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文档简介
工程地质学(EngineeringGeology)是一门研究与工程建设相关地责问题,为工程建设服务地质学科。它是地质学分支学科,属于应用地质学范围。狭义工程地质勘察学工程地质学基础区域工程地质学广义狭义土力学岩石力学土质学1/117研究对象
浅表层地质环境工程建筑物1.研究目标:
二者关系、适应性、矛盾转化、处理,确保建筑物安全、经济和正常使用。2.研究方法:勘察、分析评价——说明条件、处理问题——满足建筑物设计、施工、使用。2/117研究任务说明场地工程地质条件;评价工程地责问题;`场址选择与建筑物配置;环境影响及对策提议;建筑物结构和施工方法提议;地质灾害防治方案。基本任务:查明工程地质条件中心任务:工程地责问题分析、评价3/117工程地质条件:与工程建筑物相关地质条件综合。岩土类型及其工程性质地质结构地形地貌水文地质工程动力地质作用天然建筑材料
因为不一样地域地质环境不一样,工程地质条件不一样,对工程建筑物有影响地质原因主次关系不一样。4/117工程地责问题:工程建筑物与工程地质条件之间所存在矛盾或问题。场地工程地质条件不一样、建筑物内容不一样,所出现工程地责问题也各不相同。房屋工程:地基承载力、沉降、基坑边坡变形……矿山开采:边坡稳定性、基坑突水、矿坑稳定……水利水电工程:渗透变形、水库渗漏、斜坡稳定性、坝体抗滑稳定性……地下工程:围岩稳定性、地应力、突水……5/117研究内容1.岩土工程性质研究研究与工程建筑物相关岩土体工程地质性质及其改变规律,即分布规律、成因类型、力学性质等
分支学科:工程岩土学2.工程动力地质作用研究研究工程动力地质作用形成机制、规模、空间分布及发展趋势,对由此引发工程地责问题进行评价、防治和改造分支学科:工程动力地质学3.工程地质勘察理论和技术方法研究研究勘察方法选择、工作布置标准、工作量分配,勘察技术、方法理论改进。规范、手册为指南。分支学科:工程地质勘察、岩土工程勘察。6/1174.区域工程地质研究为工程规划设计提供地质依据,进行工程地质区划
分支学科:区域工程地质学5.环境工程地质研究研究人类工程活动和地质环境之间联结模式,科学预测人类活动对地质环境影响
分支学科:环境工程地质学7/117研究方法自然历史分析法数学力学分析法模型模拟试验法工程地质类比法8/117第2章
活断层与地震
9/117活断层基本特征
全新活动断裂,活断层类型,活断层活动方式。2.活断层地质、地貌和水文地质标志3.地震分类,地震震级,地震烈度4.地震效应
砂土液化机理10/117
活断层普通是指现今正在活动断层,或近期曾活动过、很快未来可能重新活动过断层。后者也称为潜在活断层。《岩土工程勘察规范》全新活动断裂:全新世(10000)年内有过活动或近期正在活动,在未来(100年)可能继续活动断裂。发震断裂:近期(500年)发生过5级以上地震,或在未来100年内预测可能发生5级以上地震断裂。《水利水电工程地质勘察规范》活断层:最终一次错动距今10-15万年(晚更新世)断层。11/117活断层基本特征
按照位移方向与水平面关系:(1)正断型活断层差异升降活动为它断陷盆地边缘。下降盘分支断层多见,形成地堑式正断层组合。特征:断层面较陡>45°(σ1直立,σ3水平);断带宽,较破碎;活动性强,相关地震少;上盘性质差。
东非大裂谷、汾渭地堑、银川地堑等。12/117(2)逆断型活断层多分布于板块碰撞挤压带。上盘变形带大,出现多分支断层。断层面较缓,<45°(σ1水平,σ3直立);波状起伏;断带宽,破碎;大型,伴震;上盘性质差。
喜山、祁连山、天山山前逆冲断层等。(3)走滑型活断层常分布于大陆内部地块之间接触部位,水平错动量大,断层带宽度不大,极少分支断裂。走滑(左旋、右旋)--断面窄,陡倾(σ1、σ3水平);大型,伴震。
安德烈斯、安纳托里、小江、红河等。13/117活断层活动方式(1)粘滑型活断层间歇性突然滑动,常伴有地震活动,也称为地震断层。发生在强度较高岩石中,断层带锁固能力强,危害大。发震断裂特征:深断裂,裂谷,板块接触带。(2)蠕滑型活断层沿断层面两侧岩层连续迟缓地滑动发生在强度较低软岩中,断层带锁固能力弱普通无震发生,有时可伴有小震。14/117活断层判别标志地质方面最新沉积物被错断
只要是见到第四系中、晚期沉积物被错断,均视断层为活断层。如位于汾渭地堑中段平遥活断层,错断晚更新世中晚期黄土,以及早中期更新世地层,断距40—50m。断层破碎带结构形迹活动断层因其形成时间较晚,普通表现为结构带物质欠固结欠胶结状态,较为涣散。另外,表现出脉体变形被切断,结构岩片理化,透镜化,断面新鲜无风化,第四系物质牵引弯折等。断层矿物显微变形出现显微组构(如不等颗粒拉长,光轴微定向等)15/117地貌方面不一样地貌单元突然相接,或两边沉积物厚度显著差异比如,隆起山区与断陷盆地突然相接。一次错动量大活断层,沿线分布断层三角面、断层崖、陡坎、垭口、“V型谷”等地貌单元分解和异常比如,河流阶地、山脊、水系、夷平面、坡洪积扇等地貌单元因为活断层作用,使其产生错断、分解。活断层作用使正常发育地貌系统出现异常形态或特殊地貌景观。如断层带一侧,河流同时肘状拐弯、宽窄变异,断层下降盘一侧线状排列洪积群、泥石流、滑坡、串珠状洼地等。16/117水文地质方面
因为断层带结构物质涣散,轻易形成强导水带,因而活断层带一线分布泉水、温泉,出现植被发育现象。也因为活断层为深大断裂,深循环水将造成水化学异常。17/117
地震:在地壳表层,因弹性波传输所引发振动作用或现象。
结构地震火山地震陷落地震诱发地震按成因分类
浅源地震:0<70km大陆地震多属这类,占73%,30km以内更多中源地震:70~300km占23%深源地震:>300km占4%,最深达720km震源深度
大地震:M>=7级强烈破坏地震中地震:7>M>=5破坏性地震小地震:5>M>=3,2-4级有感地震微地震:3>M>=1
超地震:M<=1按地震M级大小18/117活断层区建筑标准建筑物场址普通应避开活动断裂带。线路工程必须跨越活断层时,尽可能使其大角度相交,并尽可能避开主断层。必须在活断层地域兴建建筑物,应尽可能地选择相对稳定地块即“安全岛”,尽可能将重大建筑物布置在断层下盘。在活断层区兴建工程,应采取适当抗震结构和建筑型式。19/117
第二节地震基础知识
一、几个概念:
1、震源:地震发源地(能量E、深度H)2、震中:震源在地表水平面上垂直投影。
3、震中距:地面上任何一点到震中直线距离.
4、震源深度:从震源到地面垂直距离。
5、地震波:质点振动,弹性波,能量传输,产生振动(地震力),破坏源动力,信息载体,透、反、折射传输。20/117体波:经过地球本体传输波面波:体波经过反射、折射后,在介质界面或自由面(如地面)传输纵波(P):压缩波,对应于介质体应变,三维扩散横波(S〕:剪切波,对应于切应变,二维扩散破坏性最大
体波瑞利波(R):质点在XZ面上椭圆滚动前进勒夫波(Q):质点在XY面上曲线前进面波(L)21/1177.地震震级(earthquakemagnitude,
M):是衡量地震本身大小尺度,由地震所释放出来能量大小所决定。M=LOGAA:距震中100公里处标准地震仪在地面所统计震波最大振幅。(微米)标准地震仪:自振周期0.8秒,阻尼比0.8,最大静力放大倍率为2800。能量E(J)与震级(M)关系:理论上M无上限,实际上,因地壳岩石强度有限,即累积应变能有限,当前最大M为8.9级。logE=4.8+1.5M22/1178.地震烈度(earthquakeintensity,I0):衡量地震所引发某地地面震动强烈程度尺度。与地震释放能量大小、震源深度、震中距、震域介质条件相关。一次地震只有一个M,但有不一样I。震中烈度用I0表示。震源深度和震中距越小,地表岩土越软弱,地震烈度越大。浅源地震(据152次大震统计)震级与烈度关系:M=0.68I0+0.9823/117
烈度是估算灾情,进行区划,抗震设计直接依据。震害大小取决于地震破坏力和地物本身抗震性两方面,烈度划分以两方面作为标准。当前全世界均是以一次地震造成一个地域宏观震害(如房屋坍毁程度等),同时引入地震加速度等物理指标作为参考,划分烈度。国际上有数十种划分标准,我国是国家地震局制订标准,依据一个地域某一地震及代表性地质条件(普通二类土层)建筑破坏情况划分烈度。依据:人感觉,房屋及器物地物震害程度,加速度和速度(参考)。等级:I——
级
几个烈度概念:24/117第三节地震效应
取决于三方面:场地工程地质条件;震级、震中距;建筑物类型及结构。
地震效应——地震作用影响所及范围内,地表出现各种震害和破坏。振动破坏效应——引发建筑物破坏地面破坏效应——地面破裂及地基液化、沉陷等斜坡破坏效应——滑坡、崩塌等三种破坏效应25/117二地面破坏效应地面破裂效应地基基底效应地震断层地面裂缝沉降砂土液化地基滑移26/117机理:饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下,受到强烈振动而丧失抗剪强度,使砂粒处于悬浮状态,致使地基失效作用或现象。1液化机理:砂土抗剪强度:砂基液化问题:27/1172.影响砂土液化原因1)土类型及性质★粒度粉、细砂土最易液化;高烈度时,亚砂土、轻亚粘土、中砂也可液化。我国90%发生在粉组、砂、亚砂土中。粉粒含量>40%时,极易液化;粘粒含量>12.5%时,极难液化。极易液化土特征是:平均粒度0.02-0.10mm,ŋ=2-8,粘粒含量<10%28/117★密实度
松砂极易液化,密砂不易液化。相对密度Dr<50%时,很易液化,Dr>80%时,不易液化。★成因及年代多为冲积成因粉细砂土,如滨海平原、河口三角洲等。沉积年代较新:结构涣散、含水量丰富、地下水位浅29/1172)饱和砂土埋藏分布条件
埋藏条件包含:砂层厚度、上覆非液化土层厚度(即埋藏深度)、地下水埋深。★砂层上覆非液化土层愈厚,液化可能性愈小。普通埋深大于10-15m以下就难以液化了。★地下水位埋深愈大,愈不易液化。实际上,地下水埋深3-4m时,液化现象极少,普通把液化最大地下水埋深定为5m。★砂层越厚越易液化。
30/1173)地震活动强度及历时
地震力(剪应力)是砂土液化动力
地震愈强,历时愈长,则愈易引发砂土液化,而且涉及范围愈广。Ⅵ度以下地域极少有液化现象;Ⅶ度区只能使疏松粉、细砂层液化;而Ⅸ度以上地域才能使粗粒及粘粒含量较高土液化。强度很高地域即震中区附近,因地振动以垂直为主,也不易产生液化。液化范围(液化最远点,以震中距R表示,Km)lgR=0.77M-3.631/1174.砂土液化防护办法(1)慎重选择场地(2)选择基础类型(3)地基处理处理标准:★应处理至液化深度下限★处理后土层标贯击数实测值应大于临界值压密经过振动、夯击、爆破等伎俩,使砂土急剧液化排水,而到达压密,提升天然地基土相对密度Dr排渗法经过排渗井等来消散因振动时而产生孔隙水压力,预防液化换土或盖重用非液化土更换地表液化土层,或在地表液化土层上覆盖填土。32/117
第3章斜坡工程33/117《地球科学大辞典》
地质灾害是指地质动力活动或地质环境变异为主要成因自然灾害。地质灾害概念主要包含:火山、地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地面塌陷和地裂缝等。34/1171、斜坡变形破坏基本形式拉裂,蠕滑,弯曲倾倒;滑坡,崩塌;2、滑坡基本要素3、崩塌形成条件4、斜坡稳定性影响原因
岩土类型与性质,岩体结构和地质结构,地表水和地下水,地震,人类活动等。5、滑坡时间预报岩土体蠕变理论6、滑坡防治办法35/117
滑坡基本要素
滑动带
:滑坡体与滑坡床之间分界面。形态可分为圆弧状、平面状和阶梯状等。滑坡床
:滑坡体之下未经过滑动岩土体。滑坡体
:与母体脱离经过滑动部分岩体。滑坡周界:滑坡体与周围未变位岩土体在平面上分界限。滑坡壁
:滑坡体后缘因为滑动作用所形成母岩陡壁,其坡角多为35-80度,平面上多呈圈椅状。滑坡壁上常见铅直方向擦痕。滑坡台阶:滑坡体下滑时各部分运动速度不一样而形成错台。滑坡舌
:滑坡体前部伸出如舌状部位。常伸入沟谷、河流。最前端滑坡面出露地表部位,称滑坡剪出口。36/117
滑坡洼地(湖)
主滑线
滑坡裂隙:滑坡体在滑动过程中各部位受力性质和大小不一样,在各部位产生不一样力学性质裂隙。拉张裂隙:位于滑体后部、滑床后壁,弧形分布,与滑动方向垂直;剪切裂隙:羽状分布于滑坡体中前部两侧,,因滑坡体与滑坡床之间相对位移力偶作用形成,与滑动方向斜交;鼓张裂隙:分布滑体前缘,因为滑体后部推挤鼓起而成,与滑动方向垂直;扇形裂隙:位于滑体舌部,因前部岩土体向两侧扩散产生,放射状呈扇形分布。37/117第五节崩塌一、崩塌类型及形成条件:
崩塌普通发生在厚层坚硬岩体中。灰岩、砂岩、石英岩等厚层硬脆性岩石常能形成高陡斜坡,其前缘常由于卸荷裂隙发育而形成陡而深张裂缝,并与其它结构而组合,逐步发展而形成连续贯通分离面,在触发原因作用下发生崩塌。另外,由缓倾角软硬相间岩层组合陡坡,因为软弱岩层被风化剥蚀而形成凹龛,使上部坚硬岩层失去依靠,故也常发生局部崩塌。38/117
第六节影响斜坡稳定性原因
岩土类型及性质振动作用(如地震)地质结构降水(雨、雪)水库蓄水地形人类活动(开挖、加载水文地质植被、水等)风化、剥蚀作用内在原因外部原因39/117一、内在原因
1.岩土类型及性质——决定抗滑力根本原因强度、自稳能力:坚硬岩石>半坚硬岩石>涣散土坡结构:层理、软弱夹层、原生节理、片理等特殊性质:膨胀性、湿陷性等
滑坡往往集中在一些特定岩层中——“易滑岩组”如:西北黄土分布地域、成都平原地域成都粘土层、四川盆地红层地域(砂、泥岩互层)、青海、甘肃地域第三系地层(半成岩砂、泥岩),川西北、陕南和甘南浅变质岩地域(主要是千枚岩分布地域)40/1172.地质结构
结构面——结构面产状、力学性质、规模。沉积岩地域:特大型滑坡主要与层面结构相关不一样结构部位滑坡差异:如在褶皱两翼部位,结构面往往形成上陡下缓勺形;沿着大结构断裂带,滑坡往往呈带状分布。
3.地形地貌斜坡坡度越大、越高,斜坡稳定性越差。41/117按结构面产状与临空面关系,可分为:
(1)平迭坡:主要软弱结构面为水平(2)逆向坡:主要软弱结构面倾向与坡面倾向相反(3)顺向坡:主要软弱结构面倾向与坡面倾向一致>时,稳定性最差,极易发生顺层滑坡<时,稳定性很好
(4)斜交坡:主要软弱结构面与坡面成斜交关系。其交角越小,稳定性就越差。(5)横交坡:主要软弱结构面走向与坡面走向近于垂直,稳定性很好,极少发生大规模滑坡。42/117
1.地震:震中周围烈度七度区,考虑附加应力2.降水:三种效应(1)水平推力--侧向水压力(2)浮托力--减小滑动面上有效应力(3)软化效应--降低岩土体抗剪强度水库(河流)水作用:
动水压力冲刷、掏空作用
二、外部原因:43/117区域性滑坡预测:以一个大区域为依据对象,确定滑坡可能发生区段范围。地段性滑坡预测:以一个地段滑坡调查资料为依据,确定未来可能发生滑坡大致位置、可能类型等。场地性滑坡预测:针对某一特定场址,预测滑坡可能发生确实切位置、范围大小、运动速度及类型。
空间预测按照预测范围大小可分为:
44/117时间预报按照预测时间长短关系,可分为:滑坡长久预报:对未来滑坡运动趋势作判断,以确定滑坡活动可能年份。滑坡短期预报:对滑坡活动可能季节或月份作出预测。滑坡临滑预报:对滑坡将要暴发详细日期、乃至时分作出预报。
45/117三、滑坡时间预报(1)滑坡变形前兆现象预报法(2)位移-时间曲线改变趋势判断法(3)斋滕法和改进斋滕法(4)统计数学模型回归模型、灰色理论模型、生物生长模、灾变理论模型等(5)黄金分割法(6)非线性动力学模型预报法(7)声发射等参数预报法46/117
第九节滑坡防治防治目标:
是减灾、防灾、保护环。防治标准:以防为主,治理为辅。应该把防灾贯通到工程建设各个步骤,在工程规划选址、设计、施工各阶段均应重视防灾减灾。比如灾害预测及危险性评定正表达了这一标准。47/117防治指是预防与治理两方面:①滑坡预防:指是滑坡灾害没有产生以前,人们已经了解其存在危险性和危害性,并采取对应办法加以防范,使滑坡损失降至最小程度。预防是以勘察分析、预测预报、动态监测为基础,同时提出有效预防办法及对应设计施工工作。②滑坡治理:指是对潜在不稳定体采取有针对性工程办法,确保其稳定,从根本上消除隐患。治理是一项工程,它包含对灾害体勘察、评价,提出经济合理工程办法,并付之实施。48/1171防预办法:(1)绕避:改线、架桥跨越、隧道穿越(2)拦截:拦石墙、拦栅网(3)
排水:地表排水:排水沟、坡面防渗地下排水:盲沟、排水洞、排水孔(4)监测预警
49/117
2治理办法:
(1)排水办法:(同上)(2)削方、堆:格栅(室)护坡(3)支挡工程:挡土墙:砌置挡墙加筋土挡墙
锚固:单一锚杆(索)挂网+喷浆+锚杆(索)构+锚杆(索)
抗滑桩:钢管桩钢筋+砼桩砼桩结合形式:桩+锚桩+墙(板、梁)(4)坡面防护:横向护坡植基绿色护坡(5)其它:固结灌浆阻滑键(栓)
50/117第4章
地下工程51/1171、概念:围岩,围岩应力重分布,围岩压力2、地下建筑工程主要工程地责问题3、参数λ
4、巴顿岩体质量分类5、地质超前预报惯用预报方法:
地质预报法,超前勘探法,物探法52/117围岩:由开挖洞室引发应力状态重大改变局限在洞周一定范围之内。通常此范围等于地下洞室横剖面中最大尺寸3—5倍,习惯上将此范围内岩体称为“围岩”。53/117应力重分布范围内岩体称围岩。开挖洞室,应力平衡被打破,围岩向洞内松胀位移,引发一定范围内应力调整,使天然应力大小、方向和性质改变,到达新平衡。二、围岩中重分布应力地下建筑稳定性主要取决于围岩稳定性。54/117洞顶底出现拉应力;洞壁围岩内σθ全为压应力洞室侧壁出现拉应力,洞顶底出现较高压应力集中。取不一样λ值,洞壁应力状态不一样。55/117围岩破坏自洞壁始,向内(深部)发展。应力重分布特征:环向应力增或减,并出现拉应力;产生分异现象,径向应力趋于零;洞周应力差最大(拉应力集中)。56/117第5节围岩压力
围岩在重分布应力作用下产生变形(位移),进而引发施加于支护衬砌上压力,称围岩压力。围岩压力是围岩与支衬间相互作用力,是外力。围岩应力是岩体中内力。若围岩强度高,不需支护可自稳,便不存在围岩压力。围岩压力大小是支护设计主要依据。一、概念57/117第1节概述关键问题--洞室围岩稳定性其它工程地责问题岩爆地下建筑—
天然或人工开挖作为各种用途构筑物。有害气体突出涌水高地温地下建筑主要工程地责问题58/117第4节围岩分类分类指标为:式中:RQD-岩芯质量指标;Jn-节理组数;Jr-节理粗糙系数;Ja-节理蚀变系数;Jw-节理水折减系数;SRF-应力折减系数。四、巴顿岩体质量分类(挪威-Q系统)59/117第4节围岩分类6个参数组合反应了岩体质量三个方面,即:→表示水与其它应力存在时对岩体质量影响。→岩体完整性;→结构面形态、充填特征及次生改变等情况;四、巴顿岩体质量分类60/117第7节地质超前预报一、概念
地下工程地质超前预报:利用一定技术和伎俩,搜集和分析地下工程所在岩土体相关信息,对施工掌子面前方岩土体情况、不良地质体工程部位及成灾可能性作出解释、预测和预报。二、目标查明掌子面前方地质结构、围岩性状、结构面发育特征,尤其是溶洞、断层、各类破碎带、岩体含水情况,方便提前、及时、合理地制订安全施工进度、修正施工方案,确保施工安全、加紧施工进度。61/117第5章
泥石流62/1171、泥石流形成条件2、泥石流运动特征:直进性和脉动性3、稀性泥石流与粘性泥石流区分?(书上)4、泥石流治理办法63/117二、泥石流活动特点1)突然暴发2)来势凶猛3)历时短暂4)破坏力大
64/117第2节泥石流形成条件一、地形条件—纵比降大、坡面多、流域面积大、汇流快速,提供固体物、势能、加大径流强度。1、地形--相对高差大于200m地域有泥石流分布,相对高差大于1000m地域为泥石流高频区。2、地貌--我国第一地貌阶梯青藏高原≥4000m,第二阶梯云贵、黄土高原、陇南山区1000~m,第三阶梯四川盆地300~700m,其过渡地带高差大、切割猛烈,为泥石流活跃地带(滇东北、川西、陇南)。65/1173.经典泥石流流域分为:形成区、流通区和堆积区。1)泥石流形成区(上游)多为三面环山、一面出口半圆形宽敞地段,周围山坡陡峻,多为30°-60°陡坡。坡体光秃破碎,无植被覆盖。斜坡常被冲沟切割,且有崩塌、滑坡发育。有利于聚集周围山坡上水流和固体物质。66/1172)泥石流流通区(中游)泥石流搬运经过地段。多为狭窄而深切峡谷或冲沟,谷壁陡峻而纵坡降较大。含有极强冲刷能力,将沟床和沟壁上土石冲刷下来携走。67/1173)泥石流堆积区(下游)泥石流物质停积场所。多位于山口外或山间盆地边缘,地形较平缓。泥石流动能能急剧变小,最终停积下来,形成扇形、锥形或带型堆积体。特点:地面往往垄岗起伏,坎坷不平,大小石块混杂。68/117二、地质条件:为泥石流形成提供丰富固体物源及强大动能。1、结构复杂→岩性破碎;高地震频发→崩、滑多发,为泥石流提供丰富固体物质。2、新结构运动活跃→地形陡峻、高差对比大,为泥石流提供势能贮备。小江流域发育在著名小江深大断裂带上,新老结构错综复杂,岩层破碎,不足90km江段上便发育了107条泥石流沟。第2节泥石流形成条件69/1173、泥石流形成区内,有大量易于被水流侵蚀冲刷疏松土石堆积物(重力堆积、风化残积、坡积、冰碛物等),是泥石流形成主要条件。泥石流源地常见基岩,往往是片岩、千枚岩、泥页岩和凝灰岩等软弱岩层。70/117第2节泥石流形成条件三、气象水文条件:
集中降雨、高温天气产生强烈地表径流(暴雨、冰雪融化和水体溃决),地表强径流使泥石流具备开启、携运能力。1、水体量决定于气候条件(暴雨型、冰雪融化型)。2、径流强度决定于气候(雨量、雨强)及地形条件(汇流速度)。小江流域年雨量700~1200mm,多暴雨,最大雨强108mm/h;辽宁老帽山:6小时395mm,116.5mm/h。71/117第2节泥石流形成条件1.
地形条件-固体物起源、径流条件2.
地质条件-固体物起源、运动势能3.气象水文条件-径流强度、动力条件72/117第3节泥石流特征密度-决定了泥石流流态和运动特征;结构-使泥石流含有破坏力不一样;流态-对沟床改造能力不一样;直进性-粘性泥石流含有,破坏力强;脉动性-蓄能再动,前峰破坏力极强。73/117二、泥石流流动特征2、直进性流体运动中受阻,所携固体物堆积,填平、抬升沟床,后阵流体便可前进。超高爬高、截弯取直、冲向下游。流体越粘直进性越强、冲击力越大。74/117二、泥石流流动特征3、脉动性呈阵性运动。其过程线似正弦曲线,上涨曲线较下落曲线陡些,以相等时间间隔流动(阵发)。阵前锋为高大泥石流龙头,具极强冲击力。一场泥石流常出现几十至上百阵。75/117总标准:全流域规划、统筹兼顾;大流域着眼、小流域入手;突出重点、抓住要害。危险区建立警戒避难体制。三区防治重点:形成区—蓄水、固沙、护坡。流通区—减速、削能。堆积区—合理疏导。第6节泥石流防治办法
76/117一、形成区防治:从泥石流产生基本条件(固体物、水体)和触发条件(地表径流强度)两方面考虑。护坡:降低涣散固体物起源;开发性治理水土流失:控制地形切割程度,减小地表径流强度(植树造林);排洪:使水沙分离,减小地表径流强度,降低聚流水动条件,从根本上扼制产生泥石流动因(泄洪洞、引水渠)。77/117二、流通区防治:
控制固体物起源、减小地表径流强度。保护沟床:截断固体物补充源(防冲林);拦挡:拦截固体、排液体,调整沟道形状,减小纵比降,降低流体速度,减弱运动能量。(拦沙坝、谷坊)78/117三、堆积区防治:合理疏导保通畅,固留液走。排导:导向堆积场所,将固物堆积于适当位置。(明硐、导流堤、排导沟)。不排向江河主流;不阻滞后续流体;不与人类工程产生矛盾。79/117第6章岩溶
80/1171、岩溶作用:地下水和地表水对可溶性岩石破坏和改造作用叫岩溶作用。2、岩溶地貌形态3、岩溶发育基本条件4、影响岩溶发育原因81/117一、概念岩溶作用:地下水和地表水对可溶性岩石破坏和改造作用叫岩溶作用。岩溶:岩溶作用及其所产生地貌现象和水文地质现象总称为岩溶,国际上通称喀斯特(karst)。6.1概述82/117
二、岩溶现象
1、形成独特地貌大地貌形态及蚀变:峰丛(溶蚀);峰林(溶盆);溶蚀平原地表形态正形态:石林、石笋、峰林、孤峰。负形态:溶沟、溶孔、溶槽、溶水洞、漏斗、洼地、溶盆、溶原。地下形态:溶洞、溶隙、暗河。83/1172、形成独特水文地质现象
地表水系不发育,岩体透水性增大,岩溶水分布极不均匀,动态改变大,流态复杂多变,地下水埋深普通较大。84/117岩溶发育基本条件有四个:
含有可溶性岩石;含有溶蚀能力水;含有良好水循环交替条件;6.2碳酸盐岩溶蚀机理85/1176.3影响岩溶发育原因
凡是影响上述三个条件原因均是影响岩溶发育原因。含有可溶性岩石含有溶蚀能力水含有良好水循环交替条件岩溶发育条件86/117一、碳酸盐岩岩性影响
碳酸盐岩能否被溶解或溶解程度怎样,主要取决于岩石性质,如物质成份、化学成份、矿物成份及结构。碳酸盐岩是指碳酸盐矿物含量超出50%一类沉积岩。主要化学成份是CaCO3、MgCO3、Sio2等。常见有:灰岩、白云岩、白云质灰岩、硅质灰岩、泥质灰岩等。1、碳酸盐岩化学成份与岩溶发育关系87/117二、气候影响1.降水影响:(1)水直接参加岩溶作用,充分降水是确保岩溶作用强烈进行必要条件。(2)水是溶蚀作用介质和载体,充分降水确保了水体良好循环交替条件,促进岩溶作用强烈进行。88/117三、地形地貌影响
地形地貌条件经过影响水入渗,循环交替条件,进而影响岩溶发育规模、速度、类型及空间分布。比如:区域地貌格局,宏观上控制了某地域地表水文网及地下水排泄基准面性状,从而控制了地表地下水运动趋势,进而控制了岩溶发育总体形式。
地形平缓地貌较之地形较陡地貌,地表径流迟缓,入渗量较大,有利于岩溶发育。
不一样地貌条件,因其垂直入渗带埋深和水平径流程度不一样,垂直岩溶形态及水平岩溶形态显著差异。地形高差大大影响地下水补、排条件,影响岩溶发育深度。
89/117四、地质结构影响1.断裂影响成岩、结构、风化、卸荷等作用形成各种破裂面,为地下水入渗和流动提供了通道,同时为地下水有效向深部渗透并形成深部岩溶提供了条件。因为断裂结构存在,在一定程度上控制了岩溶发育。比如,沿断裂面岩溶发育强烈。各组破裂面相互交织、延伸进而控制了岩溶发育形态、规模、速度和空间分布,使得岩溶发育宏观不均一性。各种破裂面相互交织,使地下水混合溶蚀效应显著,促进岩溶发育。90/117五、新结构运动影响
地壳上升、下降、相对稳定运动性质、幅度、速度和涉及范围,控制着水循环交替条件及其改变趋势,从而强烈控制着岩溶发育类型、规模、速度、空间分布及岩溶作用改变趋势。91/117第7、8章
岩土工程勘察92/1171、岩土工程勘察内容:工程地质调查和测绘、勘探及采取土试样、原位测试、室内试验、现场检验和检测等。2、勘察等级划分依据3、三个勘察阶段主要目标和任务4、工程地质勘探伎俩和取样方法5、概念:地基、持力层、地基强度、地基变形、地基承载力特征值6、原位测试:土体载荷试验、标准贯入试验7、初、详勘察阶段:勘探孔数量、勘探点间距和勘探孔深度等设计
93/117岩土工程勘察:依据建设工程要求,利用各种勘测技术方法和伎俩,为查明、分析和评价建设场地地质、环境特征和岩土工程条件而进行调查研究工作,并编制用于工程设计和施工等各种岩土工程勘察技术文件。目标:查明建设场地岩土工程条件,分析和评价场地岩土工程问题,提出处理岩土工程问题方法与办法,提议建筑物地基基础应采取设计和施工方案等。94/117岩土工程勘察内容主要有:工程地质调查和测绘、勘探及采取土试样、原位测试、室内试验、现场检验和检测,最终依据以上几个或全部伎俩,对场地工程地质条件进行定性或定量分析评价,编制满足不一样阶段所需结果汇报文件。
95/117第1节勘察基本技术要求二、勘察等级划分:按工程复杂性和难易程度区分对待,有利于确保工程质量和勘察技术管理合理化。工程主要、规模大、场地条件复杂,所需投入勘察工作量也较大。«岩土工程勘察规范»要求,勘察等级由工程主要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级三项原因决定。首先对三项原因划分等级,再综合确定勘察等级。96/117第1节勘察基本技术要求三、勘察阶段划分(以工民建为例-3阶段)1、可行性研究勘察阶段-场地评价、论证、比选,为规划决议提供依据。1.1主要任务:对拟选场地稳定性和适宜性作出工程地质评价,进行技术论证和方案比较,以满足确定场地方案要求。工作深度一致,对主要问题作出初步分析评价。1.2勘察方法:(搜集资料、踏勘)、测绘、勘探。97/117第1节勘察基本技术要求2、初步勘察阶段-2.1目标:结合初设要求,提出岩土工程方案设计和论证。2.2主要任务:可研基础上,对场地内建筑地段稳定性作出评价,为确定总平面布置,对主要建筑物岩土工程方案和不良地质现象防治方案进行论证,以满足初设和扩初设计要求。2.3方法:继承前期,以勘探、物探、原位测试为主,测绘据需要布置。98/117第1节勘察基本技术要求3、详细勘察阶段-3.1目标:对岩土工程设计、岩土体处理和加固、不良地质现象防治工程进行计算、评价,以满足施工图设计要求。3.2主要任务:按不一样建筑群提出详细岩土工程资料和设计所需岩土技术参数。3.3方法:勘探和原位测试为主。依阶段划分,勘察有步骤进行。研究范围大到小,研究程度由浅至深,地表至地下,定性至定量。99/117一、工程地质勘探1、勘探伎俩惯用有三类:钻探、坑探和物探。2、勘探任务
1)探明地下相关地质情况,如地层岩性、断裂结构。地下水位、滑动面位置等。2)为深部取样及现场试验提供条件。如采取岩土样供室内试验。3)利用勘探孔进行一些项目标长久观察以及不良地质现象处理等工作。100/117六、取样采取土样技术问题:1、土样质量要求2、取样工具3、取样操作101/1172、取样工具
对取土器基本要求:1)尽可能使土样不受或少受扰动;2)能顺利切入土层中,并取上土样;3)结构简单且使用方便。
取样工具:薄壁取土器、回转取土器、标准贯入器等。102/1173、取样操作在钻孔中采取Ⅰ、Ⅱ级土试样时,应满足以下要求:1)软土、砂土中宜采取泥浆护壁;2)采取冲洗、冲击、震动等方式钻进时,应在预计取样位置1m以上改用回转钻进。3)下放取土器前应仔细清孔,清楚扰动土,孔底残留浮土厚度不应大于取土器废土段厚度。4)采取土试样宜用快速静力连续压入法。103/117五、勘探布置标准1、普通标准:⑴目标明确--测绘为基础,明确要处理问题;⑵综合效益—重点突出、点面结合,考虑全局,综合布点;⑶配合勘察阶段--不一样阶段勘察范围、深度不一样,方法有别;⑷围绕建筑物—建筑类型、规模、结构不一样,对应问题各异,应区分对待,合理布置勘探;⑸考虑地质条件—沿改变最大方向布线,点距非均布,主要考虑场地复杂程度;
⑹取长补短—方法合理选择与配合。·勘探·104/1172、孔距、孔深确定:⑴确定孔距:依据--勘察等级、阶段。不一样阶段评价内容不一样,等级不一样、场地复杂程度不一样,孔距也随之不一样。⑵确定孔深:依据—
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