不良地質(zhì)現(xiàn)象工程地質(zhì)問(wèn)題

1、關(guān)于不良地質(zhì)現(xiàn)象的工程地質(zhì)問(wèn)題第1頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四7.4.2 泥石流的形成條件 泥石流的形成必須具備有豐富的松散泥石物質(zhì)來(lái)源，山坡陡峻和較大溝谷以及能大量集中水源的地形、地質(zhì)和水文氣象條件。1.地形條件 典型的泥石流的流域可劃分為形成區(qū)、流動(dòng)區(qū)和堆積區(qū)。（1）形成區(qū)（上游） 多為三面環(huán)山，一面出口的半圓形寬闊地段，周圍山坡陡峻，多為3060的陡坡。面積大者可達(dá)數(shù)平方公里至數(shù)十平方公里。坡體往往光禿破碎，無(wú)植被第2頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四覆蓋。斜坡常被沖溝切割，且有崩塌，滑坡發(fā)育。這樣的地形條件，有利于匯集周圍山坡上的水

2、流和固體物質(zhì)。（2）流通區(qū)（中游） 泥石流流通區(qū)是泥石流搬運(yùn)通過(guò)地段。多為狹窄而深切的峽谷或沖溝，谷壁陡峻而坡降較大，且多陡坎和跌水。泥石流進(jìn)入本區(qū)后具有極強(qiáng)的沖刷能力，將溝床和溝壁上的土石沖刷下來(lái)攜走。當(dāng)流通區(qū)縱坡陡長(zhǎng)而順直時(shí)，泥石流流動(dòng)暢通，可直瀉而下，造成很大危害。反之。則由于易堵塞停積或改道，削弱了能量。第3頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四（3）堆積區(qū)（下游） 泥石流堆積區(qū)是為泥石流物質(zhì)的停積場(chǎng)所，一般位于山口外或山間盆地邊緣、地形較平緩之地。由于地形豁然開(kāi)闊平坦，泥石流的動(dòng)能急劇變小，最終停積下來(lái)，形成扇形、錐形或帶形的堆積體，沖積洪積扇。當(dāng)洪積扇穩(wěn)定而不再

3、擴(kuò)展時(shí)，泥石流對(duì)其破壞力減緩而至消失。第4頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四2.地質(zhì)條件 凡是泥石流發(fā)育的地方，都是巖性軟弱，風(fēng)化強(qiáng)烈，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，褶皺、斷裂發(fā)育，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，地展頻繁的地區(qū)。由于這些原因，導(dǎo)致巖層破碎，崩塌、滑坡等各種不良地質(zhì)現(xiàn)象普通發(fā)育，為形成泥石流提供了豐富的固體物質(zhì)來(lái)源。我國(guó)的一些著名的泥石流溝群，如云南東川、四川西昌、甘肅武都和西藏東南部山區(qū)大都是沿著構(gòu)造斷裂帶分布的。第5頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四3.水文氣象條件（1）短時(shí)間內(nèi)突然性的大量流水：強(qiáng)度較大的暴雨；冰川、積雪的強(qiáng)烈消融；冰川湖、高山湖、水庫(kù)等的

4、突然潰決；（2）水的作用：浸潤(rùn)飽和山坡松散物質(zhì)，使其摩阻力減小，滑動(dòng)力增大，以及水流對(duì)松散物質(zhì)的側(cè)蝕掏空作用。 上述條件概括起來(lái)為：（1）有陡峻便于集水、集物的地形；（2）有豐富的松散物質(zhì)；（3）短時(shí)間內(nèi)有大量水的來(lái)源。此三者缺一便不能形成泥石流。第6頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四7.4.3 泥石流的防治措施 防治泥石流的原則是以防為主，兼設(shè)工程措施。泥石流的防治措施有:（1）預(yù)防：在上游匯水區(qū)，做好水土保持工作。主要措施為封山育林、植樹(shù)種草、修筑梯田、修筑地表排水系統(tǒng)和支擋工程等措施；（2）攔截：在中游流通區(qū)設(shè)置攔截構(gòu)筑物，以阻擋泥石流挾帶的物質(zhì)。用改變溝床坡降降

5、低流速的方法，防止溝床下切；（3）排導(dǎo)：在泥石流的下游設(shè)置排導(dǎo)措施使泥石流順利排出。第7頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四第8頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四第9頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四第10頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四第11頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四7.5 巖溶與土洞7.5.1 巖溶巖溶（Karst）：可溶性巖石以被水溶解為主的化學(xué)溶蝕作用，并伴隨以機(jī)械作用而形成溝槽、裂隙、洞穴，以及由于洞頂塌落而使地表產(chǎn)生陷穴等一系列現(xiàn)象和作用的總稱。 1.巖溶

6、及其主要形態(tài) 巖溶形態(tài)是可溶巖被溶蝕過(guò)程中的地質(zhì)表現(xiàn)?？煞譃榈乇韼r溶形態(tài)和地下巖溶形態(tài)。地表巖溶形態(tài)有溶溝(槽)、石芽、漏斗、溶蝕洼地、坡立谷、溶蝕平原等；地下巖溶形態(tài)有落水洞(井）、溶洞、暗河、天生橋等。第12頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四 各種巖溶形態(tài)示意剖面圖第13頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四第14頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四溶溝間突起的石脊第15頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四 巖溶漏斗是由地面凹坑匯集的地表水沿垂直裂隙下滲，溶蝕擴(kuò)展發(fā)育而成的漏斗狀凹地。 第16頁(yè)，共75

7、頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四 由于石灰?guī)r的溶蝕或溶洞小幅度的陷落，在地表形成近圓形、橢圓形的負(fù)向地貌單元，溶蝕洼地一般地形平坦、開(kāi)闊。 第17頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四 坡立谷是一種大型的封閉洼地，也稱溶蝕盆地。面積由幾平方公里到數(shù)百平方公里，坡立谷再發(fā)展而成溶蝕平原。 第18頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四 溶洞是由地下水長(zhǎng)期溶蝕、沖刷相塌陷作用而形成的近于水平方向發(fā)育的巖溶形態(tài)。 第19頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四 地下水從洞內(nèi)滲出時(shí)，滯留在洞頂上的小水滴中的CaCO3逐漸沉積并向下

8、伸展懸掛，形似鐘乳，稱為石鐘乳。第20頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四 石筍是從洞頂?shù)温湎聛?lái)的水濺到洞底，其中CaCO3逐漸沉積形成的，它形似竹筍，稱石筍。第21頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四石鐘乳和石筍各自向相對(duì)方向伸展，最后連結(jié)起來(lái)，成為石柱。第22頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四 天生橋是溶洞或暗河洞道塌陷直達(dá)地表而局部洞道頂板不發(fā)生塌陷，形成的一個(gè)橫跨水流的石橋。 第23頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四2.巖溶的形成條件 巖溶的發(fā)生與發(fā)展，受多種因素的影響?？偟膩?lái)說(shuō)，巖溶發(fā)育的基本

9、條件有： 巖石的可溶性和透水性，水的溶蝕性和流動(dòng)性 前者是產(chǎn)生的內(nèi)在因素，后者是巖溶發(fā)生的外部動(dòng)力。(1)巖石的可溶性 巖溶的發(fā)育必須有可溶性巖石的存在。根據(jù)巖石的溶解度，能造成巖溶的巖石可分三大組:碳酸鹽類巖石，如石灰?guī)r、白云巖和泥灰?guī)r；硫酸巖類巖石，如石膏和硬石膏；鹵素巖，如巖鹽第24頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四（2）巖石的透水性 巖溶要發(fā)展，巖石必須具有透水性。一般在斷層破碎帶、裂隙密集帶和褶皺軸部附近，因?yàn)閹r石裂隙發(fā)育且連通性好，有利于地下水的運(yùn)動(dòng)，從而促進(jìn)了巖溶的發(fā)育，并且往往沿此方向發(fā)育著溶洞、地下河等。 另外，在地表附近，由于風(fēng)化裂隙增多，所以巖溶一

10、般比深部發(fā)育。（3）水的溶蝕性 水對(duì)碳酸鹽類巖石的溶解能力，主要取決于水中侵蝕性CO2的含量。水中侵蝕性CO2的含量越多，水的溶蝕能力也越強(qiáng)。第25頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四（4）水的流動(dòng)性 水的流動(dòng)性反映了水在可溶巖層中的循環(huán)交替程度。只有水循環(huán)交替條件好，水的流動(dòng)速度快，才能將溶解物質(zhì)帶走，同時(shí)又促使含有大量CO2的水，源源不斷地得到補(bǔ)充，則巖溶發(fā)育速度就快。反之，巖溶發(fā)育就慢，甚至處于停滯狀態(tài)。3.巖溶的垂直分帶 在巖溶地區(qū)地下水流動(dòng)有垂直分帶現(xiàn)象，因而所形成的巖溶也有垂直分帶的特征。第26頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四（1）包

11、氣帶(垂直循環(huán)帶)及其喀斯特作用 該帶范圍在地面之下至豐水期潛水面之間，平時(shí)干涸，降雨或冰雪融化時(shí)才有水流，流態(tài)為垂直向下運(yùn)動(dòng)。該帶厚度在地殼強(qiáng)烈上升區(qū)較大，如我國(guó)桂西北及貴州高原地區(qū)厚達(dá)數(shù)百米至千米。這里以垂直性喀斯特為主，多發(fā)育出垂直性落水洞、管道、溶隙等。 （2）季節(jié)變動(dòng)帶(過(guò)渡帶)及其喀斯特作用 季節(jié)變動(dòng)帶位于包氣帶之下，在豐水期與枯水期潛水面之間，是上部包氣帶與下部飽水帶之間的過(guò)渡帶。水流流態(tài)隨季節(jié)而變化：豐水期地第27頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四下水位上升，水流作水平方向流動(dòng)；枯水期地下水位下降，水流作垂直方向流動(dòng)。所以喀斯特作用有時(shí)是垂直的，有時(shí)是水

12、平的。造成的地貌有落水洞及水平溶洞等。（3）飽水帶及其喀斯特作用 位于最低地下水位之下，常年充滿著水，地下水作水平流動(dòng)或往河谷排泄。因而本帶形成水平的通道，稱為溶洞。如溶洞中有水流，則稱為地下暗河。但是往河谷底向上排泄的巖溶水，具有承壓性質(zhì)。因而巖溶通道常常呈放射狀分布。目前世界上許多大型而著名的水平溶洞都產(chǎn)生在該帶。第28頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四（4）深循環(huán)帶 本帶內(nèi)地下水的流動(dòng)方向取決于地質(zhì)構(gòu)造和深循環(huán)水。由于地下水很深，它不向河底流動(dòng)而排泄到遠(yuǎn)處。這一帶中水的交替強(qiáng)度極小，巖溶發(fā)育速度與程度很小，但可在很長(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)期中緩慢地形成巖溶現(xiàn)象，這種巖溶形態(tài)一般

13、為蜂窩狀小洞，或稱溶孔。第29頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四7.5.2 土洞 土洞：巖溶地層上覆蓋的土層被地表水沖蝕或地下水潛蝕所形成的洞穴。進(jìn)一步發(fā)育形成地表塌陷。 1. 土洞的形成 土洞的形成主要是潛蝕作用導(dǎo)致的。潛蝕是指地下水流在土體中進(jìn)行溶蝕和沖刷的作用。 如果土體內(nèi)不含有可溶成分，則地下水流僅將細(xì)小顆粒從大顆粒間的孔隙中帶走，這種現(xiàn)象我們稱之為機(jī)械潛蝕。其實(shí)機(jī)械潛蝕也是沖刷作用之一，所不同者是它發(fā)生于土體內(nèi)部，因而也稱內(nèi)部沖刷。第30頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四 如果土體內(nèi)含有可溶成分，例如黃土，含碳酸鹽、硫酸鹽或氯化物的砂質(zhì)

14、土和粘質(zhì)土等，地下水流先將土中可溶成分溶解，而后將細(xì)小顆粒從大顆粒間的孔隙中帶走，因而這種具有溶濾作用的潛蝕稱之為溶濾潛蝕。溶濾潛蝕主要是因溶解土中可溶物而使土中顆粒間的聯(lián)結(jié)性減弱和破壞，使顆粒分離和散開(kāi)，為機(jī)械潛蝕創(chuàng)造條件。2. 土洞的類型 土洞可以分為由地表水下滲發(fā)生機(jī)械潛蝕作用形成的土洞和巖溶水流潛蝕作用形成的土洞。第31頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四由地表水下滲發(fā)生機(jī)械潛蝕作用形成的土洞這種土洞的主要形成因素有三點(diǎn)： (1)土層的性質(zhì)：土層的性質(zhì)是造成土洞發(fā)育的根據(jù)。最易發(fā)育成土洞的土層性質(zhì)和條件是含碎石的亞砂土層內(nèi)。這樣給地表水有向下滲入到碎石亞砂土層中，

15、造成潛蝕的良好條件。 (2)土層底部必須有排泄水流和土粒的良好通道；在這種情況下，可使水流挾帶土粒向底部排泄和流失。上部復(fù)蓋有土層的巖溶地區(qū)，土層底部巖溶發(fā)育是造成水流和土粒排泄的最好通道。在這些地區(qū)土洞發(fā)育一般較為劇烈。 (3)地表水流能直接滲入土層中：地表水滲入土層內(nèi)有三種方式：第一種是利用土中孔隙滲入；第二種是沿土中的裂隙滲入；第三種是沿一些洞穴或管道流入。其中以第二種滲入水流造成土洞發(fā)育的最主要方式。第32頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四由由巖溶水流潛蝕作用形成的土洞 這類土洞與巖溶水由水力聯(lián)系，塌分布于巖溶地區(qū)基巖面與上覆土層（一般是飽水的松軟土層）接觸處。

16、當(dāng)?shù)叵滤趲r溶的基巖表面附近活動(dòng)時(shí)，水位升降可使軟土層軟化，地下水的流動(dòng)能在土層中產(chǎn)生潛蝕和沖刷將軟土層中的顆粒帶走，于是在基巖表面處被沖刷成洞穴，從而形成土洞。隨著土洞的繼續(xù)擴(kuò)大，導(dǎo)致頂板不能負(fù)擔(dān)上部壓力時(shí)，地表就發(fā)生塌陷。此類土洞發(fā)育的快慢取決于：第33頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四(1)基巖面上覆土層性質(zhì) 如為軟土或高含水量的稀泥則基巖面上容易被水流潛蝕和沖刷，如果基巖面上土層為不透水的和很堅(jiān)硬的粘土層，則土洞發(fā)育緩慢；（2）地下水的活動(dòng)強(qiáng)度 水位變化大，容易產(chǎn)生土洞。地下水位以下的土洞發(fā)育速度較快，多為上面小，下面大形狀。當(dāng)?shù)叵滤疄樵谕翆右韵聲r(shí)，土洞發(fā)育多為

17、滲入水的作用，發(fā)育緩慢，多呈豎井狀。（3）基巖面附近巖溶和裂隙發(fā)育程度 當(dāng)基巖面與土層接觸面附近，如裂隙和溶洞溶溝溶槽等巖溶現(xiàn)象發(fā)育較好時(shí)，則地下水活動(dòng)加強(qiáng)，造成潛蝕的有利條件，土洞一般發(fā)育較快。第34頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四7.5.3 巖溶與土洞的工程地質(zhì)問(wèn)題 巖溶和土洞地區(qū)對(duì)建筑物穩(wěn)定性和安全性有很大影響。1.溶蝕巖石的強(qiáng)度大為降低。巖溶水在可溶巖體中溶蝕，可使巖體發(fā)生孔洞（最常見(jiàn)的是巖體中有溶孔或小洞），結(jié)構(gòu)松散，從而降低巖石強(qiáng)度和增大透水性能。2.造成基巖面不均勻起伏。因石芽、溶溝溶槽的存在，使地表基巖參差不整、起伏不均勻。這就造成了地基的不均勻性以及

18、交通的難行。因而，如利用石芽或溶溝發(fā)育的地區(qū)作為地基，則必須作出處理。第35頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四3. 漏斗對(duì)地面穩(wěn)定性的影響。漏斗是在包氣帶中與地表接近部位所發(fā)生的巖溶現(xiàn)象。當(dāng)漏洞是由于土洞或溶洞頂板的塌落而形成的，塌落的巖塊堆于洞穴底部成一漏斗狀洼地。這類漏斗因其塌落的突然性，使地表建筑物的安全受到威脅。4.溶洞對(duì)地基穩(wěn)定性的影響 溶洞對(duì)地基穩(wěn)定性應(yīng)考慮如下三個(gè)問(wèn)題： （1）溶洞分布密度和發(fā)育情況 一般認(rèn)為，對(duì)于溶洞分布密度大，且溶洞發(fā)育處在地下水交替最活躍的循環(huán)帶內(nèi)，則洞徑較第36頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四大、頂板薄、裂

19、隙發(fā)育，此地不宜選擇為建筑場(chǎng)地和地基。若溶洞是早期形成的，已被第四紀(jì)沉積物所充填，并證實(shí)已不再活動(dòng)?？筛鶕?jù)洞的頂板承壓性能，決定其作為地基。此外，石膏或巖鹽溶洞地區(qū)不宜選擇作為天然地基。 (2)溶洞或土洞的埋深對(duì)地基穩(wěn)定性影響 一般認(rèn)為，溶洞特別是土洞如埋置很淺，則溶洞的頂板可能不穩(wěn)定，甚至?xí)l(fā)生地表塌落。如若洞頂板厚度H大于溶洞最大寬度的1.5倍時(shí)，而同時(shí)溶洞頂板巖石比較完整、裂隙較少，巖石也較堅(jiān)硬，則該溶洞頂板作為一般地基是安全的。第37頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四如若溶洞頂板巖石裂隙較多，巖石較為破碎，則上覆巖層的厚度如能大于溶洞最大寬度的三倍時(shí)，則溶洞的埋

20、深是安全的。 上述評(píng)定是對(duì)溶洞和一般建(構(gòu))筑物的地基而言，不適用于土洞、重大建（構(gòu))筑物和震動(dòng)基礎(chǔ)。對(duì)于這些地質(zhì)條件和特殊建筑物基礎(chǔ)所必須的穩(wěn)定土洞或溶洞頂板的厚度，須進(jìn)行地質(zhì)分析和力學(xué)驗(yàn)算，以確定頂板的穩(wěn)定性。 (3)抽水對(duì)土洞和溶洞頂板穩(wěn)定的影響 一般認(rèn)為，在有溶洞或土洞的場(chǎng)地，特別是土洞大片分布，如果進(jìn)行地下水的抽取，由于地下第38頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四水位大幅度下降，使保持多年的水位均衡遭到急劇破壞，大大地減弱了地下水對(duì)土層的浮托力。再者，由于抽水時(shí)加大了地下水的循環(huán)，動(dòng)水壓力會(huì)破壞一些土洞頂板的平衡，因而引起了一些土洞頂板的破壞和地表塌陷。一些土

21、洞頂板塌落又引起土層震動(dòng)，或加大地下水的動(dòng)水壓力，結(jié)果震波或動(dòng)水壓力傳播于近處的土洞，又促使附近一些土洞頂板破壞，以致地表塌陷危及地面的建(構(gòu))筑物的安全。第39頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四7.5.4 巖溶與土洞地基的防治 在進(jìn)行建(構(gòu))筑物布置時(shí)，應(yīng)先將巖溶和土洞的位置勘察清楚，然后針對(duì)實(shí)際情況做出相應(yīng)的防治措施。 當(dāng)建(構(gòu))筑物的位置可以移位時(shí)，為了減少工程量和確保建(構(gòu))筑物的安全，應(yīng)首先設(shè)法避開(kāi)有威脅的巖溶和土洞區(qū)，實(shí)在不能避開(kāi)時(shí)，再考慮處理方案。 (1)挖填：即挖除溶洞或土洞中的軟弱充填物，回填以碎石、塊石或混凝土等，并分層夯實(shí)，以達(dá)到改良地基的效果。對(duì)

22、于土洞回填的碎石上設(shè)置反濾層，以防止浴蝕發(fā)生。第40頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四 (2)跨蓋：當(dāng)洞埋藏較深或洞頂板不穩(wěn)定時(shí)，可采用跨蓋方案。如采用長(zhǎng)梁式基礎(chǔ)或衍架式基礎(chǔ)或剛性大平板等方案跨越。但梁板的支承點(diǎn)必須放置在較完整的巖石上或可靠的持力層上，并注意其承載能力和穩(wěn)定性。 (3)灌注：對(duì)于溶洞或土洞，因埋藏較深，不可能采用挖填和跨蓋方法處理時(shí)，溶洞可采用水泥或水泥粘土混合灌漿于巖溶裂隙中；對(duì)于土洞，可在洞體范圍內(nèi)的頂板打孔灌砂或砂礫，應(yīng)注意灌滿和密實(shí)。第41頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四 (4)排導(dǎo)：洞中水的活動(dòng)可使洞壁和洞頂溶蝕、沖

23、刷或潛蝕，造成裂隙和洞體擴(kuò)大，或洞頂坍塌。因面對(duì)自然降雨和生產(chǎn)用水應(yīng)防止下滲，采用截排水措施，將水引導(dǎo)至他處排泄。 (5)打樁：對(duì)于土洞埋深較大時(shí)，可用樁基處理，如采用混凝土樁、木樁、砂樁或爆破樁等。其目的除提高支承能力外，并有靠樁來(lái)擠壓擠緊土層和改變地下水滲流條件的功效。第42頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四7.6 地震及其效應(yīng)7.6.1 地震的概念 地震是由于地球的內(nèi)力作用而產(chǎn)生的一種地殼震動(dòng)現(xiàn)象。地震主要發(fā)生在近代造山運(yùn)動(dòng)區(qū)和地球的大斷裂帶上。例如我國(guó)的臺(tái)灣省，云南、西藏的邊境一部分。在我國(guó)的內(nèi)陸地區(qū)，地震主要發(fā)生在構(gòu)造活動(dòng)較強(qiáng)的褶皺帶與較穩(wěn)定的地塊的相接觸地帶

24、上。 第43頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四第44頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四第45頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四第46頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四1.震源和震中 震源是指地球深處因巖石破裂產(chǎn)生地殼振動(dòng)的發(fā)源地。震源正對(duì)著的地面位置稱為震中，它是震源在地表的垂直投影。震源與地面的垂直距離稱震源深度，震源深度在70km以內(nèi)的稱淺源地震；70300km范圍內(nèi)的稱為中源地震；300700km范圍內(nèi)的稱為深源地震。第47頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四2.地震的一

25、般特點(diǎn) 在地震的時(shí)候，通常地面的震動(dòng)在短時(shí)間內(nèi)不斷震動(dòng)，接著便發(fā)生劇烈震動(dòng)，經(jīng)過(guò)短時(shí)間以后逐漸消失，在大地震時(shí)象這樣一系列的振動(dòng)要反復(fù)發(fā)生若干次。其中最初發(fā)生的小震動(dòng)稱為前震，前震之后為主震，主震之后為余震。余震是成群的，最初發(fā)生的頻度（單位時(shí)間內(nèi)震動(dòng)的次數(shù)）很高，往后逐漸衰減，持續(xù)衰減長(zhǎng)短不一。有的大地震之后余震很少；有的則很多，持續(xù)數(shù)月乃至數(shù)年之久還有小地震發(fā)生。 第48頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四7.6.2 地震的成因 地震按其成因，可以分為四類：構(gòu)造地震、火山地震、陷落地震和人工觸發(fā)地震。 構(gòu)造地震是由于地殼運(yùn)動(dòng)而引起的地震。特點(diǎn)是傳播范圍廣，振動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)面

26、且強(qiáng)烈，往往造成突然性和災(zāi)害性。世界上有90的地震屬于構(gòu)造地震； 火山地震是由于火山活動(dòng)而引起的地震。它的影響范圍不大，強(qiáng)度也不大、地震前有火山發(fā)作為預(yù)兆?；鹕降卣鹫际澜缈偟卣鸫螖?shù)7左右；第49頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四 陷落地震是出于山崩或地面陷落而引起的地震。影響范圍很小。一般不超過(guò)幾平方公里，強(qiáng)度也微弱。這種地震次數(shù)很少，占世界總地震次數(shù)3左右； 人工觸發(fā)地震: 由于人類工程活動(dòng)而觸發(fā)的地震。例如修水庫(kù)或人工向地下大量灌水，這樣使地下巖層增大負(fù)荷，如果地下有大斷裂或構(gòu)造破碎帶存在，就促使該處巖層變形，就易觸發(fā)地震。人工觸發(fā)地震特點(diǎn)是：一般小震多，震動(dòng)次數(shù)多

27、，最大的震級(jí)不超過(guò)6.5級(jí)。震中位置發(fā)生在離蓄水處近，一般1020km范圍內(nèi)，震源深度較淺。如廣東新豐江水庫(kù)蓄水后曾發(fā)生6.1級(jí)地震。第50頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四7.6.3 地震波及其傳播 地震時(shí)，震源釋放的能量以波動(dòng)的形式向四面八方傳播，這種波稱為地震波。地震波是一種彈性波，它具有振幅和周期。在地面上將會(huì)出現(xiàn)距離震中愈遠(yuǎn)，震動(dòng)強(qiáng)度愈小的等震線。體波橫波縱波面波瑞雷波勒夫波第51頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四 地震波在地殼內(nèi)部傳播時(shí)的波稱為體波。其中縱波是由介質(zhì)的擴(kuò)張和收縮而傳播，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向與傳播方向一致?？v波既能在固體介質(zhì)中

28、傳播，也能在液體或氣體介質(zhì)中傳播；而橫波中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與傳播方向垂直，各質(zhì)點(diǎn)間發(fā)生周期性剪切振動(dòng)，只能在固體介質(zhì)中傳播。 面波是體波達(dá)到界面后激發(fā)的次生波，只是沿著地球表面或地球內(nèi)部的邊界傳播。其中瑞利波在地面上滾動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)在平行于波的傳播方向的垂直平面內(nèi)作橢圓運(yùn)動(dòng)，長(zhǎng)軸垂直地面；勒夫波在地面上作蛇形運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)在水平面內(nèi)垂直于波的傳播方向作水平振動(dòng)。第52頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四 一個(gè)地震波記錄圖或地震譜最先記錄的總是速度最快、振幅最小、周期最短的縱波，然后是橫波，最后到達(dá)的是速度最慢、振幅最大、周期最長(zhǎng)的面波。面波對(duì)地表的破壞力最大，自地表向下迅速減弱。面波還

29、可區(qū)分出先到達(dá)的勒夫波和后達(dá)到的瑞利波。 一般情況下，橫波和面波到達(dá)時(shí)振動(dòng)最強(qiáng)烈。建筑物破壞通常是由橫波和面波造成的。第53頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四7.6.4 震級(jí)與地震烈度 震級(jí)和地震烈度是衡量地震本身大小和某一地區(qū)振動(dòng)強(qiáng)烈程度的兩個(gè)尺度。 1.震級(jí) 地震震級(jí)是表示地震本身大小的尺度，由地震所釋放出來(lái)的能量大小所決定的。我國(guó)目前使用的震級(jí)標(biāo)準(zhǔn),是國(guó)際上通用的里氏分級(jí)表,共分9個(gè)等級(jí)。震級(jí)相差1.0級(jí),能量相差大約30倍。 小于3級(jí) 弱震大于或等于3級(jí)、小于或等于4.5級(jí) 有感地震大于4.5級(jí)、小于6級(jí) 中強(qiáng)震大于或等于6級(jí) 強(qiáng)震 其中震級(jí)大于或等于8級(jí)的又稱

30、為巨大地震。 第54頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四2.地震烈度 地震烈度是指某一地區(qū)的地面和各種建筑物遭受地震影響的強(qiáng)烈程度。它主要是根據(jù)地震時(shí)地面建筑物受破壞的程度、地震現(xiàn)象、人的感覺(jué)等等來(lái)劃分制訂的。我國(guó)和世界上大多數(shù)國(guó)家都是把烈度分為12度。 地震烈度在度以下的地區(qū)，具有一般安全系數(shù)的建筑物是足夠穩(wěn)定的，不會(huì)引起破壞。地震烈度達(dá)到度的地區(qū)，般建筑物是不采取加固措施，但要注意地震可能造成的影響。地震烈度達(dá)度的地區(qū)，會(huì)引起建筑第55頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四物的損壞，必須采取一系列防震措施來(lái)保證建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。度以上的地震區(qū)

31、有很大的災(zāi)害，選擇建筑物場(chǎng)地時(shí)應(yīng)予避開(kāi)。 3.震級(jí)與地震烈度的關(guān)系 震級(jí)與地震烈度既有區(qū)別，又相互聯(lián)系。一次地震，只有一個(gè)震級(jí)，但在不同的地區(qū)烈度大小是不一樣的。震級(jí)是說(shuō)這次地震大小的量級(jí)。而烈度是說(shuō)該地的破壞程度。在在淺源地震（震源深度1030km）中，震級(jí)和震中烈度（即最大烈度）的關(guān)系，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)大致如下：第56頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四 地震烈度的本身又可分為基本烈度、建筑場(chǎng)地烈度和設(shè)計(jì)烈度。 基本烈度是指代表個(gè)地區(qū)的最大地震烈度； 建筑場(chǎng)地烈度是指建筑場(chǎng)地內(nèi)因地質(zhì)條件、地貌地形條件和水文地質(zhì)條件的不同而引起基本烈度的降低或提高的烈度，一般來(lái)說(shuō)，建筑場(chǎng)地烈度

32、比基本烈度提高或降低半度至一度； 設(shè)計(jì)烈度是指抗震設(shè)計(jì)所采用的烈度，它是根據(jù)建筑物的重要性、永久性、抗震性以及工程的經(jīng)濟(jì)性等條件對(duì)基本烈度的調(diào)整。第57頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四7.6.5 地震效應(yīng) 地震區(qū)對(duì)場(chǎng)地的地震效應(yīng)有；地震力效應(yīng)、地震破裂效應(yīng)、地震液化效應(yīng)和地震激發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的效應(yīng)等。1.地震力效應(yīng) 地震力是由地震波直接產(chǎn)生的慣性力。它作用于建筑物能使建筑物變形和破壞。地震力的大小決定于地震波在傳播過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)簡(jiǎn)諧振動(dòng)所引起的加速度。 第58頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四 地震力對(duì)地表建筑的作用可分為垂直方向和水平方向兩個(gè)振動(dòng)力。

33、豎直力使建筑物上下顛簸；水平力使建筑物受到剪切作用，產(chǎn)生水平扭動(dòng)或拉、擠。兩種力同時(shí)存在、共同作用，但水平力危害較大，地震對(duì)建筑物的破壞，主要是由地面強(qiáng)烈的水平晃動(dòng)造成的，垂直力破壞作用居次要地位。因此，在工程設(shè)計(jì)中，通常主要考慮水平方向地震力的作用。第59頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四 地震時(shí)，從震源發(fā)出的地震波，在土層中傳播時(shí)，經(jīng)過(guò)不同性質(zhì)界面的多次反射，將出現(xiàn)不同周期的地震波。若某一周期的地震波與地基土層固有周期相近，由于共振作用，這種地震波的振幅將得到放大，此周期稱為卓越周期。卓越周期是按地震記錄統(tǒng)計(jì)的，即根據(jù)一定時(shí)間間隔內(nèi)不同周期地震波的頻數(shù)作出頻數(shù)周期曲

34、線，如果某一周期的振動(dòng)出現(xiàn)最多，該周期就是卓越周期。 第60頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四2. 地震破裂效應(yīng) 地震以作用力的方式作用于巖石，當(dāng)作用力超過(guò)了巖石的強(qiáng)度時(shí)，巖石就要發(fā)生突然破裂和位移，形成斷層和地裂縫，引發(fā)建筑物變形和破壞，這種現(xiàn)象叫做地震破裂效應(yīng)。（1）地震斷層 地震的強(qiáng)度越大，發(fā)生地震斷層的可能性越大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)震級(jí)7的地震，則可能出現(xiàn)地震斷層；當(dāng)震級(jí)8時(shí)，地震斷層就100的出現(xiàn)。震級(jí)7，地震斷層出現(xiàn)的可能性極少。從震級(jí)與地震斷層的關(guān)系來(lái)看：在震級(jí)8的極震區(qū)，可出現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)300km的地震斷層；而震級(jí)6.77.1的極震區(qū)，地震斷層長(zhǎng)度則減至數(shù)公里。第61

35、頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四（2）地裂縫 地震地裂縫是因地震產(chǎn)生的構(gòu)造應(yīng)力作用而使巖土層產(chǎn)生破裂的現(xiàn)象，是地震區(qū)一種常見(jiàn)的地震效應(yīng)現(xiàn)象。 地裂縫的成因有兩方面：一是與構(gòu)造活動(dòng)有關(guān)，與其下或鄰近的活動(dòng)斷裂帶的變形有關(guān)；另一個(gè)原因是地震時(shí)震波傳播，產(chǎn)生的地震力而使者土層開(kāi)裂。第62頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四第63頁(yè)，共75頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)45分，星期四3. 地震液化效應(yīng) 干的松散粉細(xì)砂土受到震動(dòng)時(shí)有變得更為緊密的趨勢(shì)，但當(dāng)粉細(xì)砂土層飽和時(shí)，即孔隙全部為水充填時(shí)，振動(dòng)使得飽和砂土中的孔隙水壓力驟然上升，而在地震過(guò)程的短暫時(shí)間內(nèi)，驟然上升的孔隙水壓力來(lái)不及消散，這就使原來(lái)由砂粒通過(guò)其接觸點(diǎn)所傳遞的壓力(稱有效壓力)減小。當(dāng)有效壓力完全消失時(shí)，砂土層會(huì)完全喪失抗剪強(qiáng)度和承載能力，變成象液體一樣的狀態(tài)，這就是通常所稱的砂土