工程地质6不良地质现象的工程地质问题.ppt

第六章第六章 不良地质现象的工程地质问题不良地质现象的工程地质问题不良地质现象：不良地质现象：地壳的岩土层在内外动力地质作用下，造成的各种具有危险或危害性的地质现象。不良地质作用：不良地质作用：造成不良地质现象的地质作用，包括形成原因、形态特征、危害程度及恶化趋势。61 风化作用6.1.1.风化作用的意义风化：地表岩石在动力地质作用下，会产生破碎和岩石成分的变化，这种变化过程称为风化。6.1.2风化作用类型：物理风化作用，化学风化作用和生物风化作用物理风化作用特点：是机械破碎作用，不会产生化学成分的变化营力：重力、温差和冻裂、热胀冷缩、结冰胀裂化学风化作用特点：溶化分裂、化学成分改变、会形成新物质营力：地下水、易溶盐类型：水化作用；氧化作用；水解作用；溶解作用生物风化作用特点：形成岩（土）体内的缺陷（洞道、洞穴），根茎挤胀，化学风化，增加有机质营力：动、植物生长或新陈代谢作用6.1.3岩石风化程度和风化带1、岩石风化程度分五级：未风化；微风化；弱风化（中等风化）强风化；全风化2、风化带由表及里的风化程度相同的岩石风化地区带：全风化带强风化带弱风化带微风化带3、岩石风化的治理挖除法工程防治法：灌浆法，覆盖、遮蔽6.2 河流地质作用河流：是河谷中流动的常年性水流。河谷：谷底、河床、谷坡、坡缘及坡麓等构成。水流的功能：水流的功能：消耗于水的粘滞性、条流、涡流等形成消耗于对河床的侵蚀消耗于对泥沙的搬运河流的地质作用河流的地质作用：侵蚀作用：侵蚀切割与搬运堆积作用6.2.1.流水的侵蚀作用流水的侵蚀作用侵蚀作用包括溶蚀和机械侵蚀。1、流水对河床的冲刷临界流速：使河床中的土石粒开始移动的流速vcr=Ad1/2d小于400mm，A取0.2。运动方式：滚动或跳跃或移动；悬移运动2、流水对河岸的掏蚀主流线：最大流速各点的流线 。主流线上动能最大，水位最低。横向环流：面流与低流的闭合流平面河流：对河流的加深切蚀弯曲河流主流线弯曲、凹岸切割侵蚀、凸岸不断堆积弯曲河流、改道后、形成牛轭湖。6.2.2.河谷的类型及河流阶地河谷的类型及河流阶地1、河谷类型：构造谷：由地质构造作用形成的河谷。侵蚀谷：由水流侵蚀作用形成的河谷，按其发展阶段又分为三阶段：峡谷，河漫滩河谷，成形河谷。2、河流阶地：高于河漫滩的老漫滩。阶地类型：阶地类型：侵蚀阶地：茎岩裸露，河流不断下切堆积阶地：冲积物厚，下切有限，不见基岩。可分三类：a上迭阶地，b内迭阶地，c嵌入阶地基座阶地：河流切入深部基岩，但有冲积物残留。6.2.3 河岸掏蚀破坏的预防和保护河岸掏蚀破坏的预防和保护1、先要确定掏蚀破坏的阶段方法：现场实测和访问2、防护措施：岸坡工程护坡：如切块堆砌、抛石、挡土墙、防护林。河道工程：以调节流量、流速、改变径流方向：如丁子坝、横墙。G212线会宁太平乡滑坡线会宁太平乡滑坡2004.1.13海石湾海石湾岗子沟公路享堂峡滑坡岗子沟公路享堂峡滑坡2003.106.3.2滑坡的分类滑坡的分类1、按物质 覆盖层滑坡 土层滑坡基岩滑坡 岩层滑坡特殊滑坡按滑体厚度分:浅层0，有推力；E0，无推力；E=0，极限平衡状态。2、影响因素斜坡外形：坡度、林空面、高度、坡面形状岩性：是否有易软化的岩土层构造：节理、裂缝的发育程度，构造破碎带，其倾向与坡向的关系水：地下水，地表水入侵，径流情况地震：激发诱因人为因素:堆载，切坡，滑体开挖降水入渗等6.3.5.滑坡的治理1、治理原则：预防为主，整治为辅2、治理措施;排水：地表排水、地下排水支挡：挡土墙，抗滑桩，错杆加固，挂网喷涂刷方减重（卸载）;下滑体上堆载反压：抗滑体部位改善滑动带的岩土性质，提高抗剪强度指标。6.3.6 崩塌崩塌1、崩塌：陡岭或极斜坡上的巨块石突然崩落或滑落的现象。单块为掉块坠石，群体为崩塌。2、崩塌的形成条件及因素(1)地形：险峻陡峭的山坡是产生崩塌的基本条件。山坡坡度一般大于45，而以5575的居多。(2)岩性：节理发达的块状或层状岩石，如石灰岩、花岗岩、砂岩、页岩等均可形成崩塌。厚层硬岩覆盖在软弱岩层之上的陡壁最易发生崩塌。(3)构造：当各种构造面，如岩层层面、断层面、错动面、节理面等，或软弱夹层倾向临空面且倾角较陡时，往往会构成崩塌的依附面。(4)气候：温差大、降水多、风大风多、冻融作用及干湿变化强烈，容易发生崩塌。(5)渗水：在暴雨或久雨之后，水分沿裂隙渗入岩层，降低了岩石裂隙间的黏聚力和摩擦力，增加了岩体的重量，更加促进崩塌的产生。(6)冲刷；水流冲刷坡脚，削弱了坡体支撑能力，使山坡上部失去稳定。(7)地震：地震会使土石松动，引起大规模的崩塌。(8)人为因素：如在山坡上部增加荷重，大爆破的震动等都可能引起崩塌。修建建筑、公路等开挖边坡过深、过陡，或者由于建筑切割了山坡下部使软弱结构面暴露，都会使边坡上部岩体失去支撑，引起崩塌。2.崩塌的防治崩塌的防治崩塌的治理应以根治为原则，当不能清除或根治时，可采取下列综合措施。(1)遮挡：可修筑明洞、棚洞等遮挡建筑物使线路通过。(2)拦截防御：当建筑物线路工程或线路工程与坡脚有足够距离时，可在坡脚或半坡设置落石平台、落石网、落石槽、拦石堤或挡石墙、拦石网。(3)支撑加固：在危石的下部修筑支柱、支墙。亦可将易崩塌体用锚索、锚杆固定在斜坡稳定的岩石上。(4)镶补勾缝：对岩体中的空洞、裂缝用片石填补、混凝土灌注。(5)护面：对易风化的软弱岩层，可用沥青、砂浆或浆砌片石护面。(6)排水：设排水工程以拦截疏导斜坡地表水和地下水。(7)刷坡；在危石突出的山嘴以及岩层表面风化破碎不稳定的山坡地段，可刷缓山坡。6.4 泥石流泥石流6.4.1泥石流1、泥石流：暴雨期间形成的，并由固体物质所饱和的暂时性山地洪流，由水和土石组成的流体2、分类：水石流型泥石流泥石流型泥石流泥水流泥石流6.4.2泥石流的形成条件1、地形条件:形成区：汇水盆地，碎屑物质，高地区流通区：狭穿通道，有较大的坡降堆积区;地形开阔平缘，易于堆积2、地质条件：固体物质来源3、水文气象条件：充盈又急促的强降水u形成区由条带状向树枝形成区由条带状向树枝状发展。状发展。u流通区在发展过程中相流通区在发展过程中相对稳定。对稳定。u堆积区由于流域内来沙堆积区由于流域内来沙量的增长而不断扩展，进量的增长而不断扩展，进逼下游大河变形。逼下游大河变形。6.4.3 防治措施防治措施1、预防：种植植被，固土减源 上游区开沟导流2、拦载：筑坝消能:拦截坝，溢流坝 中游区排水截石，栏栅、溢洪道3、排导：1）沉淀池 下游区 2）建筑物避让，或预先疏通导流沟6.5 岩溶与土洞6.5.1 岩溶1、岩溶：是地表水或地下水对可溶性岩石溶蚀的结果而产生的一系列地质现象2、岩溶的主要形态：1）地表形态地表形态：溶沟(槽)，石芽、漏斗、溶蚀洼地、坡立谷和溶蚀平原；2）地下形态地下形态：落水洞（井）,溶洞、暗河、天生桥3、岩溶的形成条件：1）岩体：易溶岩石：a、碳酸盐类：石灰岩、白云岩、泥灰岩，b、硫酸盐类：石膏；c、卤素岩：岩盐透水性：可导水的节理裂隙、破碎带初始通道；2）水质 地表水和地下水含有大量侵蚀性二氧化碳；3)水的流动性流动越快，溶蚀性越强，岩溶越发育4、岩溶的发育规律：1)水平发育规律受易溶岩类、分布范围及地域气象条件的控制与影响2）垂直发育规律受地下水的流动状态的控制，分四个带：垂直循环带：包气带、竖向水流、溶蚀漏斗、落水洞季节循环带：过渡带，最高、最低地下水位之间，有竖向水流也有水平方水流。溶洞、洼地、盲洞水平循环带：当地侵蚀基准，溶洞、地下河深部循环带：区域侵蚀基准，流速缓慢，岩溶不发育6.5.2 土洞与潜蚀土洞与潜蚀土洞：土洞：是地表水和地下水对土层的溶蚀和冲刷而产生的空洞，进而发张成地面坍塌的破坏现象土洞的形成条件土洞的形成条件潜蚀作用而成，潜蚀是地下水流在土体中进行溶蚀和冲蚀的作用。形成条件：土体的孔隙、裂隙 土体中的易溶成分 地下水流，临界流速：能启动土颗粒的流速土洞的类型土洞的类型：机械潜蚀的土洞 溶蚀作用的土洞6.5.3岩溶和土洞的工程地质问题岩溶和土洞的工程地质问题1、溶蚀岩石的强度大大降低2、造成基岩面的不均匀起伏3、溶蚀漏斗对地面稳定性的影响4、溶洞和土洞对地基稳定性的影响分布密度和发育情况洞孔埋深抽水降压对顶板的影响6.5.4岩溶和土洞地基的防治岩溶和土洞地基的防治1、挖填2、跨盖3、灌注4、排导5、打桩6.6 地震及其效应地震及其效应1.地震的成因类型形成地震的原因是各种各样的。地震按其成因，可分为天然地震与人为地震两大类型。人为地震所引起的地表振动都较轻微，影响范围也很小，且能做到事先预告及预防，不是所要讨论的对象，以下所讲皆指天然地震。天然地震按其成因可划分为构造地震、火山地震、陷落地震和激发地震。2.地震分布地震并不是均匀分布于地球的各个部分，而是集中于某些特定的条带上或板块边界上。这些地震集中分布的条带称为地震活动带或地震带。3.震源和震中距地壳或地幔中发生地震的地方称为震源。震源在地面上的垂直投影称为震中。震中可以看做地面上振动的中心，震中附近地面振动最大，远离震中地面振动减弱。4.地震波 地震时震源释放的应变能以弹性波的形式向四面八方传播，这就是地震波。地震波使地震具有巨大的破坏力，也使人们得以研究地球内部。地震波包括两种在介质内部传播的体波和两种限于界面附近传播的面波。5.地震震级与地震烈度地震能否使某一地区的建筑物受到破坏，主要取决于地震本身的大小和该区距震中的远近，距震中愈远则受到的振动愈弱，所以需要有衡量地震本身大小和某一地区振动强烈程度的两个尺度，这就是震级和烈度，它们之间有一定联系，但却是两个不同的尺度，不能混淆起来。6、地震效应1）、地震力效应2）、地震破裂效应（1）地震断层 （2）地裂缝3）、地震液化效应4）、地震激发灾害效应 滑坡、坍塌、泥石流等次生灾害6.7 不良地质现象对地基稳定性的影响不良地质现象对地基稳定性的影响6.7.1 6.7.1 地基承载力地基承载力1、地基承载力 两个条件：（1）地基受载后不会产生破坏而丧失稳定 （2）沉降量在允许范围内 2、持力层的选择（1）低层结构（2）持力层的条件：a、承载力高 b、厚度大 c、分布稳定均匀；d、埋深尽可能浅 e、沉降量小6.7.2 岩溶与土洞对地基稳定性的影响岩溶与土洞对地基稳定性的影响1、洞顶稳定性2、基岩面的起伏性3、覆盖层的均匀性与稳定性6.7.3 地震液化与断裂对地基稳定性的影响1、液化层的判别2、断层带的影响（1）全新世活动断裂（2）发震断裂（3）非全新活动断裂（4）地裂：构造性地裂、重力性地裂6.7.4 斜坡岩土体移动对地基稳定性的影响（1）建筑物稳定性（2）整体稳定性6.8 不良地质现象对地下工程选址的影响6.9 不良地质现象对道路选线的影响6.10 不良地质作用对海港建设的影响这三节内容请同学们自学。