土木工程地質學-教學課件-第七章：常見的地質災害

第七章常見地質災害自然地質災害

內動力地質作用引起的火山爆發(fā)、地震外動力地質作用引起的滑坡、崩塌、泥石流巖溶、風沙、凍土人為地質災害人工邊坡滑動、水庫誘發(fā)地震、地面沉降第七章常見地質災害自然地質災害1邊坡穩(wěn)定性分析按邊坡形成劃分：天然邊坡人工邊坡按組成物質劃分：土質邊坡巖質邊坡三峽工程船閘邊坡邊坡穩(wěn)定性分析三峽工程船閘邊坡2邊坡破壞類型：松弛張裂邊坡破壞類型：松弛張裂32、崩塌崩塌形成機理示意圖崩塌形成條件:地形>450脆性巖石或上硬下軟高陡裂隙2、崩塌崩塌形成機理示意圖崩塌形成條件:4湖北遠安鹽池河磷礦崩塌湖北遠安鹽池河磷礦崩塌5長江西陵峽鏈子崖卸荷裂隙長江西陵峽鏈子崖卸荷裂隙63、傾倒3、傾倒74、深層蠕動1－石灰?guī)r2－泥化的頁巖4、深層蠕動1－石灰?guī)r2－泥化的頁巖85、滑坡香港山體滑坡湖北省巴東縣滑坡5、滑坡香港山體滑坡湖北省巴東縣滑坡9

滑坡要素:滑坡要素:10滑坡周界四川云陽雞筏子滑坡滑坡周界四川云陽雞筏子滑坡11土木工程地質學-教學課件-第七章：常見的地質災害12滑坡分類按滑動面與巖土體的關系分：均質滑坡順層滑坡切層滑坡滑坡分類均質滑坡順層滑坡切層滑坡13推移式滑坡平移式滑坡牽引式滑坡按滑坡的動力學特征分：推移式滑坡平移式滑坡牽引式滑坡按滑坡的動力學特征分：14按滑坡體厚度分：淺層滑坡： <5m中層滑坡：5～20m深層滑坡： 20~50m極深層滑坡： >50m按滑坡的巖土類型分：堆積層滑坡黃土滑坡粘土滑坡巖層滑坡按滑坡體厚度分：按滑坡的15影響滑坡穩(wěn)定性的因素內因邊坡巖土體性質地質構造巖體結構地應力外因地表水和地下水地震風化作用人工開挖、爆破影響滑坡穩(wěn)定性的因素內因外因16滑坡的識別據(jù)地貌特征：

圈椅型地貌,雙溝同源現(xiàn)象河床凹岸反向河中突出,樹木歪倒滑坡的識別據(jù)地貌特征：17據(jù)巖性條件：

軟弱巖層如頁巖、泥巖、千枚巖和坡洪積松散堆積層、黃土等，易發(fā)生滑坡。

而脆性巖層如石灰?guī)r、花崗巖等，易發(fā)生崩塌。

據(jù)構造條件：

斷層、褶皺發(fā)育地區(qū)，新構造運動強烈地區(qū)易發(fā)生邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象。據(jù)巖性條件：

軟弱巖層如頁巖、泥巖、千枚巖和坡洪積松散堆18據(jù)水文地質現(xiàn)象：

山坡腳泉水較多，地表潮濕。

據(jù)邊坡變形跡象：

山體裂縫，巖土體擾動、松散。據(jù)水文地質現(xiàn)象：

山坡腳泉水較多，地表潮濕。

19滑坡穩(wěn)定分析方法地質分析法極限平衡分析法赤平投影圖解分析法有限單元法工程地質類比法滑坡穩(wěn)定分析方法地質分析法20防治邊坡變形破壞的工程措施防滲與排水防治邊坡變形破壞的工程措施防滲與排水21土木工程地質學-教學課件-第七章：常見的地質災害222、削坡減載2、削坡減載233、支擋加固3、支擋加固24泥石流(mudflow)一種突然暴發(fā)的含有大量泥沙石塊的特殊洪流。主要發(fā)生在地形陡峻的山區(qū)。具區(qū)域性和間歇性特點。泥石流(mudflow)一種突然暴發(fā)的含有大量泥沙石25泥石流的形成條件：地形條件上游三面環(huán)山，一面出口.中游為狹窄陡峻的深谷.下游開闊平坦.地質條件巖性破碎,地質構造復雜.水文氣象條件暴雨,冰雪消融.泥石流的形成條件：26我國地震帶和泥石流的分布我國地震帶和泥石流的分布27泥石流的防治原則方案I問題:平面線型較差,溝口兩側易滑坡.方案II問題:堆積扇逐年向下延伸,路基遭水毀.方案III問題:需架兩座橋,造價高.方案IV問題:難以克服排導溝逐年淤積.泥石流的防治原則方案I問題:28泥石流的防治措施:水土保持跨越：采用橋涵、過水路面、渡槽等。攔截：修筑攔擋壩等。排導：采用排導溝、急流槽、導流堤。泥石流的防治措施:29地下水的地質作用

潛蝕作用方式：溶蝕和沖蝕

搬運方式：以溶解為主

沉積作用：化學沉積。地下水的地質作用30

巖溶(karst)巖溶(karst)31巖溶形態(tài)：巖溶形態(tài)：32土木工程地質學-教學課件-第七章：常見的地質災害33巖溶發(fā)育的基本條件：巖石具可溶性，取決于溶解度。巖石具透水性，取決于裂隙。水具溶蝕性，取決于侵蝕性co2的含量。水具循環(huán)交替性，取決于氣候、地形、植被、水文地質條件。巖溶發(fā)育的基本條件：34巖溶的類型按可溶巖的出露條件分：裸露型覆蓋型埋藏型按氣候帶劃分：南部熱帶巖溶中部亞熱帶巖溶北部溫帶巖溶干旱地區(qū)巖溶海岸巖溶按水文地質標志分：包氣帶巖溶淺飽水帶巖溶深部巖溶巖溶的類型按水文地質標志分：35隨深度減弱，有垂直分帶性。包氣帶季節(jié)變動帶飽水帶深部循環(huán)帶巖溶發(fā)育及分布規(guī)律隨深度減弱，巖溶發(fā)育及分布規(guī)律36受巖性和地質構造控制。受巖性和地質構造控制。37巖溶分布成層性巖溶分布成層性38巖溶與工程建設城鎮(zhèn)供水和洪澇災害問題地面塌陷和環(huán)境問題地基穩(wěn)定問題巖溶與工程建設39地面塌陷(slump)是松散土層中所產生的突發(fā)性斷裂陷落。多發(fā)生于巖溶地區(qū)，由于人為局部改變地下水位而引起。地面塌陷(slump)40巖溶地基的處理措施:挖填(碎石、素土或混凝土)跨蓋(鋼筋混凝土梁板)灌注(混凝土)排導(水)巖溶地基的處理措施:41地震：當活動性斷層突然錯動使應變能釋放而產生地震波，引起地殼劇烈振動。地震：當活動性斷層突然錯動使應變能釋放而產生地震波，引起地殼42世界火山和地震帶分布世界火山和地震帶分布43土木工程地質學-教學課件-第七章：常見的地質災害44構造地震火山地震陷落地震誘發(fā)地震地震成因類型構造地震地震成因類型45地震波:體波縱波橫波面波瑞雷波勒夫波地震波:體波46震級和烈度震級：一次地震釋放出的能量大小。分10個等級:2～5級是有感地震；5～7級是破壞性地震；7級以上是大地震。烈度：指地震時地面及建筑物的破壞程度。它與震源深度、震中距離、巖土性質、地質構造、地下水及建筑物的動力性質有關。我國分12個等級。震級和烈度震級：一次地震釋放出的能量大小。烈度：指地震時地面47基本烈度：某地區(qū)在一定時間內可能發(fā)生的最大地震烈度。場地烈度：在一個區(qū)域內根據(jù)具體場地條件（地質構造、地基條件、地形條件）調整后的烈度。設防烈度：根據(jù)城市規(guī)模、及建筑物重要性，為工程抗震而規(guī)定的烈度。基本烈度：某地區(qū)在一定時間內可能發(fā)生的最大地震烈度。48

地表破壞現(xiàn)象地裂縫噴砂冒水滑坡與塌方震陷地震破壞效應地表破壞現(xiàn)象地震破壞效應49

對工程建筑的振動破壞節(jié)律性破壞水平偏振扭壞強烈豎向地震力破壞波的聚能破壞共振破壞對工程建筑的振動破壞50地震區(qū)建筑抗震設計原則：建筑場地選擇地形平坦開闊；巖土堅硬均勻；無大的斷裂帶；地下水埋深大。

2.地基持力層和基礎方案的選擇

地基持力層應以基巖或硬土為好，避免以高壓縮性土層或液化土層作持力層。宜采用樁基礎、筏基和箱基。3.建筑物結構形式和抗震措施平立面形狀宜簡單，在轉折處留抗震縫，加強整體結構剛度。地震區(qū)建筑抗震設計原則：51地震區(qū)公路的防震原則:一.平原區(qū)路基震害縱向開裂：發(fā)生在路肩與行車道之間、新老路堤之間。邊坡滑動：由于碾壓質量問題或坡腳水浸。路堤坍塌：由于低塑性粉土、砂土壓實不夠。路堤下沉：由于軟弱粘土觸變或粉砂土液化。縱向波浪變形：由于路堤走向和地震波一致。橋頭路堤震害：下沉、開裂、坍塌。地裂縫：噴砂冒水。地震區(qū)公路的防震原則:一.平原區(qū)路基震害52平原區(qū)路基防震原則：避：河岸、水渠、低洼地帶。查：液化砂、易觸變粘土的分布。排水壓實用粘性土做填筑材料。加強橋頭路堤防護。平原區(qū)路基防震原則：53二.山嶺區(qū)路基震害路塹邊坡：滑坡與崩塌。半填半挖邊坡：上坍與下塌。擋土墻：砌縫開裂、墻體變形、墻體傾倒。二.山嶺區(qū)路基震害54山嶺區(qū)路基防震原則：避：滑坡和崩塌的地段。減少對山體的破壞，控制挖方邊坡高度。加強排水和坡腳支擋。在≥7度的烈度區(qū)內,擋土墻作抗震設計。山嶺區(qū)路基防震原則：55橋梁震害:軟基上≥9度區(qū),墩臺滑移和倒塌。防震原則：增加基礎剛度和埋深。采用樁基礎。減輕橋重，加強上部結構整體性。用抗震性能好的材料,如鋼材和鋼筋混凝土。橋梁震害:軟基上≥9度區(qū),墩臺滑移和倒塌。56第七章常見地質災害自然地質災害

內動力地質作用引起的火山爆發(fā)、地震外動力地質作用引起的滑坡、崩塌、泥石流巖溶、風沙、凍土人為地質災害人工邊坡滑動、水庫誘發(fā)地震、地面沉降第七章常見地質災害自然地質災害57邊坡穩(wěn)定性分析按邊坡形成劃分：天然邊坡人工邊坡按組成物質劃分：土質邊坡巖質邊坡三峽工程船閘邊坡邊坡穩(wěn)定性分析三峽工程船閘邊坡58邊坡破壞類型：松弛張裂邊坡破壞類型：松弛張裂592、崩塌崩塌形成機理示意圖崩塌形成條件:地形>450脆性巖石或上硬下軟高陡裂隙2、崩塌崩塌形成機理示意圖崩塌形成條件:60湖北遠安鹽池河磷礦崩塌湖北遠安鹽池河磷礦崩塌61長江西陵峽鏈子崖卸荷裂隙長江西陵峽鏈子崖卸荷裂隙623、傾倒3、傾倒634、深層蠕動1－石灰?guī)r2－泥化的頁巖4、深層蠕動1－石灰?guī)r2－泥化的頁巖645、滑坡香港山體滑坡湖北省巴東縣滑坡5、滑坡香港山體滑坡湖北省巴東縣滑坡65

滑坡要素:滑坡要素:66滑坡周界四川云陽雞筏子滑坡滑坡周界四川云陽雞筏子滑坡67土木工程地質學-教學課件-第七章：常見的地質災害68滑坡分類按滑動面與巖土體的關系分：均質滑坡順層滑坡切層滑坡滑坡分類均質滑坡順層滑坡切層滑坡69推移式滑坡平移式滑坡牽引式滑坡按滑坡的動力學特征分：推移式滑坡平移式滑坡牽引式滑坡按滑坡的動力學特征分：70按滑坡體厚度分：淺層滑坡： <5m中層滑坡：5～20m深層滑坡： 20~50m極深層滑坡： >50m按滑坡的巖土類型分：堆積層滑坡黃土滑坡粘土滑坡巖層滑坡按滑坡體厚度分：按滑坡的71影響滑坡穩(wěn)定性的因素內因邊坡巖土體性質地質構造巖體結構地應力外因地表水和地下水地震風化作用人工開挖、爆破影響滑坡穩(wěn)定性的因素內因外因72滑坡的識別據(jù)地貌特征：

圈椅型地貌,雙溝同源現(xiàn)象河床凹岸反向河中突出,樹木歪倒滑坡的識別據(jù)地貌特征：73據(jù)巖性條件：

軟弱巖層如頁巖、泥巖、千枚巖和坡洪積松散堆積層、黃土等，易發(fā)生滑坡。

而脆性巖層如石灰?guī)r、花崗巖等，易發(fā)生崩塌。

據(jù)構造條件：

斷層、褶皺發(fā)育地區(qū)，新構造運動強烈地區(qū)易發(fā)生邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象。據(jù)巖性條件：

軟弱巖層如頁巖、泥巖、千枚巖和坡洪積松散堆74據(jù)水文地質現(xiàn)象：

山坡腳泉水較多，地表潮濕。

據(jù)邊坡變形跡象：

山體裂縫，巖土體擾動、松散。據(jù)水文地質現(xiàn)象：

山坡腳泉水較多，地表潮濕。

75滑坡穩(wěn)定分析方法地質分析法極限平衡分析法赤平投影圖解分析法有限單元法工程地質類比法滑坡穩(wěn)定分析方法地質分析法76防治邊坡變形破壞的工程措施防滲與排水防治邊坡變形破壞的工程措施防滲與排水77土木工程地質學-教學課件-第七章：常見的地質災害782、削坡減載2、削坡減載793、支擋加固3、支擋加固80泥石流(mudflow)一種突然暴發(fā)的含有大量泥沙石塊的特殊洪流。主要發(fā)生在地形陡峻的山區(qū)。具區(qū)域性和間歇性特點。泥石流(mudflow)一種突然暴發(fā)的含有大量泥沙石81泥石流的形成條件：地形條件上游三面環(huán)山，一面出口.中游為狹窄陡峻的深谷.下游開闊平坦.地質條件巖性破碎,地質構造復雜.水文氣象條件暴雨,冰雪消融.泥石流的形成條件：82我國地震帶和泥石流的分布我國地震帶和泥石流的分布83泥石流的防治原則方案I問題:平面線型較差,溝口兩側易滑坡.方案II問題:堆積扇逐年向下延伸,路基遭水毀.方案III問題:需架兩座橋,造價高.方案IV問題:難以克服排導溝逐年淤積.泥石流的防治原則方案I問題:84泥石流的防治措施:水土保持跨越：采用橋涵、過水路面、渡槽等。攔截：修筑攔擋壩等。排導：采用排導溝、急流槽、導流堤。泥石流的防治措施:85地下水的地質作用

潛蝕作用方式：溶蝕和沖蝕

搬運方式：以溶解為主

沉積作用：化學沉積。地下水的地質作用86

巖溶(karst)巖溶(karst)87巖溶形態(tài)：巖溶形態(tài)：88土木工程地質學-教學課件-第七章：常見的地質災害89巖溶發(fā)育的基本條件：巖石具可溶性，取決于溶解度。巖石具透水性，取決于裂隙。水具溶蝕性，取決于侵蝕性co2的含量。水具循環(huán)交替性，取決于氣候、地形、植被、水文地質條件。巖溶發(fā)育的基本條件：90巖溶的類型按可溶巖的出露條件分：裸露型覆蓋型埋藏型按氣候帶劃分：南部熱帶巖溶中部亞熱帶巖溶北部溫帶巖溶干旱地區(qū)巖溶海岸巖溶按水文地質標志分：包氣帶巖溶淺飽水帶巖溶深部巖溶巖溶的類型按水文地質標志分：91隨深度減弱，有垂直分帶性。包氣帶季節(jié)變動帶飽水帶深部循環(huán)帶巖溶發(fā)育及分布規(guī)律隨深度減弱，巖溶發(fā)育及分布規(guī)律92受巖性和地質構造控制。受巖性和地質構造控制。93巖溶分布成層性巖溶分布成層性94巖溶與工程建設城鎮(zhèn)供水和洪澇災害問題地面塌陷和環(huán)境問題地基穩(wěn)定問題巖溶與工程建設95地面塌陷(slump)是松散土層中所產生的突發(fā)性斷裂陷落。多發(fā)生于巖溶地區(qū)，由于人為局部改變地下水位而引起。地面塌陷(slump)96巖溶地基的處理措施:挖填(碎石、素土或混凝土)跨蓋(鋼筋混凝土梁板)灌注(混凝土)排導(水)巖溶地基的處理措施:97地震：當活動性斷層突然錯動使應變能釋放而產生地震波，引起地殼劇烈振動。地震：當活動性斷層突然錯動使應變能釋放而產生地震波，引起地殼98世界火山和地震帶分布世界火山和地震帶分布99土木工程地質學-教學課件-第七章：常見的地質災害100構造地震火山地震陷落地震誘發(fā)地震地震成因類型構造地震地震成因類型101地震波:體波縱波橫波面波瑞雷波勒夫波地震波:體波102震級和烈度震級：一次地震釋放出的能量大小。分10個等級:2～5級是有感地震；5～7級是破壞性地震；7級以上是大地震。烈度：指地震時地面及建筑物的破壞程度。它與震源深度、震中距離、巖土性質、地質構造、地下水及建筑物的動力性質有關。我國分12個等級。震級和烈度震級：一次地震釋放出的能量大小。烈度：指地震時地面103基本烈度：某地區(qū)在一定時間內可能發(fā)生的最大地震烈度。場地烈度：在一個區(qū)域內根據(jù)具體場地條件（地質構造、地基條件、地形條件）調整后的烈度。設防烈度：根據(jù)城市規(guī)模、及建筑物重要性，為工程抗震而規(guī)定的烈度。基本烈度：某地區(qū)在一定時間內可能發(fā)生的最大地震烈度。104

地表破壞現(xiàn)象地裂縫噴砂冒水滑坡與塌方震陷地震破壞效應地表破壞現(xiàn)象地震破壞效應105

對工程建筑的振動破壞節(jié)律性破