工程地质学(崩塌)课件

崩塌崩塌：即陡坡上的岩土体在重力或其它外力作用下，突然向下崩落的现象。1、崩塌的概念2、崩塌的特点1)崩塌速度快、发生猛烈；2）崩塌体运动不沿固定的面或带发生；3）崩塌体在运动后，其原有整体性遭到完全破坏；4）崩塌的垂直位移大于水平位移。1）造成行车事故与人身伤亡2）破坏线路和其他设施3）增加大量基建投资3、崩塌的危害4、崩塌形成的地质条件1）地形地貌边坡坡度<45045～50050～60060～70°70～80°80～90°总计崩塌落石次分比24.619.312.329.810.53.5100据对宝成线风州段统计，约75.4%的崩塌发生在大于45°的陡坡。4、崩塌形成的地质条件常发生崩塌落石地段：1）峡谷陡坡2）河流凹岸部位3）山区冲沟岸坡、山坡陡崖地段4）铁路、公路等路堑高边坡地段5）山区城镇建设高削方边坡６）丘陵或分水岭地区4、崩塌形成的地质条件2）地层岩性岩性花岗岩灰岩、砂岩等辉长岩厚板岩千枚岩页岩崩塌数393811642百分比（％）393811642对宝成线宝鸡～上西坝的100个崩塌落石工点的岩性进行统计．一般而言，块状的或厚层状的、坚硬的或较坚硬的脆性岩石可以构成较陡峻的边坡，且其构造节理较发育，利于崩塌落石发生．相反，较软的岩石如千枚岩和页岩，崩塌落石较少．4、崩塌形成的地质条件3）地质构造4、崩塌形成的地质条件1）断裂构造的影响当铁路线的方向与区域性断裂构造线平行，而且采用大挖方的深路堑方案时，沿线崩塌落石严重，分布普遍．几组断裂线交汇的峡谷区，往往形成大型崩塌．断层密集分布区岩层破碎，深路堑区段崩塌落石频频发生．2）褶皱影响褶皱核部（节理发育、岩石破裂、地下水丰富）形成潜在崩落体。3）构造节理的影响

沿构造节理发生的崩塌落石最多．

3）地质构造4、崩塌形成的地质条件降雨与崩塌的关系可归结为：“大雨大塌、小雨小塌、无雨不塌”的现象。右图为1958～1983年宝成线广元附近崩塌与降雨量的统计关系。4、崩塌形成的地质条件4）降雨条件值得注意的是崩塌：80%的发生在雨季．主要发生在雨中和雨后不久．连续降雨时间越长，降雨强度越大，崩塌就越容易发生．长期连续的细雨比短促暴雨崩塌多．长期大雨比长期细雨崩塌多．4、崩塌形成的地质条件4、崩塌形成的地质条件5）地下水条件A、控制崩塌体边界裂隙充满流动水时，对其产生静水和动水压力；B、软化结构面降低抗剪强度。4、崩塌形成的地质条件6）地震条件山坡坡度<50°51~60°61~70°>700合计崩塌数3819939百分比(％)7.720.548.723.1100地震振动效应：硬质岩层构成的陡峻斜坡地带常会在地震作用下使岩体结构面强度及其稳定性降低。据对云南昭通地震调查，地震会导致崩塌更多集中于坡度大于50°地区。地震:对岩石产生破坏，使结构面增多．使岩体开裂，导致原结构面强度降低．对破裂岩体的抛射作用．

列车震动：对处于极限平衡状态的岩体有诱发作用，使其产生崩塌落石．4、崩塌形成的地质条件4、崩塌形成的地质条件7）风化卸荷作用边坡岩体在各种风化卸荷营力作用下，其强度和稳定性不断降低，最后导致崩塌等现象的发生。故在天然状态下，崩塌落石一般均发生在边坡的浅表部。人为因素主要表现在1）不合理开挖坡脚；2）不合理坡顶部弃碴等；3）不合理爆破工程；4）施工方法不当，如不按规程自上而下开挖，而先挖下部等。4、崩塌形成的地质条件8）人为因素作用形成机理：河流峡谷区，在黄土及陡立岩质边坡段，因垂直节理与稳定岩土体分开，呈长柱形，受长期冲刷等，在重力及水压力等作用下形成。5、崩塌的分类1）倾倒式⒈根据崩塌的形成机理可分为：倾倒式崩塌5、崩塌的分类2）滑移式形成机理：在陡坡上，不稳定岩土体由向坡下倾斜的结构面或软面，因降雨、地震等触发，在重力下先滑后崩。形成机理：一般为上硬下软坡体结构，坚硬岩体后缘已形成贯通性拉裂缝，在上部硬岩重力作用下，其压应力大于软岩抗压强度时，软岩将被挤出而发生向外鼓胀，最终形成崩塌。显然，下部软岩能否向外鼓胀，是此类崩塌能否产生的关键。5、崩塌的分类3）鼓胀式形成机理：上硬下软坡体结构，因风化或河流冲涮，将下部软岩淘成凹槽，上部硬岩则以悬臂梁形式突出来。在突出岩体上，A点附近承受最大拉应力，且AB面剪力弯矩最大，但拉应力大于岩石抗拉强度时，拉裂缝会迅速发展直至崩塌发生。5、崩塌的分类4）拉裂式拉裂式崩塌形成机理：在不发生倾倒失稳的陡倾边坡岩体，其下部为断裂部分（锁固端）在上覆长柱状岩体重力作用下，发生剪切错断，也即剪切力大于岩石的抗剪强度时，崩塌随即发生。5、崩塌的分类5）错断式错断式崩塌⒉按组成物质：岩质、土质、混合质⒊按崩塌规模：大型、中型、小型5、崩塌的分类1）必须与工程施工部位紧密结合预测评估（1）山区铁路、公路及城镇建设；（2）水电站的枢纽建筑区<坝址区>、建材开挖区、移民迁建新址区和生活营地区等部位，常常是大挖区，开挖边坡稳定预测或定性判断至关重要。（可分岩质、土质开挖边坡分析）6、崩塌的野外地质调查预测评估（1）稳定性分析以定性分析为主，定量计算为辅；（2）定性分析主要为赤平投影方法；（3）定量计算则按各种不同变形破坏模式的相关计算公式进行；（4）不管是定性还是定量，前提条件是必须充分掌握崩塌危岩区所在边坡的结构面发育状况。6、崩塌的野外地质调查⒈基本假设在崩塌体运动前，将其视为整体进行检算把空间问题转化为平面问题崩塌体与周围固定岩体无摩擦力采用极限平衡理论等进行木检算6、崩塌的野外地质调查滑移型崩塌危岩体可能失稳模式预测评估有裂隙水作用的平面滑动计算单滑面型滑移破坏稳定性计算式中，u为滑面上裂隙水产生的浮压力；V为垂直裂隙中的静水压力；W为滑动岩体重量；L为滑面长。双滑面型滑移破坏稳定性计算a为两个画面交线的倾角；L为两个画面交线的长度。⑴倾倒式崩塌倾倒式崩塌失稳方式主要以A点为转点发生转动。在稳定性计算时，应考虑各种可能附加力的最不利组合。如雨季，应考虑静水压力；当地震烈度超过7度时，还应考虑地震力。F—静水压力;h—崩塌体高；P—地震力；W—崩塌体重量；a—转点（A)至重力延长线的垂直距离（崩塌体宽的一半）。⑵拉裂式崩塌拉裂式崩塌以悬臂梁形式突出的岩体，在AC面上承受最大的弯矩和剪力，岩层顶部受拉，底部受压，A点附近的拉应力最大。

稳定系数K至可用岩石允许抗拉强度与A点所受的拉应力比值求得：

⑵拉裂式崩塌：用拉裂面上拉应力与岩石抗拉强度的比值确定①A点无裂缝时：为AC截面式中：K-稳定性判别系数-A点的岩石抗拉强度-A点的最大拉应力-岩石重度M-AC面上的弯矩I-AC截面的惯性矩CaBALh

②A点有裂缝时：裂缝长度为a，则为Bc载面

式中：-B点的岩石抗拉强度-B点的最大拉应力其它符号同前CaBALh

⑶滑移式崩塌（按滑坡检算）

⑷彭胀式崩塌〔用下部软岩强度（雨季为饱水强度）与上部岩体压应力比值确定〕

式中：K-稳定性系数w-上部岩体重量Rc-下部岩体无侧限抗压强度A-上部岩体横断面面积（5）错断式崩塌（用最大剪应力面的岩石抗剪强度与剪应力比值确定）式中：-岩石抗剪强度-最大剪应力其它符号同前DhCAEBa崩塌的主要防治措施①以跨河桥的方式，改线到对岸②以山内隧道形式将线路内移﹙但要避开隧道口崩塌﹚一、绕避对大规模崩塌主要以绕避为主7、崩塌的主要防治措施二、加固措施支护墙锚固7、崩塌的主要防治措施嵌补﹙坡面凹坑﹚灌浆、勾缝7、崩塌的主要防治措施三、修筑遮挡建筑物明洞棚洞7、崩塌的主要防治措施落石平台落石槽挡石﹙墙、桩、网、栅栏﹚四、清除危岩7、崩塌的主要防治措施

若山坡上部可能的崩塌物数量不大，而且母岩的破坏不甚严重，则以全部清除为宜。并在清除后，对母岩进行适当的防护加固。经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越