定性及危害性评价
一、稳定性评价
根据近年来初步调研，对地质灾害稳定性评价工作尚未全面开展，地质灾害稳定性评价拟采用演变（成因）历史分析法进行定性评价。
1.地质灾害稳定性评价的原则
依据地质灾害体所处的地质环境、地质灾害的演变阶段和发展趋势、促进地质灾害演变的主导因素等方面，综合分析，预测其发展趋势，将地质灾害的稳定性分为稳定性差、稳定性较差、稳定性好三种情况。
2.地质灾害稳定性评价的判据
土体滑坡的稳定性评价判据：
（1）稳定性极差：①前缘临空且有发展趋势；②斜坡坡角较陡，坡角一般大于40度；③滑体前。后缘及两侧有明显的裂缝，形成了清晰的纵长形、长条形、圆椅形等滑坡周界；④滑坡对地表水和地下水影响敏感，其地质呈潮湿或半塑状；⑤滑坡面大部分已贯通；⑥树木、墓牌、工程建筑物等物体产生明显的倾斜、开裂等角变位或水平变位迹象。
（2）稳定性较差：①滑坡前缘具临空间；②斜坡坡角小于40度至30度；③滑坡前后缘可见断续裂缝；④滑面也基本贯通；⑤影响滑坡产生的主导因素仍然存在。
（3）稳定性尚可：①滑坡前缘临空高差小；②斜坡坡角小于30度；③滑坡上未见裂缝，植被较发育；④无影响滑坡产生的主导因素；⑤无明显的滑坡面。
岩质类地质灾害的稳定性评价判据
（1）稳定性极差：①前缘临空（一面至三面临空）；②前缘壁坡角在70～90度或呈倒坡；③后缘有明显的裂缝，并仍在继续发展；④前缘时有滚石、掉块等活动现象；⑤促进岩体破坏的主导因素未消除。
（2）稳定性较差：①具临空面；②前缘壁坡角在40～70度；③后缘有裂缝发展；④前缘暂无危体；⑤促进岩体的主导因素未消除。
（3）稳定性尚可：①前缘临空高度小；②斜坡坡角平缓在20～30度；③后缘无裂缝；④无破坏岩体的主导因素。
二、隐患点稳定性评价
1.岩（土）体滑坡的稳定性评价和灾度评估
对目前已掌握了解，并存在隐患的岩（土）体滑坡210处进行初步的评判，结果其中稳定性极差的有10处，稳定性较差的有26处，稳定性尚可的174处。
（1）稳定性极差的10处，地质灾害隐患极端严重，基本处于非稳定状态，在外力的作用下短期极有可能形成灾害，但目前无法治理或治理成本远高于治理效果，应及时整体搬迁或部分搬迁，将涉及964人的生命及财产安全。
（2）稳定性较差，地质灾害隐患严重，在一定的诱发条件下将形成灾害，目前可通过治理或部分搬迁，采取“避”灾、“减”灾等防治措施，可减轻地质灾害危险性，这26处将涉及人口4075人。
（3）稳定性尚可的地质灾害隐患点，目前暂处于稳定状态，但在一定条件诱发下有可能形成灾害，必须通过加强监测以及投入一定的治理工程，才能确保一段时期内相对稳定，这类地质灾害隐患点有174处，将涉及人口在20000人以上。
2.崩塌（岩崩）的稳定性评价和灾度评估
崩塌地质灾害（隐患）点主要分布在交通沿线及高切坡的建房后侧。调查显示，丽水市交通干线金温铁路（丽水区段）、330国道线、省道丽浦线及丽龙线，目前发现隐患点15处，其中稳定性极差有5处，分别位于金温铁路缙云段1处、青田段2处、庆元县马蹄岙隧道口1处、丽浦线牛头岭1处；稳定性较差的有6处，稳定性尚可的4处；其余20处分布于各县（市）的灾害点。
本类隐患点都处于非稳定状态，在外力作用下可能随时发生，对交通运输及社会安定将带来极大的影响，经济损失将是巨大的。
三、矿产资源开采引发地质灾害及评价预测
矿产资源开发引起局部区域地应力不平衡，使地质构造遭受破坏，将可能引发地面沉降、塌陷、冒顶、边坡崩塌、地表水渗透、山体滑坡等地质灾害，此外采矿废石和尾矿不合理堆放，也将导致滑坡、泥石流等地质灾害。目前丽水市近年来由于矿产资源开发利用引发的地质灾害主要有5处（青田钼矿区、缙云仙都等条石采区、青田叶蜡石开采区、龙泉小梅萤石矿、庆元铅锌矿），已造成22人死亡（详见地质灾害现状一章）。可见，矿产资源开发而引发的地质灾害不可忽视，而且在丽水市有加重的趋势。
在丽水市矿山地质灾害影响最大的矿种是钼、凝灰岩，其次为铅锌、叶蜡石等。这里仅介绍钼矿山地质灾害情况。
钼矿开采在丽水市开采金属矿种中开采规模最大，也是经济效益最佳的矿种，本市钼矿山7家，而选矿厂有20余家，矿业产值占本市矿业总产值的四分之一。开采钼矿又相对集中在青田钼矿区，现以青田钼矿区为例，阐述矿山地质灾害情况：
青田钼矿建于20世纪60年代初期，经过近40年的建设，已成为省有色冶金工业重点建设矿山。但在90年代初期的民采潮的进入，不仅造成矿区大量矿产资源的浪费、污染环境，而且带来了严重的矿山安全隐患，由于无秩序、无规划开采、盗采安全矿柱等等违法采矿的事件，导致地质构造、地压力受力不均，在1995年、1996年矿区相继出现局部地段山体滑坡，5号矿区出现严重的渗水现象；1996年8月1日因尾矿库上游的乱采滥挖的采矿废石堵塞属矿库排洪道、溢流沟，加上尾矿库超量股段等人为因素，该尾矿坝塌坝，从而引发了泥石流的发生，将库内近100万方的尾矿荡然无存，瞬时间就把尾矿、矿废石以排山倒海之势汇入洪流之中，沿东源溪近20公里，泥沙所到之处全部夷平，冲毁大量农田、公路、工厂、村庄及水利设施，造成多人死亡，直接经济损失惨重。1998年11月29日凌晨2时又在5号矿区采空区发生塌陷、崩落，塌陷面积2500平方米，崩落土石方达1.5万方，使一座选矿厂被埋，直接经济损失180余万元。根据目前状况，该矿区地质灾害隐患不容乐观，尤其是5号矿脉采空区的塌陷、25号矿脉地表水渗透和地下水流向改变以及矿区采矿造成水土流失等地质灾害隐患将有加重的趋势。
此外，本市缙云县仙都－壶镇凝灰岩开采区、庆元县铅锌矿、青田叶蜡石矿等矿区同样存在着许多不良矿山地质灾害隐患。
9. 地质灾害稳定性与危害性
一、地质灾害稳定性分析
（一）数值法
工程地质数值法，是采用弹塑性力学理论和数值计算方法，从研究岩土体应力和位移场的角度，分析评价岩土体在一定环境条件下的稳定性状态。近30多年来，数值法得到了迅速发展，并被广泛地应用于工程实践中，本文采用FLAC3D（Fast Lagrangian Analysis of Continua in 3 Dimensions）软件进行斜坡稳定性数值分析。FLAC3D软件是美国ITASCA咨询集团开发，主要用于模拟岩土体及其他材料组成的结构体，在达到屈服极限后的变形破坏行为。该软件将流体力学中跟踪流体运动的拉格朗日法成功地用于解决岩石力学问题，它除了能解决一般的岩土问题之外，还能进行如高温应变、流变、或动荷载、水岩耦合分析等复杂的问题。
1.模型计算方法
FLAC3D软件是利用有限差的方法模拟计算由岩土体及其他材料组成的结构体在达到屈服极限后的变形破坏行为，包括静力计算和有限差强度折减计算两种方式。这两种计算方式得到的结果并不完全相同，本次同时选择这两种计算方式，对本区黄土滑坡和不稳定斜坡做验算分析。
静力计算的方法需要建立的模型以及所选参数必须使得模型计算的时候完全收敛，如果计算过程快速收敛，则认为模型是基本稳定的。但是，在做滑坡稳定性分析时候，由于影响滑坡稳定性的因素较多，比如坡高、坡度以及不同坡体的黄土体力学参数的不同，往往不能得到一个快速收敛的计算模型，因此通过静力计算的方式不能完全判断坡体的安全性。强度折减法是FLAC3D唯一的可以计算坡体安全系数的方法。因此，可以利用这一方法求出坡体的安全系数，然后结合静力计算的结果来判断坡体的稳定性。根据《滑坡防治工程勘察规范》（DZ/T 0218-2006），选择安全系数＜1.05判断为不稳定，安全系数1.05～1.15为较稳定，安全系数≥1.15为稳定，以此作为主要灾害点的稳定性判据。
有限差强度折减系数法的基本原理，是将土体强度参数内聚力（C）以及内摩擦角（ϕ）值同时除以一个折减系数Ftrial，得到一组新的Ctrial和ϕtrial值。然后，作为新材料参数带入有限差进行试算。当计算正好收敛时，也即Ftrial再稍大一些（数量级一般为10～3），计算便不收敛，对应的Ftrial被称为坡体的最小安全系数，此时土体达到临界状态，发生剪切破坏。计算结果均指达到临界状态时的折减系数：
Ctrial=C/Ftrial
tanϕtrial=tanϕ/Ftrial
2.模型类型及参数选择
选择摩尔库仑模式作为材料模型，根据勘查和力学性质测试结果，并考虑到调查区灾害的发生与降雨关系密切，故选择饱水状态下的物理力学参数作为计算参数：
体积模量：
K=4.5MPa
剪切模量：
G=2.1MPa
内聚力：
C=3.4×104Pa
内摩擦角：
ϕ=21.4°
3.黄土边坡分析
（1）模型建立及网格剖分
调查资料表明，30°～60°的黄土直线型斜坡发生变形破坏的可能性较大，考虑到建立模型的方便性，选择30°～70°之间的直线型边坡进行分析，同时建立一些阶梯状的边坡进行比较分析。
按照郑颖仁教授的观点，在做边坡模型的强度折减法求边坡安全系数的同时，要求所建立的模型坡角到最左侧的距离为1.5倍坡高，而坡顶到最右侧的距离为2倍坡高，这样计算的安全系数结果最为准确。
以坡高40m坡度45°的直线型边坡为例，建立模型并进行网格剖分。虽然调查区黄土为层状结构，不同时期黄土厚度和土力性质不尽相同，但勘查试验数据表明，其饱和抗剪强度差异不大。因此，假设黄土是均质的，整个模型的强度参数均一。定义模型右侧和底部为约束边界条件，坡面和坡顶为自动边界。
（2）常规模型和简化模型的对比分析
在调查区黄土边坡中，坡高的分布十分不均匀，从十数米，数十米到上百米不等，并且每种坡高都对应有不同的坡度。因此，分析黄土边坡稳定性时需要全面分析，研究不同坡高不同坡度情况下的各种边坡的安全稳定性。本次利用FLAC3D软件模拟了20～50m（每5m区分）坡高情况下30°～70°（每5°区分）所有坡体的稳定性情况。由于模型的不同网格数量以及节点数量不同，造成软件计算时间上由巨大的差异。郑颖仁教授所提出的常规模型在计算中有一定的道理，但也同样极大地增多了模型网格和节点数目，所以强度折减的计算时间非常长。因此，必须首先比较了一下常规模型和简化模型的计算结果。
首先，用常规模型分析40m坡高30°～70°之间所有坡体的稳定性情况。利用强度折减系数法计算各种坡度情况下的安全系数，可利用静力平衡计算和强度折减计算，来得到一定坡高各种不同坡度边坡的稳定性分析（表3-16）。将常规模型计算的坡度与安全系数关系进行拟合，可以得到坡度与安全系数的影响关系曲线（图3-10）。
图3-10 常规模型40m坡高不同坡度与安全系数的关系曲线图
表3-16 常规模型40m坡高不同坡度边坡稳定性计算汇总表
由于常规模型网格个数的节和点数较多，计算机处理的过程中数据量过分庞杂，计算速度慢，而黄土边坡的长宽高往往又比较大。这样我们如果利用郑颖仁教授的常规模型分析，效率不是很理想。因此，将边坡的模型网格进行简化处理，以这样的处理结果对比常规模型的计算结果。对比时仍然以 40m 坡高35°～70°为例分析，计算结果如表3-17，得简化模型的拟合曲线如图3-11。
图3-11 简化模型40m坡高不同坡度与安全系数关系曲线图
观察一下常规模型强度折减法求得的安全系数发现：而当坡体不稳定时，两种模型计算的安全系数相同；而当坡体稳定时，简化模型的安全系数计算结果要比简化模型的结果小一些，但是总体上坡体稳定性的结果影响不是很大。在实际工程应用中，我们为了安全考虑，完全可以考虑使用计算结果较小的简化模型进行分析计算。
表3-17 简化模型40m坡高不同坡度边坡稳定性计算汇总
（3）坡度与安全系数的关系
利用简化模型，分别结合静力计算方法和强度折减系数方法，分析计算了20～50m坡高情况下的各种坡度边坡的稳定性；同时得到固定坡高的情况下，坡度和安全系数的拟合关系曲线。通过坡度与安全系数的拟合曲线可以看出，固定坡高时，当改变坡度，安全系数随着坡度的增加而减小，坡体逐渐不稳定。而安全系数随着坡度变化呈现对数关系变化，拟合程度较高。
（4）土体强度参数的变化分析
根据勘查和试验测试数据，区内黄土的内聚力C值以及内摩擦角ϕ值变化较大（如表3-18），因此有必要研究一下强度参数的变化趋势对于坡体安全系数的影响。
表3-18 黄土物理力学指标统计表
以20m坡高60°边坡为例，固定模型的内聚力：
C=34kPa
然后改变土体的内摩擦角，利用强度折减系数法分别计算不同内摩擦角情况下的安全系数情况，得到结果如表3-19所示。由计算结果可以看出，随着内摩擦角的增大，安全系数逐渐增大。内摩擦角越小，潜在滑动带越向外扩展，危险滑弧越开阔，而坡体的稳定性越差（图3-12）。
表3-19 不同内摩擦角对安全系数的影响统计表
仍然以20m坡高60°边坡为例，固定模型的内摩擦角：
ϕ=21.3°
然后改变土体的内聚力，利用强度折减系数法分别计算不同内聚力情况下的安全系数情况，得到结果如表3-20所示。计算结果显示，内聚力越大，安全系数越高。但是潜在滑动面越向外伸展，滑弧越开阔，但是稳定性越高，这一点和内摩擦角的影响恰好相反（图3-13）。
表3-20 不同内聚力对安全系数的影响统计表
图3-12 滑弧随内摩擦角的变化趋势图
图3-13 滑弧随内聚力的变化趋势图
（5）边坡剖面形态的影响
研究区黄土边坡的剖面形态大致分为四类：直线型、阶梯型、凸型和凹型。调查结果发现凸型边坡和直线型边坡发生失稳变化的数目最多，可能性最大。因此有必要分析坡型的变化对于坡体稳定性的影响。在这里我们只对直线型和阶梯型边坡作对比分析。
以40m坡高45°边坡为例，分别建立直线型和阶梯型边坡，利用静力平衡和强度折减方法计算其各自的安全系数，并对照最大不平衡力曲线和坡体内部剪切应变云图分析这两种坡体的稳定性。计算结果发现直线型边坡明显发生破坏，坡体内部剪切应变呈带状分布，而阶梯型边坡的安全系数增大，静力计算时在4460时步收敛，坡体稳定（图3-14，图3-15；表3-21）。
图3-14 直线型边坡静力计算下的最大不平衡力曲线图
图3-15 阶梯型边坡静力计算下的最大不平衡力曲线图
表3-21 40m、45°直线型和阶梯型边坡对比分析表
4.主要灾害点稳定性分析
根据上述分析方法，对调查区的30个主要滑坡和不稳定斜坡点进行数值分析，求出坡体的安全系数，判断坡体的稳定性，分析结果列于表3-22。
表3-22 主要灾害点稳定性数值分析结果表
（二）极限平衡法
1.计算方法与软件选择
斜坡稳定性分析的方法较多，目前较成熟的主要有：瑞典条分法、毕肖普法、工程师团法、罗厄法、斯宾塞法、摩根斯顿法、简化法等，由于这些方法对土体进行了不同的假定，计算结果也各有差别。本次采用Geo-Slope软件对选择的30处滑坡和不稳定斜坡进行稳定计算。
Geo-Slope软件是一个集极限平衡法和有限元法于一体的计算软件，分成斜坡稳定性分析（Slope/w）、渗流分析（Seep/w）、应力分析（Sigma/w）、地震状态分析（Quake/w）和温度变化分析（Temp/w）等。本次主要采用边坡稳定性分析（Slope/w）模块来分析黄土斜坡的安全系数，Slope/w可以采用力的极限和力矩极限平衡来计算稳定系数，其稳定分析原理主要是采用条分法原理。即通过滑面将滑动土块分成n个垂直条块，滑面可以是圆弧滑面和各种复合滑面，Slope/w综合了瑞典条分法、毕肖普法、斯宾塞法、摩根斯顿法、简化法等各种方法，Slope/w考虑了条块间的作用力，使计算结果更趋于合理。Slope/w通过手动给定可能的圆心变化范围，给定多个搜索步长，自动搜索最危险滑面。Slope/w可以通过在土层中给出可能的孔隙水位置来计算孔隙水存在状况下的稳定性，也可以计算局部加荷条件下的稳定性。
现以毕肖普法为例，简单介绍极限平衡法的计算原理。
毕肖普主要采用力的极限平衡来计算安全系数。以毕肖普法为例，说明极限平衡法的计算原理，其计算图示如图3-16所示。其上作用的荷载有Wi，Ui，Qi，待求的反力及内力有Ni，Si及ΔEi。根据剪切面上的极限平衡要求，可列出下式：
延安宝塔区滑坡崩塌地质灾害
图3-16 毕肖普法计算图示
将所有的荷载及反力、内力均投影在x’轴上，可写出：
延安宝塔区滑坡崩塌地质灾害
上式可改为
延安宝塔区滑坡崩塌地质灾害
将所有的分条的ΔEi迭加，由于∑ΔEi=0，得
延安宝塔区滑坡崩塌地质灾害
可得
延安宝塔区滑坡崩塌地质灾害
上式的Ni未知，我们利用分条上竖向力的平衡条件得出
延安宝塔区滑坡崩塌地质灾害
解方程得：
延安宝塔区滑坡崩塌地质灾害
代入式整理得
延安宝塔区滑坡崩塌地质灾害
上式两端都有k，因此在计算k时需要进行试算，一般首先假定右侧：k=1。
求出左端的k，再代入右端重新计算k值，直到假定的k值与计算出的k值非常接近为止。
2.主要灾害点稳定性分析
根据调查结果，调查区灾害的发生与降雨因素关系密切，故在参数选择上以饱水状态下的岩土体物理力学参数作为计算参数。根据《滑坡防治工程勘察规范》（DZ/T 0218-2006），选择安全系数＜1.05判断为不稳定，安全系数1.05～1.15为较稳定，安全系数≥1.15为稳定作为主要灾害点的稳定性判据。运用Geo-Slope 软件计算30个灾害点和不稳定斜坡的安全系数进行计算，计算结果如表3-23所示。
表3-23 主要灾害点安全系数计算一览表
续表
下面以赵家岸滑坡为例来说明采用Slope/w进行稳定性分析的具体实施步骤：
（1）剖面图引入：Slope/w可以直接从Autocad中引入斜坡剖面图，也可以直接给出比例尺画出斜坡的剖面图。为了计算剖面精确起见，根据实测剖面数据，直接输入数据点画出剖面图。
（2）选择分析方法设置：Slope/w可以选择极限平衡方法和有限单元法来计算，极限平衡法中可以选择毕肖普法、斯宾塞法、摩根斯顿法、简化法等各种方法来计算安全系数，有限单元计算时要引入斜坡内部应力状态函数来计算。本次选择极限平衡法计算。
（3）确定分块的数目和分块的容差。以确定分析计算的精确性，一般以软件默认的分块为30个，容差为0.01。
（4）划分土层并赋予每个土层力学参数。Slope/w主要以不同岩土性质的分界线来区分各岩土性质，把不同岩性分成不同的土层区，并用不同的颜色以示区分。给土层分区后，再赋予各土层力学参数，力学参数根据延安部分地区勘查数据给出。
（5）给定潜在圆弧滑面的圆心位置，给出圆心位置x和y方向上的增量步和圆弧半径范围和半径增量步，程序自动搜索潜在的最危险滑面，计算其安全系数。对赵家岸滑坡，搜索的最危险滑面如图3-17所示，从图上可以看出，赵家岸滑坡后壁最不稳定。
图3-17 赵家岸滑坡最危险滑面图
（三）类比法
工程地质类比法，是把已有的滑坡或边坡的稳定性研究经验应用到条件相似的对象滑坡或边坡的稳定性判定中去。在进行类比时，不但要考虑滑坡或边坡结构特征的相似性，还应考虑促使滑坡或边坡演变的主导因素和发展阶段的相似性。影响滑坡或边坡稳定性的因素可分为地形地貌、地质特征（地层岩性、岩土体结构面特征、构造节理等）、降雨、人类工程活动（开挖、加载、蓄水等）。这些因素对滑坡或边坡的稳定性是相互作用、相互影响的。在这些因素的相互作用下，结合坡体变形特征，判别坡体的稳定性。
1.地形地貌
通过对调查区灾害点坡度与坡高统计认为，调查区滑坡多发生于25°以上、坡高大于30m的斜坡，且集中坡度在30°～50°、坡高在40～120m的坡体上。在调查的滑坡中，原始坡型为凸型坡的，占滑坡总数的36.52%；直线型坡占滑坡总数的52.56%；合计占滑坡总数的89.08%，即调查区滑坡发育坡体以凸型、直线型坡为主，安全隐患斜坡坡度在40°以上，且集中于坡度为60°～90°、坡高大于20m的地段内，在地貌上大多位于冲沟两侧或坡体前部的人工斩坡、开挖地段。
2.地层岩性
调查区地层岩性主要由更新世黄土、新近纪泥岩、侏罗纪和三叠纪砂、泥岩及互层组成。由于更新世黄土（主要是晚更新世黄土）的湿陷性崩解性，以及红粘土及泥岩的相对隔水和遇水软化、强度降低的性质，使其成为斜坡失稳、发生滑坡、崩塌灾害的易发地层。基岩是全区的基座地层，构成黄土-基岩接触面滑坡的滑床；在基岩出露较高、风化强烈地段或砂泥岩互层地段，是岩质斜坡失稳形成地质灾害的易发区。在黄土斜坡地带，人工开挖形成高陡边坡，成为地质灾害潜在隐患地段。
3.岩土体结构面
调查区岩土体结构面主要是黄土内部顺坡披覆的古土壤层、黄土与红粘土层界面、黄土与砂、泥岩层界面、滑坡所形成的滑塌节理面、滑面以及坡体内部发育的构造节理面、垂直节理面、裂隙等。由于渗透性的差异，在性质差异较大地层岩性界面上形成了隔水层，汇聚的雨水使得上覆黄土、泥岩软化、泥化，抗剪强度降低，形成软弱带，诱发滑坡的发生；而滑坡体内部发育的滑塌节理面、滑面是诱发滑坡复活或发生滑塌的主要因素。这些结构面的存在对坡体的稳定性有着潜在的威胁，一旦条件成熟，可能引起滑坡或诱发滑坡复活而造成灾害的发生。黄土内部发育的构造节理及垂直节理、裂隙等是黄土边坡失稳的一个重要因素。黄土边坡常常沿这些内部节理面发生破坏，比如居民窑洞发育构造节理，则常常沿构造节理面发生塌窑事故。高陡边坡地带，土体常沿垂直节理发育并形成卸荷裂隙、拉张裂缝，形成危岩、危坡。受构造作用，岩体内部发育共轭节理，岩体被切割为不同大小、不规则的岩块，受物理风化作用，发育风化裂隙，使得岩体更加破碎，在边坡尤其是高陡地段易发生崩坠现象，造成灾害。在砂泥岩互层高陡边坡地段，泥岩抗剪强度较低，与砂岩强度差异较大，再加之易受风蚀作用，致使上部砂岩悬空、鼓胀外倾，形成危岩体，易发生倾倒、拉裂、鼓胀等形式的崩塌灾害。
4.人类工程活动
人类工程活动是诱发地质灾害发生的直接因素。人类工程活动主要以不合理的斩坡、开挖及修建蓄水库为主。由于受地形地貌因素的制约，调查区居民为了居住、生活及经济建设等的需要，工程活动强烈，进行大量的开挖、斩坡等，造成坡脚应力集中并急剧增大，原有的应力平衡状态遭到破坏而失去平衡，诱发坡体失稳而发生塌方事故。比如尚合年村滑塌，麻塔崩塌等灾害，均是由于不合理的开挖，造成边坡过陡，引起坡脚应力过于集中，在其他因素的影响下发生的塌方事故，造成伤亡及财产损失。再如延安市卫校东侧沟内滑坡，是由于人为不合理的斩坡、开挖坡脚，导致滑坡发生，将石砌挡墙推倒，滑体涌至居民屋墙。目前，坡体坡度约45°，处于不稳定状态，对居民生命财产构成直接威胁。而人工修建蓄水库，引起地下水位抬升，导致坡体容重增加，破坏了原有的应力平衡状态，且地下水导致坡体内部软弱带软化、泥化，抗剪强度降低，易诱发滑坡的发生或老滑坡的复活。赵家岸滑坡由于坡后库岸蓄水，导致地下水位上升，村民地基严重渗水，且地下水位达到了老滑面上部，并有泉水出露，滑坡体稳定性很差，有复活的危险，危及赵家岸村民的生命财产安全。
根据以上因素分析对比，结合坡体变形迹象及特征，对部分重大灾害点进行稳定性判别（表324，表3-25）。
表3-24 主要滑坡灾害点稳定性分析
续表
表3-25 主要不稳定边坡点稳定性分析表
（四）主要地质灾害稳定性综合评价
前面已经用数值分析法、极限平衡法和工程地质类比法对主要灾害点的稳定性进行了分析，三种方法分析的侧重点不一样。数值法主要是采用弹塑性力学理论和数值计算方法，从研究岩土体的应力和位移场的角度，分析评价岩体在一定的环境条件下的稳定性状态；极限平衡法主要运用极限平衡理论来评价斜坡稳定性；而工程地质类比法则是把已有的滑坡或斜坡的稳定性研究经验应用到条件相似的滑坡或斜坡的稳定性判定中去。影响斜坡稳定性的因素比较复杂。因此，本节将综合这三种方法的计算结果，来综合判断主要地质灾害点所处坡体的稳定性。
综合分析结果表明：30处滑坡和不稳定斜坡中，稳定的3处，占总数的10%；较稳定的7处，占总数的23.3%；不稳定的20处，占总数的66.7%（表3-26）。
表3-26 地质灾害稳定性综合评判表
二、地质灾害危害性评估
（一）评估标准
地质灾害的威胁对象包括人口和财产。人口可以直接用数量来表征；财产包括土地、牲畜、房屋、道路等。根据遥感解译和实际物价调查资料，建立主要经济价值评估标准（表3-27），按照威胁对象的危险程度和易损性，依据标准逐一累加计算。地质灾害灾情与危害程度分级标准按表3-28的规定评估。
表3-27 承灾体经济价值评价标准表
表3-28 地质灾害灾情与危害程度分级标准表
1）灾情分级：即已发生的地质灾害灾度分级，采用“死亡人数”或“直接经济损失”栏指标评估；2）危害程度分级：即对可能发生的地质灾害危害程度的预测分级，采用“受威胁人数”或“直接经济损失”栏指标评估。
（二）现状评估
1.滑坡
根据收集以往滑坡资料，以及本次实地调查结果，调查区近些年来有记载的、造成一定经济损失和人员伤亡的滑坡共有34处。在这34处滑坡灾害中，除1处较大级滑坡外，其余33处灾情均为一般级，总共造成5人死亡，以及102.6万元的财产损失。从已查明日期的滑坡来看，新滑坡灾害发生率为0.76处/年（表3-29）。
表3-29 滑坡灾害灾情与危害程度评价表
2.崩塌
崩塌发生后，其遗迹不易保存，地质历史时期的崩塌一般多不存在，对其发生时间尚难以进一步查明。据有时间记载的崩塌调查资料，可对近年来崩塌发生的频率给出基本的数据。从20世纪60年代以来，共发生有记载的崩塌灾害16处，其中较大级崩塌2处，一般级崩塌14处，死亡12人，经济损失48万元（表3-30）。由于调查根据灾情分级，区地质环境条件差，人口密集，尽管年发生频率低，亦应引起人们的特别关注，每一处都有可能带来生命财产的损失。
表3-30 崩塌灾害灾情与危害程度评价表
（三）预测评估
地质灾害危害性预测评估就是对可能危及居民生民财产安全、工程建设的地质灾害的危害性做出评估。本次评估分滑坡、崩塌以及不稳定斜坡三种类型，对其危害性进行预测评估。评估内容主要是受威胁人数以及由于财产损毁而可能造成的潜在经济损失。
1.滑坡
区内滑坡可分为古滑坡、老滑坡和新滑坡3类型，这些滑坡在自然和人为因素的双重诱发下，均存在复活的可能性。野外调查滑坡总共有293处，可分为活动滑坡和不活动滑坡。本节筛选出活动滑坡39处，占调查滑坡总数的13%，对其危害性进行预测评估。
通过对这39处滑坡的危害性预测评估，危害性大的有8处，危害性中等的有25处，危害性小的有6处。总共有约2098人受到滑坡威胁，潜在经济损失约2863万元（表3-31）。
表3-31 滑坡灾害危害性预测评估
续表
2.崩塌
调查区地质灾害以黄土滑坡为主，崩塌居次；调查中所指的崩塌，有崩塌隐患和已发生崩塌两种，这里所指的是已发生崩塌的潜在危害性预测。根据实地调查和以往资料调查结果，区内所发生的52处崩塌灾害中有14处目前还处于不稳定状态，存在潜在危险，占调查崩塌总数的27%。崩塌发生的坡面，在以降水为主的风化作用下，也被改造，且极易生长植被，也不易发觉。既成崩塌少，并不意味着崩塌的危害性小。崩塌的形成条件在调查区普遍存在，黄土深厚，直立性好，垂直节理发育，延河及其支流两岸黄土陡壁悬崖比比皆是，大多窑洞都是选择很陡的坡面（＞65°）水平掘进，窑洞前平房和院子都置于高陡黄土悬崖崩塌的威胁下。
这14处崩塌灾害中，危害性中等的有6处，危害性小的有8处，危害性大的暂无，这与崩塌灾害规模、影响范围较小有关。14处崩塌共威胁240人，潜在经济损失56万元（表3-32）。
表3-32 崩塌灾害危害性预测评估
3.不稳定斜坡
不稳定斜坡是一种潜在地质灾害，既有基岩斜坡，也有黄土斜坡，以及黄土-基岩斜坡，在调查区广泛分布。坡下多有居民居住，或为企事业单位办公、生产基地，是全区生产建设和人民生活的主要场所，从而构成潜在危害。不稳定斜坡只是对斜坡的稳定性做出不稳定的基本判断，但对其不稳定的变化模式没有给出确定的结论。这是由于潜在的变化存在许多不确定的因素，尚不能对其未来变化做出准确的预测。
在详细调查的51处不稳定斜坡中，有11处存在较大潜在威胁，占不稳定斜坡总数的22%。对其威胁人口和潜在经济损失进行估算统计表明，危害性较大的不稳定斜坡有3处，危害性中等的有8处，其他40处危害性较小（未列入）。总共威胁909人，潜在经济损失652万元（表3-33）。调查中只是有选择性地在不同地区选取了部分不稳定斜坡作为调查点，以反映不稳定斜坡的基本特征。实际上，未发生过崩滑灾害的不稳定黄土斜坡其危害性最难评估，对不稳定斜坡的预测评估工作有待于进一步的研究探索。
表3-33 不稳定斜坡危害性预测评估
续表