工程地质第六章

1、NJUT 地表地质作用地表地质作用 学习重点学习重点 地质地表作用特点、形成规律 和对工程的不良影响及其防治 措施 NJUT 地表地质作用地表地质作用 风化作用风化作用 一、基本概念一、基本概念 1、风化： 在地表或接近地表的条件下，自然界的岩石 和矿物受大气、水和生物等因素影响，在原地发生机械 崩解或化学分解。 2、风化作用：引起岩石风化的过程。 3、风化壳：被风化的岩石圈层。 4、残积土：在风化壳中，岩石经过风化作用后，形成 松散的岩屑和土层，残留在原地的堆积物称为残积土。 5、风化岩：尚保留原岩结构和构造的风化岩石称为风 化岩。 NJUT 地表地质作用地表地质作用 风化作用风化作用 二、

2、风化作用的类型二、风化作用的类型 根据风化作用的性质，一般分为物理风化作用，化学风化作用和生 物风化作用等三种基本类型。 1、物理风化：地表的岩石由于温度变化在原地产生机械破碎而 不改变其化学成分、不形成新矿物的作用，称为物理风化作用或机 械风化作用。 热力风化：热力风化：岩石是热的不良导体岩石是热的不良导体,内部和表层对温度变化的反内部和表层对温度变化的反 应不一致应不一致 冻融风化：冻融风化：水冻结成冰水冻结成冰,体积膨胀体积膨胀,对围岩产生压力对围岩产生压力,使原有裂使原有裂 缝加宽加深缝加宽加深 NJUT 地表地质作用地表地质作用 风化作用风化作用 二、风化作用的类型二、风化作用的类型

3、 1、物理风化： NJUT 地表地质作用地表地质作用 风化作用风化作用 二、风化作用的类型二、风化作用的类型 2、化学风化：处于地表的岩石，与水溶液和气体等在原地发生化 学反应逐渐使岩石破坏，不仅改变其物理状态同时也改变其化学 成分，并可形成新矿物的作用，称为化学风化作用。化学风化作用 的方式主要有溶解作用、水化作用、水解作用、碳酸化作用和氧化 作用等。 （1）溶解作用：）溶解作用： 水直接溶解岩石中矿物的作用称为溶解作用。水直接溶解岩石中矿物的作用称为溶解作用。 易溶物质溶解流失 强度降低更易 风化 孔隙增加连 接减弱 NJUT 地表地质作用地表地质作用 风化作用风化作用 二、风化作用的类型

4、二、风化作用的类型 2、化学风化： （2） 水化作用：水化作用：矿物与水作用，吸收水分作为自己的组成矿物与水作用，吸收水分作为自己的组成 部分形成含水的新矿物的过程。矿物经水化作用后体积膨胀而部分形成含水的新矿物的过程。矿物经水化作用后体积膨胀而 对周围岩石产生压力，使岩石胀裂。对周围岩石产生压力，使岩石胀裂。 硬石膏硬石膏石膏石膏 体积增大体积增大60% （3）水解作用：）水解作用：某些矿物（硅酸盐、铝硅酸盐）溶于水后，某些矿物（硅酸盐、铝硅酸盐）溶于水后， 出现离解现象，其离解产物可与水中的出现离解现象，其离解产物可与水中的H+和和OH-离子发生化学反离子发生化学反 应，形成新的矿物的作用

5、。应，形成新的矿物的作用。 NJUT 地表地质作用地表地质作用 风化作用风化作用 二、风化作用的类型二、风化作用的类型 2、化学风化： （4）碳酸化作用）碳酸化作用 （5）氧化作用）氧化作用 溶于水的CO2 CO32- HCO3- 易溶碳酸盐 随水迁移 结合矿物中的 K、Ca、Na 与矿物中某种元素结合形成新的矿物，如黄铁矿转变为 褐铁矿 低价矿物转变位高价矿物，如磁铁矿变为褐铁矿 NJUT 地表地质作用地表地质作用 风化作用风化作用 二、风化作用的类型二、风化作用的类型 3、生物风化：、生物风化：生物生长和分解过程中，直接或间接对岩石矿生物生长和分解过程中，直接或间接对岩石矿 物所起破坏和分

6、解作用。物所起破坏和分解作用。 物理的：植物的生长，动物的挖掘和穿凿 化学的：生物生长过程中所分泌的化合物对岩石矿物的溶解 4、风化作用类型之间的联系、风化作用类型之间的联系 物理风化使化学风化的前驱和必要条件 化学风化是物理风化的继续和深入 NJUT 地表地质作用地表地质作用 风化作用风化作用 三、影响风化作用的因素三、影响风化作用的因素 1 1、气候因素、气候因素 温度：变化的频率和幅度，影响物理风化的进行，化学风 化的速度 雨量：影响化学风化进行的主要因素，溶解、水解、水化 生物：气候湿润，降水丰沛，利于生物的繁殖。 干旱沙漠：温差风化为主，薄层棱角状残积碎屑物 寒冷极地：冰冻风化 湿润

7、区：化学、生物风化为主，风化彻底，残积层厚，土 壤层厚。 决定了风化作用的类型及其发育程度决定了风化作用的类型及其发育程度 NJUT 地表地质作用地表地质作用 风化作用风化作用 三、影响风化作用的因素三、影响风化作用的因素 2 2、地形因素、地形因素 地形起伏较大、陡峭、切割较深的地区：以物理风化作用 为主，岩石表面风化后岩屑可不断崩落。使新鲜岩石直接 出露表面而易受风化，风化产物较薄。 在地形起伏较小、径流缓慢的地区：以化学风化作用为主， 岩石风化彻底，风化产物较厚。 在低埋有沉积物覆盖的地区：由于有覆盖物的保护不易风 化。 影响风化作用的速度、深度、风化产物的堆积厚度及分布影响风化作用的速

8、度、深度、风化产物的堆积厚度及分布 情况。情况。 NJUT 地表地质作用地表地质作用 风化作用风化作用 三、影响风化作用的因素三、影响风化作用的因素 3 3、地质因素、地质因素 矿物组成：决定岩石抗风化能力的主要因素 结构：粗粒较细粒易风化，多种矿物较单一矿物易风化 构造：不连续面对风化的影响 稳定性造岩矿物 极稳定石英 稳定白云母、正长石、微斜长石、酸性斜长石 欠稳定普通角闪石、辉石类 不稳定 基性斜长石、碱性角闪石、黑云母、普通辉石、橄榄 石、海绿石、方解石、白云石、石膏 NJUT 地表地质作用地表地质作用 风化作用风化作用 四、岩石风化的勘查与评价四、岩石风化的勘查与评价 1. 1. 风

9、化作用的工程意义风化作用的工程意义 岩石的裂隙度、空隙度、透水性、亲水性、胀缩性和可塑性等都 随风化程度加深而增大。 岩石的抗压和抗剪强度等都随风化程度加 深而降低；风化壳成分的不均匀性、产状和厚度的不规则性都随风化 程度加深而增大。 风化程度影响到地基承载力和边坡的稳定性。 工程建设前必须对岩石的风化程度、速度、深度和分布状况进行调 查研究。 NJUT 地表地质作用地表地质作用 风化作用风化作用 四、岩石风化的勘查与评价四、岩石风化的勘查与评价 2. 2. 岩石风化的勘查与评价岩石风化的勘查与评价 查明风化程度，确定风化层的工程性质 确定建筑物的结构和施工方法（五个风化带） 查明风化厚度和分

10、布 建筑选址、加固措施 查明风化速度和引起风化的主要因素 确定预防风化的正确措施 划分风化层 地基的稳定性分析 NJUT 地表地质作用地表地质作用 风化作用风化作用 四、岩石风化的勘查与评价四、岩石风化的勘查与评价 3. 3. 岩石风化的防治岩石风化的防治 挖除法：风化层薄，厚度大时仅除掉严重影响建筑 稳定的岩层部分 抹面法：防止风化继续进行的措施 胶结灌浆法：加固措施，并减弱风化的进行 排水法：防止水对风化的影响 只有在对工程场地详细调查后才能确定处理措施 NJUT 地表地质作用地表地质作用 一、河流的侵蚀、搬运与沉积一、河流的侵蚀、搬运与沉积 1. 1. 河流的水动力学特征河流的水动力学特

11、征 河流的侵蚀、搬运与沉积作用河流的侵蚀、搬运与沉积作用 河水水流的紊流特征 河水水流一般处于紊流状态，具有脉动特征。 脉动：按照紊流运动的性质，水流每点的瞬时流速，不论其方向 和大小都在不断变化着。 河水平均流速在接近水面处最大，向河底、岸壁递减。 平滑边界紧靠边壁处存在层流区（层流亚层或边界层）；粗 糙边界的边界层常被涡流破坏。 NJUT 地表地质作用地表地质作用 一、河流的侵蚀、搬运与沉积一、河流的侵蚀、搬运与沉积 1. 1. 河流的水动力学特征河流的水动力学特征 河流的侵蚀、搬运与沉积作用河流的侵蚀、搬运与沉积作用 流速较大的水流（特别是底床糙突），靠近底部的水流可 因流速梯度大或糙突

12、处的搅动而产生轴线近水平且与水流方 向近正交的旋涡流，使上部流速增大，底部则因反向旋涡流 的阻挡而减速。 造成垂线方向上的压力差，使涡流离开河底上升，并随水 流向下游扩散逐渐消失。涡流加强了水流在垂直方向上的交 替，增强了水流的冲刷能力。 NJUT 地表地质作用地表地质作用 一、河流的侵蚀、搬运与沉积一、河流的侵蚀、搬运与沉积 1. 1. 河流的水动力学特征河流的水动力学特征 河流的侵蚀、搬运与沉积作用河流的侵蚀、搬运与沉积作用 横向环流与螺旋流 垂直水流运动方向，产生原因： 弯道离心力：凹岸水面抬高，凸岸降低；上层水流流向凹 岸，下层流向凸岸 地球自转的影响：北半球，沿水流方向，惯性力作用于

13、右岸； 南半球相反。中高纬度区作用显著。 同一断面：表流下沉为底流时，流速递增 凹岸侵蚀 底流上升为表流时，流速递减 凸岸侵蚀 结果： NJUT 地表地质作用地表地质作用 一、河流的侵蚀、搬运与沉积一、河流的侵蚀、搬运与沉积 2 2. . 河流的河流的侵蚀作用侵蚀作用 河流的侵蚀、搬运与沉积作用河流的侵蚀、搬运与沉积作用 地表泥沙被水流带起的过程。泥沙起动条件： 水流流速：临界流速 冲蚀：水流的冲刷 磨蚀：水流携带的沙砾 溶蚀：水的溶解能力 侧蚀：对河岸的侵蚀 下蚀：对河床的冲刷 NJUT 地表地质作用地表地质作用 一、河流的侵蚀、搬运与沉积一、河流的侵蚀、搬运与沉积 3 3. . 河流的河流

14、的搬运作用搬运作用 河流的侵蚀、搬运与沉积作用河流的侵蚀、搬运与沉积作用 对沙砾沿河底的推移 细小物质的悬移 推移的临界流速 颗粒重量、流速与流速的6次方关系 dv2 wd3 wv6 NJUT 地表地质作用地表地质作用 一、河流的侵蚀、搬运与沉积一、河流的侵蚀、搬运与沉积 4 4. . 河流的河流的沉积作用沉积作用 河流的侵蚀、搬运与沉积作用河流的侵蚀、搬运与沉积作用 流速低于临界流速时，泥沙的沉积。 条件：流速、流量减小，搬运物增多。 NJUT 地表地质作用地表地质作用 二、河流地貌二、河流地貌 1 1、河漫滩、河漫滩 河流的侵蚀、搬运与沉积作用河流的侵蚀、搬运与沉积作用 靠近河床、洪水时被

15、淹没、平时出露的滩地，又称洪水河 床。有调节洪水、消减洪峰、储存泥沙的作用。 NJUT 地表地质作用地表地质作用 二、河流地貌二、河流地貌 1 1、河漫滩、河漫滩 河流的侵蚀、搬运与沉积作用河流的侵蚀、搬运与沉积作用 河床的横向移动为河漫滩地貌的发展创造了空间条件，决 定了河漫滩的规模和类型。 砾石河漫滩砾石河漫滩沉积物不稳定沉积物不稳定 冲积性河床形成河岸沙堤冲积性河床形成河岸沙堤 河岸沙堤与河床之间有边滩河岸沙堤与河床之间有边滩 边滩可逐渐发展成为新的河漫滩边滩可逐渐发展成为新的河漫滩 新老河漫滩组合在一起，使河漫滩结构复杂化。 因演变过程的不同，河漫滩有多种组合形式。 NJUT 地表地质

16、作用地表地质作用 二、河流地貌二、河流地貌 1 1、河漫滩、河漫滩 河流的侵蚀、搬运与沉积作用河流的侵蚀、搬运与沉积作用 NJUT 地表地质作用地表地质作用 二、河流地貌二、河流地貌 1 1、河漫滩、河漫滩 河流的侵蚀、搬运与沉积作用河流的侵蚀、搬运与沉积作用 NJUT 地表地质作用地表地质作用 二、河流地貌二、河流地貌 2 2、河流阶地：被遗弃的老河漫滩河流阶地：被遗弃的老河漫滩 河流的侵蚀、搬运与沉积作用河流的侵蚀、搬运与沉积作用 （1）阶地的形态特征： 阶面：老河谷的谷底，标志河流以侧蚀或沉积作用为主 阶地斜坡：阶面以下坡地，朝向河谷轴部，河流深切侵 蚀为主 阶地级数：靠近漫滩的最低一级

17、阶地为一级阶地，向上 依次为 二级、三级 NJUT 地表地质作用地表地质作用 二、河流地貌二、河流地貌 2 2、河流阶地：被遗弃的老河漫滩、河流阶地：被遗弃的老河漫滩 河流的侵蚀、搬运与沉积作用河流的侵蚀、搬运与沉积作用 （1）阶地的形成：p72 NJUT 地表地质作用地表地质作用 二、河流地貌二、河流地貌 河流的侵蚀、搬运与沉积作用河流的侵蚀、搬运与沉积作用 2 2、河流阶地：被遗弃的老河漫滩、河流阶地：被遗弃的老河漫滩 （1）阶地的类型： 侵蚀阶地：基岩，山区 堆积阶地：河流冲积物，河流中下游，有内叠和上 叠之分 基座阶地：两种物质组成，上部河流沉积物，下部 基岩。 NJUT 地表地质作用

18、地表地质作用 二、河流地貌二、河流地貌 河流的侵蚀、搬运与沉积作用河流的侵蚀、搬运与沉积作用 山口山口沉积作用沉积作用 谷底沉积作用谷底沉积作用 河口沉积作用河口沉积作用 NJUT 地表地质作用地表地质作用 三、河流的侵蚀、淤积作用的防治三、河流的侵蚀、淤积作用的防治 河流的侵蚀、搬运与沉积作用河流的侵蚀、搬运与沉积作用 1. 凹岸的坍塌和凸岸的淤涨 坍岸的成因分析 坍岸一是由于水流（直接带走泥沙、淘蚀坡脚导致 坍塌）的作用，二是外界条件造成的土体强度减弱和风 化。两者往往同时存在。 各类土质河岸的坍岸情况 坍岸与河岸的高度、坡度、形状、土层情况和土质 特性均有密切联系。 NJUT 地表地质作

19、用地表地质作用 三、河流的侵蚀、淤积作用的防治三、河流的侵蚀、淤积作用的防治 河流的侵蚀、搬运与沉积作用河流的侵蚀、搬运与沉积作用 1. 凹岸的坍塌和凸岸的淤涨 无粘性土河岸 动力与阻力之比。分排水好（强度降低和坡 脚淘空）和排水差（土体饱和与否）两种情况。 粘性土河岸 团粒，内聚合力大，抗冲刷力强。分圆弧滑动、 浅层滑动和平面滑动三种。 弯曲河段的二元结构河岸（组合土层） 圆弧滑动、平面滑 动和坍落。 凹岸的坍塌和凸岸的淤涨 凸岸的堆积主要来自凹岸的冲刷，通过弯道环流联系。凹 岸间歇性后退，凸岸集中淤积。 NJUT 地表地质作用地表地质作用 三、河流的侵蚀、淤积作用的防治三、河流的侵蚀、淤积

20、作用的防治 河流的侵蚀、搬运与沉积作用河流的侵蚀、搬运与沉积作用 2、河流侵蚀、淤积作用的治理 （1）崩岸位置：弯曲河床凸岸边滩的上方，凹岸顶点的下方。 顺直河床深槽处 游荡河床不固定。 （2）防护措施：护岸工程（砌石、抛石） 约束水流（顺坝、丁坝） NJUT 地表地质作用地表地质作用 三、河流的侵蚀、淤积作用的防治三、河流的侵蚀、淤积作用的防治 河流的侵蚀、搬运与沉积作用河流的侵蚀、搬运与沉积作用 抛石抛石 NJUT 地表地质作用地表地质作用 三、河流的侵蚀、淤积作用的防治三、河流的侵蚀、淤积作用的防治 河流的侵蚀、搬运与沉积作用河流的侵蚀、搬运与沉积作用 砌石砌石 NJUT 地表地质作用地

21、表地质作用 三、河流的侵蚀、淤积作用的防治三、河流的侵蚀、淤积作用的防治 河流的侵蚀、搬运与沉积作用河流的侵蚀、搬运与沉积作用 顺坝顺坝 NJUT 地表地质作用地表地质作用 三、河流的侵蚀、淤积作用的防治三、河流的侵蚀、淤积作用的防治 河流的侵蚀、搬运与沉积作用河流的侵蚀、搬运与沉积作用 丁坝丁坝 NJUT 地表地质作用地表地质作用 岩溶作用岩溶作用 一、基本概念与研究意义一、基本概念与研究意义 1、基本概念 岩溶，原名喀斯特碳酸岩地貌。 岩溶作用：凡是以地下水为主、地表水为辅，以化学过程（溶 解和沉淀）为主、机械过程（流水侵蚀和沉积、重力崩塌和堆积） 为辅的对可溶性岩石的破坏和改造作用。 岩

22、溶：岩溶作用及其所产生的水文现象和地貌现象的统称。 2、研究意义 岩溶在我国分布非常广泛，云南、桂林、贵州都有大面积分布。 岩溶区工程建设的塌陷问题 岩溶区工程建设的渗漏问题 NJUT 地表地质作用地表地质作用 岩溶作用岩溶作用 二、岩溶作用的基本条件二、岩溶作用的基本条件 1. 岩石的可溶性 岩石的可溶性取决于岩石的岩性成分和结构。 成分：卤盐硫酸盐碳酸盐，但碳酸盐分布面积广 碳酸盐中，石灰岩白云岩硅质石灰岩泥质石灰岩 结构：原生孔隙，结构不同的碳酸盐岩以生物礁灰岩最易溶 蚀，它主要由生物碎屑组成，孔隙大而多。 NJUT 地表地质作用地表地质作用 岩溶作用岩溶作用 二、岩溶作用的基本条件二、

23、岩溶作用的基本条件 2. 岩石的透水性 岩石的可溶性取决于岩石的裂隙度和孔隙度。 裂隙度：影响更大，对岩溶具有控制作用 褶皱的背斜顶部易发育岩溶漏斗和竖井 褶皱的向斜岩溶易发育地下河、漏斗和落水洞 孔隙度：孔隙的大小、状态等 NJUT 地表地质作用地表地质作用 岩溶作用岩溶作用 二、岩溶作用的基本条件二、岩溶作用的基本条件 3. 水的溶蚀力 CaCO3 + H2O +CO2 Ca2+ +2HCO3- 4. 水的流动性 溶液的饱和度溶液的饱和度 NJUT 地表地质作用地表地质作用 岩溶作用岩溶作用 三、岩溶地貌三、岩溶地貌 可溶性岩层在岩溶作用下，形成一系列独特的地貌，根据它们 出露情况，可分为

24、地表岩溶地貌和地下岩溶地貌。 石芽与溶沟 漏斗 竖井 落水洞 溶蚀洼地 坡立谷 干谷和盲谷 溶洞 地下河 地表 地下 NJUT 地表地质作用地表地质作用 岩溶作用岩溶作用 三、岩溶地貌三、岩溶地貌 石芽石芽溶沟溶沟 地表水流沿坡面上的节理流动，溶蚀和冲蚀出许多凹槽和洼地，地表水流沿坡面上的节理流动，溶蚀和冲蚀出许多凹槽和洼地， 凹槽就叫溶沟，购间的突起为石芽凹槽就叫溶沟，购间的突起为石芽 NJUT 地表地质作用地表地质作用 岩溶作用岩溶作用 三、岩溶地貌三、岩溶地貌 呈碗碟状或倒锥状的溶蚀洼地，就叫呈碗碟状或倒锥状的溶蚀洼地，就叫 漏斗漏斗。底部常有管道通往地下，起集。底部常有管道通往地下，起

25、集 水和消水的作用水和消水的作用 NJUT 地表地质作用地表地质作用 岩溶作用岩溶作用 三、岩溶地貌三、岩溶地貌 竖井竖井 是一种坍陷的漏斗，井壁陡峭，是一种坍陷的漏斗，井壁陡峭， 近乎直立近乎直立 NJUT 地表地质作用地表地质作用 岩溶作用岩溶作用 三、岩溶地貌三、岩溶地貌 落水洞落水洞 地表水流入地下的进口，地表水流入地下的进口， 是由溶蚀作用形成的，是由溶蚀作用形成的， 侵蚀作用非常强烈侵蚀作用非常强烈 NJUT 地表地质作用地表地质作用 岩溶作用岩溶作用 三、岩溶地貌三、岩溶地貌 溶蚀洼地溶蚀洼地 盆状洼地，周围盆状洼地，周围 被石灰岩山丘包被石灰岩山丘包 围，底部常附生围，底部常附

26、生 着漏斗，常有土着漏斗，常有土 覆盖，成耕地覆盖，成耕地 NJUT 地表地质作用地表地质作用 岩溶作用岩溶作用 三、岩溶地貌三、岩溶地貌 坡立谷坡立谷 宽广而平坦的岩溶宽广而平坦的岩溶 谷地，大都沿断裂谷地，大都沿断裂 带或构造带溶蚀发带或构造带溶蚀发 育而成。有的地方育而成。有的地方 覆盖河流冲积层覆盖河流冲积层 NJUT 地表地质作用地表地质作用 岩溶作用岩溶作用 三、岩溶地貌三、岩溶地貌 溶洞溶洞 NJUT 地表地质作用地表地质作用 岩溶作用岩溶作用 三、岩溶地貌三、岩溶地貌 地下水地下水 NJUT 地表地质作用地表地质作用 岩溶作用岩溶作用 三、岩溶地貌三、岩溶地貌 3. 岩溶地貌组

27、合 落水洞 竖井 地下通道组合 干谷与暗河组合 塌陷与地下岩洞组合 溶洞与地下通道组合 溶洞与阶地组合 分水岭风口与溶洞组合 NJUT 地表地质作用地表地质作用 岩溶作用岩溶作用 四、岩溶区的主要工程地质问题四、岩溶区的主要工程地质问题 1、 地基稳定性及塌陷问题 岩溶区地表覆盖层下常有：石芽溶沟、暗河溶洞，建筑物地 基很不均匀，很容易发生地面沉降。 （1）石芽地基：基础高低不平，强度低，压缩性高，易引起 不均匀沉降。须查清基岩埋深、起伏、覆盖土层的压缩性及石芽强 度。 （2）溶洞地基：易出现顶板塌陷、地基失稳。取决于溶洞的 规模、埋深及充填情况。顶板安全厚度。 NJUT 地表地质作用地表地质

28、作用 岩溶作用岩溶作用 四、岩溶区的主要工程地质问题四、岩溶区的主要工程地质问题 1、 地基稳定性及塌陷问题 （2）溶洞地基： 洞顶完整溶洞：厚跨比法，h/l 0.5，安全； 顶板不完整，有坍塌：顶板坍塌堵塞计算法； 顶板不完整，节理裂隙发育：按节理裂隙分布特征 采用受力的梁（板）计算弯距，再计算安全厚度。 NJUT 地表地质作用地表地质作用 岩溶作用岩溶作用 四、岩溶区的主要工程地质问题四、岩溶区的主要工程地质问题 1、 地基稳定性及塌陷问题 （3）土洞地基：发育在可溶岩上覆土层中，易下陷或塌落。 应查明其成因、位置、埋深、大小以及与其有关的溶洞的分布。处 理方法：埋深浅：挖填梁板跨越；规模

29、小：梁板跨越；规模大：钻 孔灌砂（砾）或灌碎石混凝土充填 2、渗漏和突水问题 渗漏：堵、铺、截、围； 突水：疏导，排水措施。 NJUT 地表地质作用地表地质作用 一、斜坡与边坡地质作用的类型一、斜坡与边坡地质作用的类型 斜坡与边坡地质作用斜坡与边坡地质作用 1、有关概念 斜坡：由自然作用而形成的，向一个方向倾斜的临空地段。 边坡：多指人为作用而造成的地表向一个方向倾斜的地段。 坡脚：坡地的下限 坡缘：坡地的上限 坡高：坡缘和坡脚之间的垂直距离 坡度：点的坡度，平均坡度；表示，1：cot NJUT 地表地质作用地表地质作用 一、斜坡与边坡地质作用的类型一、斜坡与边坡地质作用的类型 2. 边坡运动

30、分类 斜坡或边坡的地质作用表现为斜坡岩土体的向下运动，它改变 着斜坡的外貌，使之逐渐变缓。 斜坡的每一种分类方法都涉及斜坡的识别、避绕、防治、整治 和其它相关特征。 因用途不同标准各异，常用的标志有：移动形式、物质种类、 移动速率等。采用 D.varnes 滑坡分类为国际标准。该方案综合考虑 了斜坡的物质组成和运动方式两方面，前者分为岩质和土质斜坡， 后者分为崩落、倒塌、滑动、侧向扩展和流动5种，两者还可组合成 复合类型。 斜坡与边坡地质作用斜坡与边坡地质作用 NJUT 地表地质作用地表地质作用 一、斜坡与边坡地质作用的类型一、斜坡与边坡地质作用的类型 斜坡与边坡地质作用斜坡与边坡地质作用 2

31、. 边坡运动分类 土质边坡 岩质边坡 崩落 倒塌 滑动：有剪应变和位移，连续贯通破 坏面 扩展运动 流动 复合运动 组成物质 运动方式 崩塌，坡体较陡，60度 NJUT 地表地质作用地表地质作用 一、斜坡与边坡地质作用的类型一、斜坡与边坡地质作用的类型 斜坡与边坡地质作用斜坡与边坡地质作用 2. 边坡运动分类 崩落 任意大小的块体沿没有剪切位移的面分离，自由跌落、 崩塌、弹跳或翻滚，速度极快，事先的微小运动或有或无。 NJUT 地表地质作用地表地质作用 一、斜坡与边坡地质作用的类型一、斜坡与边坡地质作用的类型 斜坡与边坡地质作用斜坡与边坡地质作用 2. 边坡运动分类 倒塌 在重力、邻近块体作用

32、力或裂缝中流体的影响下绕其下 方或某个支点向前翻转。 NJUT 地表地质作用地表地质作用 一、斜坡与边坡地质作用的类型一、斜坡与边坡地质作用的类型 斜坡与边坡地质作用斜坡与边坡地质作用 2. 边坡运动分类 滑动 剪应变和位移造成的运动，运动面可以推断，发生在相 对较窄的区域内，运动可能是渐进的，从局部破坏区逐步扩展。 旋转滑动 沿着向上凹的弧形破裂面滑动，曲率常不均匀，形 状受断层、节理、层理或其它不连续面的影响。当假定破裂面为某 一形状进行斜坡稳定性分析时必须考虑这些不连续面的影响。 NJUT 地表地质作用地表地质作用 一、斜坡与边坡地质作用的类型一、斜坡与边坡地质作用的类型 斜坡与边坡地质

33、作用斜坡与边坡地质作用 2. 边坡运动分类 平移滑动 在结构上常受软弱面如断层、节理、层理和层状沉 积岩以及坚硬基岩和岩屑盖层间接触面的控制。 NJUT 地表地质作用地表地质作用 一、斜坡与边坡地质作用的类型一、斜坡与边坡地质作用的类型 斜坡与边坡地质作用斜坡与边坡地质作用 2. 边坡运动分类 扩展运动 主要是侧向延伸，伴随着剪切和拉伸裂缝。因下层 材料的液化或塑性流动，在岩土体里，它可能还包括断裂和粘性材 料的拉伸。互相粘结的上部块体可能下沉、移动、旋转、分离或液 化和流动，破坏机理不仅包括旋转和移动，还有流动，因此某些侧 向扩展破坏可看作复合型。 流动岩土体在空间上的连续变形。 复合移动上

34、述主要类型中一个或多个的组合。可在滑坡体的不 同部分也可在滑动的不同阶段组合。 NJUT 地表地质作用地表地质作用 二、斜坡及其工程地质勘测二、斜坡及其工程地质勘测 斜坡与边坡地质作用斜坡与边坡地质作用 1. 滑坡的特征 滑坡是斜坡上土体、岩体或其它碎屑堆积物沿一定的滑动面作 整体下滑的现象。 滑坡体 向下滑动的岩土体，大小不一。 滑动面和滑动带 动体与不动体之间的分界面，均质土体中近似 圆弧形，一个或几个（有主支之分），其上受滑动揉皱的地带称滑 动带。 滑坡壁 滑坡体与坡上方未动岩土体之间的围椅状分界面，坡度 6080。陡峻，常产生崩塌。 NJUT 地表地质作用地表地质作用 二、斜坡及其工程

35、地质勘测二、斜坡及其工程地质勘测 斜坡与边坡地质作用斜坡与边坡地质作用 1. 滑坡的特征 滑坡台阶滑坡体各段移动速度的差异产生分支滑动面，滑坡体 分裂成几个滑坡台阶，皆向内倾斜呈反坡地形。 滑坡舌滑坡体的前缘突起部分称为滑坡舌（被动土体），滑坡 体后部称为主动土体。 滑坡鼓丘 在滑动过程中，滑坡舌因受阻、挤压而鼓起，称鼓丘。 NJUT 地表地质作用地表地质作用 二、斜坡及其工程地质勘测二、斜坡及其工程地质勘测 斜坡与边坡地质作用斜坡与边坡地质作用 1. 滑坡的特征 滑坡裂缝 环状拉张裂缝 分布在滑坡壁后缘，与滑坡壁方向大致吻合， 因滑坡体向下滑动的拉力而产生，拉张裂缝的出现是预兆。 剪切裂缝

36、分布在滑坡的中部和两侧，动土与不动土相对移 动造成。常伴羽状裂缝。 鼓张裂缝 分布在舌部，因下滑受阻，土体隆起成张拉裂缝， 方向垂直于滑动方向。 羽状张裂缝 在滑坡体最前缘，因滑坡舌向两侧扩展而形成 的扇状或放射状张裂缝。 NJUT 地表地质作用地表地质作用 二、斜坡及其工程地质勘测二、斜坡及其工程地质勘测 斜坡与边坡地质作用斜坡与边坡地质作用 湖北巴东滑坡 NJUT 地表地质作用地表地质作用 二、斜坡及其工程地质勘测二、斜坡及其工程地质勘测 斜坡与边坡地质作用斜坡与边坡地质作用 重庆云阳滑坡 NJUT 地表地质作用地表地质作用 二、斜坡及其工程地质勘测二、斜坡及其工程地质勘测 斜坡与边坡地质

37、作用斜坡与边坡地质作用 庐山北山公路山体滑坡 NJUT 地表地质作用地表地质作用 二、斜坡及其工程地质勘测二、斜坡及其工程地质勘测 斜坡与边坡地质作用斜坡与边坡地质作用 长江沿途滑坡 NJUT 地表地质作用地表地质作用 二、斜坡及其工程地质勘测二、斜坡及其工程地质勘测 斜坡与边坡地质作用斜坡与边坡地质作用 2. 影响滑坡的因素 岩性 主要发生在松散堆积层中，与粘土有关，如蒙脱石、伊利石和 高岭土等，尤以蒙脱石影响最大；滑动面主要在粘土夹层中。基 岩中相对较少，主要与千枚岩、页岩等遇水软化的岩石有关。 构造 软弱结构面（顺坡层面、节理面、断层面、不整合面等等）。 上部透水层与下部不透水层的组合

38、NJUT 地表地质作用地表地质作用 二、斜坡及其工程地质勘测二、斜坡及其工程地质勘测 斜坡与边坡地质作用斜坡与边坡地质作用 2. 影响滑坡的因素 地貌 与临空面、坡度、基部受冲刷等因素有关，河流及沟谷 流水冲刷是诱发因素。 气候 与降雨和温度有关，尤其是前者，另外还与冻融有关。 地下水 滑坡多沿饱含地下水的岩体软弱面发生，包括许多复 杂过程 水的渗入消除了颗粒间的吸附力 水溶解了胶结物使颗粒丧失粘结力 增加单位体积的重量，加大剪应力 使潜水面上升，增加孔隙水压力，对潜在破裂面上的岩土 体起浮托作用，降低破裂面上的正应力，抗剪强度减小。 NJUT 地表地质作用地表地质作用 二、斜坡及其工程地质勘

39、测二、斜坡及其工程地质勘测 斜坡与边坡地质作用斜坡与边坡地质作用 2. 影响滑坡的因素 节理面的存在使下伏含粘土的隔水层在流水作用下软化， 促进滑动。 地震 通过松动斜坡岩土体结构、造成破裂面、引起软弱面错 位等方式降低斜坡的稳定性。产生触发效应。 人为因素 人工边坡过陡、大爆破施工、工程建筑载荷、集水 建筑物漏水、护坡无排水或排水不当等。 影响斜坡稳定性的因素有很多，大致可分为可逆因素（降雨等） 和不可逆因素（地下水潜蚀等）。 做到在前者情况下不失稳，后者设法使之不发生。分清主次因素， 相应防治。 NJUT 地表地质作用地表地质作用 二、斜坡及其工程地质勘测二、斜坡及其工程地质勘测 斜坡与边

40、坡地质作用斜坡与边坡地质作用 3. 滑坡的发展阶段 蠕动变形阶段 微小滑动的积累，变形逐渐发展；出 现断续的拉张裂缝，渗水作用加强；规模越大，此阶段时 间越长。 剧烈滑动阶段 岩体完全破裂，滑动面已形成，滑体 与滑床完全分离。后缘拉张主裂缝连成整体，前缘形成放 射状鼓张裂缝、挤压鼓丘；持续时间短速度快。 渐趋稳定快 能量消耗怠尽，位移速度缓慢，地表裂 缝逐渐愈合，延续数年之久。 NJUT 地表地质作用地表地质作用 二、斜坡及其工程地质勘测二、斜坡及其工程地质勘测 斜坡与边坡地质作用斜坡与边坡地质作用 4. 滑坡的工程地质勘察 测绘与调查 滑坡历史、易滑地层分布、气象、工程地质图、 地质构造图，圈定滑坡要素及范围，地貌形态与演变，滑坡带水 和地下水及各种水体的变迁，建筑物变形、位移、时间、过程。 勘探（物探、坑探、钻探） 范围、厚度、物质组成、滑动面 个数、形状、各滑动带的物质组成；地下水含水层的层数、分布、 来源