3-地质作用.ppt

1、工程地质学基础 Engineering Geology,3.与工程活动有关的地质作用,3.1 概述 3.2 风化作用 3.3 地表流水的地质作用 3.4 地下水的地质作用 3.5 岩溶 3.6 重力地质作用 3.7 地震与活断层,3.1 概述,地质作用：所有引起固体地球的物质组成、内部结构、表面形态等方面发生变化的各种作用。 分类： 内力地质作用 外力地质作用,不良地质作用是由地球内力或外力产生的对工程可能造成危害的地质作用，是影响工程建设场地稳定性的主要因素。 不良地质作用的勘察与评价是岩土工程勘察的重要内容。,由不良地质作用引发的，危及人身、财产、工程或环境安全的事件，称为地质灾害。,3.

2、2风化作用： 在地表条件下，岩石受大气、水、生物等因素影响，在原地发生机械崩解或化学分解，形成松散堆积物的过程。,风化类型：物理风化、化学风化、生物风化,物理风化,冰劈作用,盐类结晶胀裂作用,球状风化图解,化学风化：,溶解作用：可溶性岩石被水溶解。 水化作用：水分子进入吸水矿物的结晶格架中。 水解作用：矿物与水作用后形成氢氧化物。硅酸盐矿物主要通过此方式破坏。 氧化作用：低价化合物变为高价。 碳酸化作用：水中含有co2时使水解作用加剧。,生物风化：,生物物理风化 -根劈作用 生物化学风化 -遗体新陈代谢产生有机酸,一般情况下，物理风化和化学风化同时进行，互相促进。 在不同的地区，不同的自然条件

3、下，两种风化作用又会有主次之分。 在我国西北干旱大陆性气候为主的地区，水很缺乏，气温变化剧烈，一般以物理风化作用为主。 在我国东南沿海地区，气候潮湿，雨量充沛，化学风化作用占据主导地位。,物理风化的结果：破坏岩体的完整性。化学风化的结果：改变岩石的成分。,岩体的工程性质发生如下几方面变化： 孔隙度变大，透水性增强。力学强度降低，压缩性变大。,岩石风化的工程问题,岩石遭受风化后，其工程性质都有不同程度的变坏。对于工程建筑来说，必须认真研究由于岩石风化而产生的几个重要的工程地质问题：风化程度问题、风化深度问题和风化速度问题。,风化程度的判别： 为了确定风化程度的大小，应从以下四方面对风化岩石进行观

4、测： 岩石颜色变化：未风化矿物的颜色新鲜，光泽明显，风化愈重光泽愈暗淡，甚至改变颜色。 岩石矿物成份变化：注意那些易于风化矿物的变化以及是否有风化生成的新的次生矿物。 岩石破碎程度：重点观测风化裂隙的长度、宽度、密度、形状及次生充填物质。 岩石力学性质：风化愈重，岩石的力学性质越差，反映其完整性、强度及坚硬程度就愈低。,岩石风化程度划分：,工程岩体分级标准（GB50218-94）中划分为未风化、微风化、弱风化、强风化、全分化五个风化程度不同的带。 水利水电工程地质勘察规范（GB50287-99）中划分为新鲜、微风化、中等风化（弱风化）、强风化、全分化五个风化程度不同的带。,风化深度： 地表以下

5、风化作用所能影响的深度。 通常，对于重要工程，把地表以下至风化轻微带作为风化深度，对于一般工程，则把地表以下至风化颇重带作为风化深度。 物理风化为主地区风化深度一般为10m30m；化学风化为主的地区，风化深度一般为30m50m。 在风化深度以内进行工程建筑，必须按其风化程度降低岩石的各项力学性质指标，直到把风化极严重带岩石作为碎石土处理。,风化速度： 岩石开挖后，暴露于空气及水中以后，如果风化速度很快，开挖后又未进行及时的支撑、衬砌和防护，就造成开挖面迅速风化破碎倒塌。 岩石风化速度快必须具备两方面的因素：一是岩石性质及地质构造有利于风化发生；二是自然条件有利于风化。,防止岩石风化的应对措施应

6、从两方面考虑： 一方面提高岩石的完整性和强度，改善岩石的抗风化能力。一般的方法有：水泥灌浆；粘土灌浆；沥青灌浆及硅化法等。 另一方面则以防止各种自然因素对岩石的侵袭为主。方法有：利用粘土浆、沥青浆或水泥浆喷摸边坡表面或地下洞室表面，封闭坑底。还可以采取拦截、排出地表水和降低地下水的方法。,自然界的水,气态、固态、液态三种不同的形式 大气水、地表水和地下水。,3.3 地表流水的地质作用,地表流水有片流、洪流和河流3种方式。 片流：在地面汇合成网状薄水层顺自然坡 均匀流动的水流。 洪流：由暴雨或融雪形成的暂时性山洪急流。 河流：在固定沟谷中长年流动的水流,1、片流的地质作用 淋滤作用： 片流在流动

7、过程中， 一部分水会渗入地下，渗入地下的过程中，渗流水不仅把地表附近细小破碎物质带走，还能把周围岩石中易溶成分溶解带走。 残积层： 淋滤作用后残留在原地的松散破碎物质称残积层。,残积层的特征： 地表以下，基岩风化带以上。 物质成分与下伏基岩成分密切相关。 残积层的厚度与地形、降水量、水中化学成分等因素有关。 工程性质差,洗刷作用： 片流比较均匀的冲洗破坏着整个斜坡的表层，把覆盖在坡面上的风化破碎物质洗刷到山坡坡脚处。 坡积层： 经洗刷作用在坡脚处形成的新沉积层称坡积层。,坡积层的特征： 坡积物的组分以亚砂土、亚粘土为主，并夹有粗粒石块和碎屑。 物质成分与斜坡上的基岩成分相当。 碎屑物的磨圆度很

8、差，分选也不好，层理差。 坡积物孔隙度大，结构疏松，沉陷性强，并易形成滑坡及土层流动，工程性质差。,2、洪流的地质作用 冲刷作用 ： 洪流以其自身的水力和挟带的砂石对沟底和沟壁进行冲击和磨蚀，这个过程称为洪流的冲刷作用。 冲沟： 由冲刷作用形成的沟底狭窄、两壁陡峭的沟谷 洪积物： 山区洪流沿河谷流出山口时,搬运力急剧减弱。于是由洪流搬运的碎屑物质在山口处呈扇形堆积下来，称洪积物，在地貌上构成洪积扇。,图3-3-2 冲沟形成过程示意图,查明冲沟形成条件和原因，研究冲沟的活动程度，有针对性地进行治理。剧烈发展阶段冲沟：上部截断水源，沟头、沟底和沟壁加固，草本植物防止坡面冲刷等。 衰老阶段冲沟：植物

9、加固沟壁，以免支沟重新复活；工程施工应尽量少挖方，新开挖的边坡则应及时采取保护措施。,洪积物的特点： 主要有砾、砂组成，也有少量砂和粘土，一般扇头粒度粗，厚度大，向外逐渐变细变薄。 由于洪积物未经长途搬运，而且是突然沉积下来，故其磨圆度和分选性都较差。 在洪积扇上修建道路，首先要注意洪积扇的活动性。对于不活动的洪积扇应查清楚其物质成分及分布情况、地表水及地下水情况，以便判断其工程稳定性。,3. 河流的地质作用 包括侵蚀、搬运、和沉积三个方面。,下蚀：河流对河床底部的岩土进行侵蚀而使河床降低的作用称为下蚀作用。,侧蚀： 河流对两岸的岩土进行侵蚀而使河谷弯曲、加宽的作用,河流侵蚀作用方向：,河流侵

10、蚀作用方式： 冲蚀、磨蚀、溶蚀，以冲蚀、磨蚀为主，溶蚀为辅。,向源侵蚀作用,侧蚀作用原理：,a- 河流横向环流；b-河曲处横向环流断面图,凹岸不断被冲刷 凸岸不断发生淤积,a-弯曲河道 b-蛇曲 c-牛轭湖,搬运作用,(1)物理搬运,图示,悬浮式,跳跃式,滚动式,（2）化学搬运: 搬运的距离最远，水中各种离子和胶体颗粒 多搬运到湖，海盆地中，当条件适合时，在湖、海盆地中产 生沉积。,河流沉积作用类型： 河床沉积、漫滩沉积、河口沉积,三角洲：河流冲积物在河口形成的沉积体。,图 尼罗河三角洲,图 勒那河三角洲,冲积物： 流水挟带的泥砂，在水体动能改变时，搬运能力减弱，遂发生碎屑物质的堆积，称为河流

11、沉积作用。 其堆积物称为冲积物。根据沉积场所的不同分为：河床沉积、河漫滩沉积、三角洲沉积。当然也有化学沉积。 冲积物一般特点： 分选性好、磨圆度较高、层理清晰。 作为地基砂卵石承载力较高，粘性土较低 注意两种不良沉积物：软弱土层和粉砂层。,河流的侵蚀、搬运、堆积作用是相辅相成，同时出现的。一般说来，上游陡峻的河床以侵蚀作用为主，下游平坦宽阔的河床以堆积作用为主。,一条河流从河源到河口一般可分为三段： 上游：多位于高山峡谷，急流险滩多，河道较直，流量不大但流速很高，河谷横断面多呈“V”字形 中游：河谷较宽广，河漫滩和河流阶地发育，横断面多呈“U”字形。 下游：多位于平原地区，流量大而流速较低，河

12、谷宽广，河曲发育，在河口处易形成三角洲。,图示,河谷断面:河谷就是由河流的侵蚀作用开拓出来的狭长谷地，河谷的横剖面形态由谷坡和谷底两大部分。 谷底中包括河床及河漫滩。 谷坡是河谷两侧因河流侵蚀而形成的岸坡。,河谷横断面及河流阶地,（1）河床 （2）为河漫滩（3）河谷斜坡 （4）、(5)、(6)分别为河流级、级、级阶地。,河流阶地: 河谷内台阶状地形称为河流阶地，是在地壳的构造运动与河流的侵蚀、堆积作用的综合作用下形成的。 阶地的形成过程： 首先是以侧蚀为主，形成宽广的河谷，同时堆积冲积层，然后，地壳上升，下切侵蚀加强，切开冲积层，形成阶地陡坎。,（2）阶地的类型,1） 侵蚀阶地 2）冲积阶地

13、上迭阶地 内迭阶地 3）基座阶地,图示,图示,图示,图示,堆积阶地 基座阶地 侵蚀阶地,与河流地质作用有关的工程地质问题 与河流侵蚀有关的工程地质问题 桥渡工程桥墩、桥台底部地基的冲刷。 预测水流对地基的最大冲刷深度，为保证墩台基础的稳定安全，应砌置在最大冲刷深度以下。 水库下游坝后所泄水流将使下游河床发生冲刷。 河曲的凹岸容易遭受冲刷，形成淘蚀现象。 与河流淤积有关的工程地质问题 水库淤积，上游的泥沙在库区大量沉积，直接影响水库的效益和使用寿命。 另一个与淤积有关的问题是航运码头的选址问题，一般选在侵淤平衡或侵蚀轻微的河段上，即最好选在曲率半径较大的凹岸河段上。,河流地质作用与道路工程 （）

14、对于桥渡： 首先顺直，垂直。 其次墩台基础位置。,（）对于沿河线路来说，主要注意边坡和基底稳定两方面。 线路沿狭谷行进，路基多置于高陡的河谷斜坡上，经常遇到崩塌、滑坡等边坡不良地质现象，是山区铁路的主要病害。 线路沿宽谷或山谷盆地行进，路基多置于河流阶地或较缓的河谷斜坡上，常见的病害是受河流冲刷或路基基底含有软弱土层等。,地下水：赋存在地表以下岩土空隙中的水。,3.4 地下水的地质作用,水在岩土中的存在状态,岩土中的水的存在状态,透水层：渗透系数较大的岩土层。 隔水层：不透水的岩土层。 含水层：给出并透过相当水量的岩土层。 滞水层：弱透水的岩土层。 含水层的形成条件：岩土层有较大空隙； 为隔水

15、层所限； 有补给来源。,地下水类型,地下水埋藏类型,上层滞水,埋藏在地面以下包气带中的水. 特征：接近地表，接受大气降水补给， 以蒸发或向下渗透到潜水中的方式排泄。 季节性明显，动态变化很不稳定。 工程意义：常常是引起土质边坡滑塌、黄土路基沉陷、路基冻胀等病害的重要因素。,潜水,埋藏在地面以下第一个稳定隔水层之上具自由水面的重力水。 特征：与大气相通，具自由水面，补给区与分布区一致，动态受气候影响较大。潜水面形状受地形影响。,T-潜水埋藏深度 M-潜水层厚度或含水层厚度 H-潜水位,1砂层 2隔水层 3含水层 4潜水面 5基准面,可解决如下问题： 确定潜水流向 确定潜水的水力坡度 确定潜水的埋

16、藏深度 确定潜水与地表水的关系,1砂层 2隔水层 3含水层 4潜水面 5基准面,潜水等水位线图 即潜水面的等高线图,潜水与地表水的关系,潜水补给河流,河流补给潜水,单侧补给,承压水,充满于两个隔水层之间的含水层中承受水压力的重力水。,A补给区 B承压区 C排泄区,承压水分布与地质构造关系,承压水特征： 不具自由水面，并承受一定的水头压力。分布区和补给区不一致。 动态变化较稳定。 不易受地面污染。,冲积物中的孔隙水 上游河床中砂砾石，是良好的含水层。 中游河漫滩沉积有上细（粉细砂、粘性土）下粗（砂砾）的二元结构，上层构成隔水层，下层为承压含水层。 下游滨海平原上为潜水，埋藏浅不利于工程建设，下部

17、多层承压含水层。,不同含水层空隙中的地下水,洪积物中的孔隙水,潜水深埋带,潜水溢出带,潜水下沉带,裂隙水,按成因： 风化裂隙水 成岩裂隙水 构造裂隙水 按埋藏条件： 面状裂隙水 层状裂隙水 脉状裂隙水,岩溶水,空间分布极不均匀，动态变化强烈，流动迅速，排泄集中。,泉：地下水在地表的天然露头。,按水头性质分： 上升泉 下降泉 按出露原因分： 侵蚀泉 接触泉 断层泉,地下水的地质作用 地下水的剥蚀作用 机械潜蚀和化学潜蚀，化学潜蚀作用为主。 地下水的搬运作用 机械搬运和化学搬运，以化学搬运为主。 地下水的沉积作用 机械沉积和化学沉积，以化学沉积作用为主。常见的沉积物：溶洞沉积、温泉沉积、空隙和裂隙

18、沉积、置换沉积。,与地下水渗流有关的工程地质问题 渗透破坏或称渗透变形： 指岩土体在渗流作用下，整块或其颗粒发生移动，或其颗粒成分发生改变的作用和现象。这样，便会引起岩土体出现空洞，发生地面塌陷和裂缝，或在水流出口处出现涌泉、涌沙，形成渗透堆积。 渗透破坏常见于疏松土层中，岩石联结强度较高，一般少见。 渗透破坏主要有潜蚀和流砂两种基本形式,潜蚀：渗流在一定水力坡度下，产生较大的动水压力而冲动挟走或溶蚀土体中部分极小颗粒，形成潜蚀或管涌；潜蚀又有机械潜蚀和化学潜蚀之分。 流砂：又称流土或称土的液化，指在渗流作用下，渗流水力坡度大，产生较大动水压力而冲动土的全部颗粒使土浮动而形成的一定体积的土体同

19、时发生移动的现象。 应该说明，流砂必须具有充分的临空空间才可能发生。基坑及洞室开挖时的砂流，坝后地面的水砂翻滚和浮动，基岩裂隙或洞穴中填充物、软弱夹层、断层破碎带等在高压渗流作用下被挟动、突出，都是在有临空条件下发生的。,大坝潜蚀图,渗透破坏的防治 防治渗透破坏经常采用的有效措施，原则上可分为3大类。一是改变渗流的动力条件，使其实际水力坡度减小到允许的程度。二是保护渗流的出口，三是改善岩土性质，增强其抗渗能力。 建筑物基坑及地下工程施工时的流砂防治措施： 建筑物基坑主要采取人工降低地下潜水位的方法，使潜水位低于基坑底板。也可采取帷幕注浆或板桩的方法施工。 在水平巷道、竖井开挖遇到流砂时，水平巷

20、道可用盾构法施工，竖井可用沉井法施工，也可用冻结法或电硅化等改善土的性质。,建筑物基坑及地下巷道施工时流沙的防治,在流砂层中用沉井式支护掘进竖井,流沙层,汲水井防止管涌的办法： 主要是在过滤管和井壁之间充填反滤料，以保护渗流出口，反滤料的选择，使细颗粒不能通过反滤料的孔径为原则。,土石坝防治渗透变形的措施,(1) 垂直截渗 常用的方法有粘土截水槽、灌浆帷幕和混凝土防渗墙等。,(2) 水平铺盖 在坝上游铺设粘性土铺盖并与坝体的防渗斜墙搭接 。,(3) 排水减压 设置排水沟和减压井，作用为吸收水流和减小溢出段水力梯度。,(4)反滤盖重 反滤层是保护渗流出口的有效措施，它既可以保证排水通畅，降低溢出

21、梯度，又起到盖重的作用。 专门的盖重措施，是在坝后用土或碎石填压，增加荷重，以防止被保护层浮动。,典型的反滤层结构图分层铺设三层粒径不同的砂砾石层，层界面与渗流方向正交，粒径由细到粗。,地下水对建筑材料的腐蚀性,溶出侵蚀：混凝土中Ca(OH)2成分被水溶解。 碳酸侵蚀：含侵蚀性co2的水溶解混凝土中的钙质而使混凝土崩解。 硫酸盐侵蚀：水中SO4-2与混凝土作用生成新的化合物，由于体积膨胀而胀裂。 酸性侵蚀：PH值低的酸性水对混凝土具腐蚀性。 镁盐侵蚀：水中镁盐与混凝土作用后生成化合物溶解于水。,3.5 岩溶： 岩溶作用及所产生的一切岩溶现象的总称。 岩溶作用：地表水和地下水对地表及地下可溶性岩

22、石 所进行的以化学溶解作用为主，机械侵蚀 作用为辅的溶蚀作用、侵蚀-溶蚀作用以 及与之相伴生的堆积作用的总称。 岩溶现象：岩溶作用地区所产生的特殊地质、 地貌和水文特征。 岩溶地貌：岩溶作用下所产生的地形， 岩溶堆积物：岩溶作用下所产生的沉积物。,岩溶发育的基本条件： 岩石的可溶性: 岩性成分:易溶的卤素盐类及中等溶解度的硫酸盐类分布面积有限；难溶的碳酸盐岩类分布广，是岩溶研究的重点，当CaOMgO比值增加时，溶解度也增加。 岩石结构：粗晶及中晶结构的岩石，孔隙度大，易溶解，细晶结构的岩石，孔隙度小，不易溶解。 岩石的透水性： 主要决定于岩石的孔隙度及裂隙度。,水的溶蚀性： 水的溶蚀性主要决定

23、于水溶液的成分。含有碳酸的水，存在大量游离C02，溶蚀能力通过CO2的侵蚀性强烈进行。 水的流动性： 水的溶蚀能力与水的流动性关系甚大。水在流动中变饱和溶液为不饱和溶液，使丧失溶蚀能力的水溶液重新获得溶蚀能力。,影响岩溶发育的因素,1）气候影响 （温度、雨量和植被） 气温越高，降水量越大，植被越茂密,岩溶也愈发育。,2）地层的组合、厚度及产状的影响,组合 均匀状地层：岩溶成片分布、发育良好 互层状地层：岩溶成带状分布 间层状地层：岩溶零星分布,2）地层的组合、厚度及产状的影响,厚度：在巨厚层及厚层碳酸盐类岩层中，一般含不溶物较少，结晶颗粒较大，因此溶解度值较大。加以张开的节理裂痕发育，岩溶化程

24、度较剧烈。而薄层碳酸盐类地层则相反。 产状：岩层产状主要由于控制地下水的流态，而对岩溶的发育程度及方向有影响。,3）地质构造的影响,断裂及褶皱构造均有利于岩溶发育 。 断裂构造的影响 断层的规模、性质、走向，断裂带的破碎及填实状态，都和岩溶发育密切相关。 断层一般是导水的，沿着断层线，尤其是两组断层相交的地段，岩溶特别发育。,褶皱构造的影响,控制岩石、水循环和裂隙而控制岩溶,4）岩溶与地壳运动的关系,随深度减弱， 有垂直分带性。 包气带 季节变动带 饱水带 深部循环带,岩溶发育及分布规律：,受岩性和地质构造控制,岩溶分布成层性,4、岩溶地貌,1)溶沟、石芽,4、岩溶地貌,2)岩溶漏斗,4、岩溶

25、地貌,3)落水洞,4、岩溶地貌,4)干谷、半干谷,4、岩溶地貌,5)峰丛、峰林、孤峰及溶丘,4、岩溶地貌,6)溶蚀洼地及坡立谷图,4、岩溶地貌,7)溶洞,芦 笛 岩,位于桂林市光明山，是旅游 胜地。洞中石笋、石钟乳、石鼓、 石柱、石花琳琅满目。洞穴及其 各种钟乳石是由地下水长期作用， 溶解石灰岩中的碳酸钙，经过几 百万年的沉淀结晶而成。岩层时 代为泥盆纪晚期。,本溪水洞玉象戏水,图中玉象为溶解有碳酸钙的地下水长期沉淀堆积而成,杭州灵山洞穴 玉莲飞瀑,灵山洞穴位于杭州市西南19公里， 为竖井式石灰岩分层大溶洞，分上洞和下洞，两洞高差40米，其间由天梯相连。为地下水长期作用结果。岩层时代为二叠纪栖

26、霞灰岩。,杭州灵山 钟鼓齐鸣,4、岩溶地貌,8)伏流、暗河和岩溶泉,4、岩溶地貌,9)岩溶湖,4、岩溶地貌,10)溶隙、溶孔,岩溶发育地区选线： 做好工程地质勘察工作。 在可溶性岩石分布区，路线应选择在难溶岩石分布区通过。 路线方向不宜与岩层构造线方向平行，而应与之斜交或垂直通过，因暗河多平行于岩层构造线发育。 路线应尽量避开河流附近或较大断层破碎带，不可能时，亦宜垂直或斜交通过，以免由于岩溶发育或岩溶水丰富而威胁路基的稳定。,路线尽可能避开可溶岩与非可溶岩的接触带，因这些地带往往岩溶发育强烈，甚至岩溶泉成群出露。 尽量在土层覆盖较厚的地段通过，因一般覆盖层起到防止岩溶继续发展，增加溶洞顶板厚

27、度和使上部荷载扩散的作用。但应注意覆盖土层内有无土洞的存在。 桥位宜选在难溶岩层分布区或无深，大，密的溶洞地段。 隧道位置应避开漏斗，落水洞和大溶洞，并避免与暗河平行。,岩溶的工程处理： 跨越 以桥涵等建筑物跨越流量较大的溶洞，暗河。 加固 为防止溶洞塌陷常采用加固的方法。如洞径大，洞内施工条件好，可用浆砌片石支墙加固；洞深而小，不便洞内加固时，可用大块石或钢筋混凝土板加固；或炸开顶板，挖去填充物，换以碎石等换土加固，利用溶洞、暗河作隧道时，可用衬砌加固等。 疏导 对岩溶水宜疏不宜堵。一般可以明沟，泄水洞等加以疏导。,堵塞 对基本停止发展的干涸溶洞，一般以堵塞为宜。如用片石堵塞路堑边坡上的溶洞

28、，表面以浆砌片石封闭。对路基或桥基下埋藏较深的溶洞，一般可通过钻孔向洞内灌注水泥砂浆或混凝土等加以堵填。 钻孔充气 是为克服真空吸蚀作用所引起的地面塌陷的一种措施。 恢复水位 是从根本上消除因地下水位降低造成地面塌陷的一种措施.,3.6 重力地质作用 地表松散堆积物或基岩，在重力作用下，并在外因的触发下发生的垂直下落或沿斜坡下移的过程，称为重力地质作用，有的资料称负荷地质作用、下坡运动或块体运动。 崩落、潜移、滑动和流动四种类型。,崩塌,崩塌（崩落、垮塌或塌方）是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚（或沟谷）的地质现象。,1、崩塌的类型,一是产生在土体中的，称为土崩

29、。 二是产生在岩体中的，称为岩崩。当其岩崩的规模巨大，涉及到山体者，又俗称山崩。 当其崩塌产生在河流、湖泊或海岸上时，称为岸崩。 按照崩塌体的规模、范围、大小可以分为剥落、坠石和崩落等类型。,美国蒙大那1959.8.17地震导致岸崩堵塞河流,2、崩塌发生条件,1)岩性条件 岩性坚硬而裂隙发育的岩石；松散层组成的斜坡；软硬岩互层；垂直节理发育的黄土。 2)地质构造 各种构造面，如节理、裂隙面、岩层界面、断层等，为崩塌的形成提供脱离母体（山体）的边界条件。 3)地形地貌条件 崩塌作用常发生在坡度很陡的斜坡地带，如悬崖的狭谷地带和海、湖岸地带。,崩塌成因图,软硬夹层与崩塌图,3、崩塌形成的外界诱发因

30、素,振动 ； 水是促成崩塌的重要因素：包括融雪、降雨特别是大雨、暴雨和长时间的连续降雨；地表水的冲刷、浸泡； 不合理的人类活动。,4、崩塌防治原则,1）绕避； 2）避免使用不合理的高陡边坡，避免大挖大切；在岩体松散或构造破碎地段，不宜使用大爆破施工 。,5、崩塌防治措施,1）遮挡 2）拦截 3）支挡 4）护墙、护坡 5）镶补沟缝 6）刷坡（削坡） 7）排水 8）SNS技术,崩塌整治图,崩塌防治图,崩塌支挡图,边坡挡墙,边坡挡墙,锚喷加固高陡边坡，表面铺有钢筋网达到护坡作用,采用锚喷加固方法对高陡边坡体进行加固处理 : 锚喷护坡墙近影 美国Montana州,采用锚喷加固方法对高陡边坡体进行加固处

31、理 : 锚喷护坡墙近影 美国Montana州,边坡采用挡墙和护坡网联合加固,前图中护坡网对破碎岩体产生的拦截效果,滑坡,在自然地质作用和人类活动等因素的影响下，斜坡上的岩土体在重力作用下沿一定的软弱面 “整体” 或局部保持岩土体结构而向下滑动的过程及其形成的地貌形态，称为滑坡。 俗称“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。,滑坡的特征表现为： 发生变形破坏的岩土体以水平位移为主 滑动体沿一个或几个软弱面（带）滑动 滑坡滑动过程可以在瞬间完成，也可能持续几年或更长的时间。,1、滑坡形态与识别,加拿大山体滑塌,美国加州国道太平洋岸边一大滑坡,滑坡的识别标志,1地形地物标志 2地层构造标志：地层不

32、连续、缺失，岩层产状明显变化，构造不连续。 3水文地质标志：潜水位不规则，斜坡下部有成排泉水溢出。,鉴定滑坡的几种地貌形态标志,圈椅状地形和槽谷地形； 滑坡陡壁：滑坡陡壁上有时具垂直方向的擦痕或弧形拉张裂缝； 滑坡台阶 ，两侧可见剪切裂缝 滑坡舌和滑坡鼓丘 ； “醉汉林”、“马刀树” ； 月牙形洼地和滑坡湖 ；,美国加州Cassenpark滑坡马刀树,墨西哥一滑坡体表层树木位移形成的马刀树形态,2、滑坡的形成条件和发育规律,斜坡岩土体平衡条件遭到破坏。 即总抗滑力总下滑力,滑坡的影响因素,斜坡外形 岩性条件： 滑坡主要发生在易于亲水软化的土层中和一些软质岩层中； 构造条件： 土体或岩体中倾向与

33、斜坡一致的结构面，都可能成为滑坡的滑动面； 水的作用（软化和动静水压力）； 风化作用、人工活动，地表水对坡脚的冲刷以及地震，也能激发斜坡滑动。,滑坡与构造图,滑坡的分布,江河湖海沟的岸坡地带，峡谷地区，建筑物的边坡地段。 地质构造带中。 易滑动的岩土分布区。 暴雨多发区或降水异常地区。,河流侵蚀引起的滑坡,美国密西根湖岸坍塌,美国华盛顿Roose Velt湖岸滑塌体,加拿大一山体滑坡,美国加州强暴风雨造成高速公路滑坡,3、滑坡的分类,按滑坡体的主要物质组成，可以把滑坡分为以下四个类型： 堆积层滑坡 黄土滑坡 粘土滑坡 岩层滑坡,滑坡分类： 按滑动面与岩土体的关系分：,均质滑坡,顺层滑坡,切层滑

34、坡,推移式滑坡,牵引式滑坡,按滑坡的动力学特征分：,4、滑坡的勘测与防治原则,（1）滑坡的勘测主要进行测绘、勘探和试验工作，还需要观测滑坡的位移。 （2）滑坡的防治原则为“以防为主，整治为辅” 对于大型滑坡首先考虑绕避； 对于中小型滑坡，注意调整线路平面位置以得经济方案； 防止滑坡进一步发生和发展； 做好排水工程。,5、滑坡的防治措施,排水； 刷方减重、反压； 修建支挡建筑物； 改变滑动带土、岩石的性质（灌浆法、硅化法）； 为了防止流水对滑坡前缘的冲刷，可设置护坡、护堤、石笼及拦水坝等防护和导流工程,地表排水图,刷方减压反载,抗滑桩与锚杆,滑坡治理图,泥石流,泥石流是山区沟谷中，由暴雨、冰雪融

35、水等水源激发的、含有大量泥沙石块的特殊洪流。,美国华盛顿附近形成的一次泥石流照片,典型的泥石流流域，一般可以分为形成、流通和堆积三个动态区,1、泥石流的形成条件,(1)物源条件:流域内有丰富的固体物质补给泥石流。 (2)水源条件:流域的中，上游有强大的暴雨或冰雪强烈消融等形成的充沛水源。 (3)地形地貌条件:有陡峻的地形和较大的沟床纵坡。,2、泥石流的分类, 按泥石流的固体物质组成分类 泥流 泥石流 水石流 按泥石流的流体性质分类 粘性泥石流 稀性泥石流 按泥石流流域的形态特征分类 标准型泥石流 河谷型泥石流 山坡型泥石流,3、泥石流区的选线原则, 首先考虑从流通区或沟床比较稳定、冲淤变化不大

36、的堆积扇顶部用桥跨越。 平面线型较差，纵坡起伏较大,沟口两侧路堑边坡容易发生崩塌、滑坡等病害。, 如泥石流流量不大，路线也可以在堆积扇中部以桥隧或过水路面通过。这种方案往往很难彻底克服排导沟的逐年淤积问题。,按天然沟床分散设桥 不宜采用路堑,3、泥石流区的选线原则, 当河谷比较开阔，泥石流沟距大河较远时，路线可以考虑走堆积扇的外缘。 但堆积扇逐年向下延伸，淤埋路基，河床摆动，路基有遭受水毁的威胁。,3、泥石流区的选线原则,对泥石流分布较集中，规模较大，发生频繁、危害严重的地段，应通过经济和技术比较，可跨河绕道走对岸或其它绕避方案。,4、泥石流防治措施, 水土保持：封山育林，植树造林、平整山坡、修筑梯田，修筑排水系统及支挡工程等措施； 跨 越 ：采用桥梁、涵洞、过水路面、明洞及隧道、渡槽等方式跨越泥石流。 排 导：采用排导沟、急流槽，导流堤等措施使泥石流顺利排走。 滞流与拦截：滞流措施是在泥石流沟中修筑一系列低矮拦挡坝，拦蓄部分泥砂石块并降低流速。 拦截措施是修建拦渣坝或停淤场，将泥石流中的固体物质全部拦淤，只许余水过坝。,泥石流防治图,拦石坝图,3.7 地 震,一、 地震概述,1.定义 地震是由于地壳