不良地質(zhì)現(xiàn)象的工程地質(zhì)問題

會計學1不良地質(zhì)現(xiàn)象的工程地質(zhì)問題主要內(nèi)容風化作用河流地質(zhì)作用邊坡災害(滑坡、崩塌、泥石流）地震各種不良地質(zhì)作用對工程建設的影響第1頁/共170頁引言

不良地質(zhì)現(xiàn)象：

巖石風化、斜坡滑動與崩塌、河流的侵蝕與堆積、巖溶、地震等，這些地質(zhì)現(xiàn)象可能會對工程的安全和使用起到不同程度的不良影響，甚至危害甚大，因而稱這些地質(zhì)現(xiàn)象為不良地質(zhì)現(xiàn)象。

第2頁/共170頁§6.1

風化作用

一、風化作用的意義

1.

風化：

位于地殼表面或接近于地面的巖石經(jīng)受著風、電、大氣降水和溫度等大氣營力以及生物活動等因素的影響，巖石會發(fā)生破碎或成分變化，這種變化的過程稱為風化。第3頁/共170頁

2.風化作用的結果：●導致巖石的強度和穩(wěn)定性降低，對工程建筑條件起著不良的影響;●促進滑坡、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象的形成和發(fā)展。

3.

風化營力：引起風化作用發(fā)生的風化因素統(tǒng)稱為風化營力。

第4頁/共170頁二、風化作用類型按風化營力的不同，風化作用可分為三大類型：

物理風化作用

化學風化作用

生物風化作用第5頁/共170頁（一）物理風化作用

物理風化作用：是指巖石在風化營力的影響下，產(chǎn)生一種單純的機械破壞作用。

特點：破壞后巖石的化學成分不改變，只是巖石發(fā)生崩解、破碎、形成巖屑，巖石由堅硬變疏松。

引起巖石物理風化作用的因素：主要是溫度變化和巖石裂隙中水分的凍結。

第6頁/共170頁●溫度變化是引起巖石物理風化作用的最主要因素。因為：

（1）由于溫度的變化產(chǎn)生溫差，溫差可促使巖石膨脹和收縮交替地進行，久之則引起巖石破裂。

（2）巖石本身的某些性質(zhì)，如巖石的顏色、礦物成分和礦物顆粒的大小等對于溫度變化的感應程度是不同的。第7頁/共170頁第8頁/共170頁第9頁/共170頁●水的凍結在嚴寒地區(qū)和高山接近雪線地區(qū)經(jīng)常發(fā)生。

當氣溫到0℃或以下時，在巖石裂隙中的水，就產(chǎn)生冰凍現(xiàn)象。水由液態(tài)變成固態(tài)時，體積膨脹約9％，對裂隙兩壁產(chǎn)生很大的膨脹壓力，起到楔子的作用，稱為“冰劈”。第10頁/共170頁（二）化學風化作用

化學風化作用：是指巖石在水和各種水溶液的化學作用和有機體的生物化學作用下所引起的破壞過程。

特點：不僅破碎了巖石，而且改變了化學成分，產(chǎn)生了新的礦物，直到適應新的化學環(huán)境為止。

化學風化作用類型：水化作用、氧化作用、水解作用，以及溶解作用。第11頁/共170頁●水化作用

水化作用是水分和某種礦物質(zhì)的結合，在結合時，一定分量的水加入到物質(zhì)的成分里，改變了礦物原有的分子式，引起體積膨脹，使巖石破壞。如硬石膏（CaSO4）遇水后變成普通石膏（CaSO42H2O）其體積膨脹60％，這對圍巖產(chǎn)生巨大壓力，使圍巖脹裂?！?/p>

氧化作用

氧化作用常是在有水存在時發(fā)生的，在水溶液，低氧化合物、硫化物和有機化合物發(fā)生了氧化反映。如：低價鐵---氧化---變成高價鐵。黃鐵礦（FeS2）--氧化---硫酸亞鐵（FeSO4和硫酸（H2SO4），而硫酸有腐蝕作用。能溶蝕巖石中某些礦物，形成一些洞穴和斑點，致使巖石破壞。第12頁/共170頁●水解作用

水解作用是指礦物與水的成分起化學作用形成新的化合物。如正長石（KAlSi3O8）經(jīng)水解后形成高嶺土（A12O3·2SiO2·H2O）、石英（SiO2）和氫氧化鉀（KOH）。

再如大氣中和水中經(jīng)常含有二氧化碳（CO2），它與圍巖礦物相互作用形成碳酸化合物，稱其為碳酸鹽化作用?！?/p>

溶解作用

溶解作用是指水直接溶解巖石礦物的作用，使巖石遭到破壞。最容易溶解的是鹵化鹽類（巖鹽、鉀鹽），其次是硫酸鹽（石膏、硬石膏），再次是碳酸鹽類（石灰?guī)r、白云巖等）。如：在石灰?guī)r地區(qū)經(jīng)常有溶洞、溶溝等巖溶現(xiàn)象，就是這種溶解作用造成的。

第13頁/共170頁（三）生物風化作用

生物風化作用：巖石在動、植物及微生物影響下所起的破壞作用稱為生物風化作用。

△生物的物理風化：植物對于巖石的物理風化作用表現(xiàn)在根部楔入巖石裂隙中，而使巖石崩裂；動物對于巖石的物理風化作用表現(xiàn)為穴居動物的掘土、穿鑿等的破壞作用并促進巖石風化。

△生物的化學風化表現(xiàn)為生物的新陳代謝，其遺體以及其產(chǎn)生的有機酸、碳酸、硝酸等的腐蝕作用，使巖石礦物分解和風化。造成巖石成分改變、性質(zhì)軟化和疏松。

第14頁/共170頁第15頁/共170頁三、巖石風化程度和風化帶

（一）巖石風化程度

巖石風化的結果，使原來母巖性質(zhì)改變，形成不同風化程度的風化巖。按巖石風化深淺和特征，可將巖石風化程度劃分為五級。

風化程度巖石結構礦物成分破碎性未風化未變未變微風化基本未變基本未變無疏松物質(zhì)弱風化部分破壞稍微變質(zhì)有松散物質(zhì)強風化大部分破壞顯著變化疏松物與堅硬體混雜全風化全部破壞風化成土狀不含堅硬塊體

第16頁/共170頁（二）風化帶

巖石的風化一般是由表及里呈帶狀分布。由地表往下風化作用的影響逐漸減弱以至消失。因此在風化剖面的不同深度上，巖石的物理力學性質(zhì)有明顯的差異。從巖石風化程度的深淺，在風化剖面上自下而上可分成四個風化帶：微風化帶、弱風化帶、強風化帶和全風化帶。

△巖石風化帶的界線，在工程建筑中是一項重要的工程地質(zhì)資料?！鞑煌L化帶的分界線，可作為巖基持力層、基坑開挖、挖方邊坡坡度以及采取相應的加固措施的依據(jù)之一?！饕_切地劃分風化界線尚無有效方法，通常只根據(jù)當?shù)氐牡刭|(zhì)條件并結合實踐經(jīng)驗予以確定。第17頁/共170頁四、巖石風化的治理

巖石風化的治理方法可采用挖除和防治兩種措施。

（一）挖除方法。這種措施是采取挖除一部分危及建筑物安全的風化厲害的巖層，挖除的深度是根據(jù)風化巖的風化程度、風化裂隙、風化巖的物理力學性質(zhì)和工程要求等來確定。挖除風化巖石是一個困難而耗費時間的過程，因而宜少挖。

（二）防治方法。這種方法是采取制止風化作用繼續(xù)發(fā)展，或采用人工方法加固風化巖的措施?！鞲采w防止風化營力入侵的材料，如瀝青、水泥、粘土蓋層等；△灌注膠結和防水的材料，如水泥、瀝青、水玻璃、粘土等漿液，使其起到封閉和膠結巖石裂隙的作用；△整平地區(qū)，加強排水----防止風化。第18頁/共170頁第六章不良地質(zhì)現(xiàn)象的工程地質(zhì)問題

§6.2河流地質(zhì)作用第19頁/共170頁本節(jié)主要內(nèi)容基本概念流水的侵蝕作用河谷的類型及河流階地河流掏蝕破壞的預測和防護第20頁/共170頁基本概念何謂河流?

是在河谷中流動的常年水流，河谷由谷底、河床、谷坡、坡緣及坡麓等要素構成。第21頁/共170頁河流的構成?

主流:由重力作用引起的流動;

付流:由其它力引起的流動。層流：水質(zhì)點運動軌跡互相平行；紊流：水質(zhì)點運動軌跡互相相交，且雜亂無章。水流流速？河流中的流水具有一定的流速（v），即流水有一定的動能（E），這里的流速為平均流速。第22頁/共170頁第23頁/共170頁水流能量的消耗：流水的動能大小可以用物理學的公式表示：E=mv2/2。具體能量消耗為：（1）能量消耗于水的粘滯性、水的紊流、環(huán)流、波浪及渦流等，可用Tn表示；（2）能量消耗于侵蝕作用，可用Tp表示；（3）能量消耗于搬運作用，可用Tk表示。

E=Tn+Tp+

Tk第24頁/共170頁河流地質(zhì)作用：侵蝕作用：切割地面和沖刷河岸搬運作用：堆積作用：形成各種沉積物和流水沉積地貌，如河流階地、沖積平原等第25頁/共170頁流水的侵蝕作用侵蝕作用的方式：溶蝕作用：在可溶性巖石分布的地區(qū)內(nèi)比較顯著，它能溶解巖石中的一些可溶性礦物，其結果使巖石結構逐漸松散，加速了機械侵蝕作用。河流的機械侵蝕：是河谷地質(zhì)發(fā)展過程中的一個重要現(xiàn)象。對工程地質(zhì)來說，由于流水的機械侵蝕作用，可使河床移動和河谷變形，也可使河岸沖刷破壞，這就嚴重地威脅河谷兩岸的建筑物和構筑物的安全。第26頁/共170頁流水對河床的沖刷作用：當水流作用于土石顆粒的力（P）超過阻止其運動的摩擦力（T）時，土石粒就開始隨水流一起移動，這就形成沖刷。

臨界流速（vcr）：流速為土石粒開始移動的流速（vcr）

vcr=A*d1/2

如vcr以米／秒為單位，而泥砂粒直徑J以毫米為單位，則根據(jù)實際觀測，當6＜400rnm時，A值取0.2。第27頁/共170頁水流速度v超過vcr時，河床上的泥砂就開始滾動或間歇性躍動，推移前進。當流速大到某一程度時，泥砂粒躍起混入水中，呈不著底的懸移運動，這種泥砂稱為懸移質(zhì)泥砂。流水對河床沖刷的重要條件是只有當水流未被泥砂飽和時才會發(fā)生沖刷。如果上游河段流來的水流中含有泥砂量小于這一河段的輸砂能力，則由于輸砂能力未被充分利用就會沖刷；如果輸砂量超過了這一河段的輸砂能力則產(chǎn)生沉積。第28頁/共170頁第29頁/共170頁2.流水對河岸的掏蝕

（橫向環(huán)流的作用）平直河道彎曲河道科式力的作用（地球自轉(zhuǎn)）第30頁/共170頁第31頁/共170頁平直河道流速分布：平面上：中間大，兩邊小剖面上：上面大，下面小作用結果：上部：兩側(cè)向中間匯集下部：向兩邊分流形成向下游推進的螺旋形對稱橫向環(huán)流，形成河流不斷的向下侵蝕切割。第32頁/共170頁彎曲河道作用力：離心力，重力

在河曲處，運動的水質(zhì)點受離心力P的作用。

P=mv2/R

式中m——水的質(zhì)量；

v——水質(zhì)點的縱向流速；

R——水質(zhì)點運動跡線的曲率半徑。離心力----使水質(zhì)點向凹岸運動---水面形成傾向凸岸的橫向水力坡度In第33頁/共170頁

In=tgα=[mV2/R]/mg=V2/Rg

形成橫向水力坡度后就產(chǎn)生了附加壓力，其方向與離心力相反，且在所有的深度上一致，等于Inγ。離心力與附加壓力相迭加，就會產(chǎn)生上層水流流向凹岸，而下層水流就流向凸岸，形成螺旋狀橫向環(huán)流。第34頁/共170頁科式力作用（慣性力）地球自轉(zhuǎn)，線速度大小不一，赤道附近大，向兩極逐漸變小。產(chǎn)生科式力?？剖搅ψ饔媒Y果：北半球：右岸受到?jīng)_刷，左岸得到堆積南半球：左岸受到?jīng)_刷，右岸得到堆積第35頁/共170頁橫向環(huán)流作用結果凹岸受到?jīng)_刷，凸岸接受堆積河彎不斷向下游發(fā)展，形成蛇曲洪水期間會發(fā)生截彎取直，從而形成牛軛湖。第36頁/共170頁第37頁/共170頁第38頁/共170頁第39頁/共170頁第40頁/共170頁第41頁/共170頁二、河谷的類型及河流階地河谷的類型：構造谷：受地質(zhì)構造控制侵蝕谷：由于河流沖刷而成侵蝕谷的形成；（三個階段）峽谷型：下切作用河漫灘型：侵蝕、堆積成型河谷：漫灘變化，形成了階地第42頁/共170頁階地？被抬高了的河漫灘河漫灘？凹岸被沖刷，凸岸被堆積，乃造成洪河床淺灘。以后淺灘不斷擴大和固定，形成洪水期才能淹沒的灘地，是為河漫灘。第43頁/共170頁河流階地的類型：（1）侵蝕階地（2）堆積階地

l）上迭階地

2）內(nèi)迭階地

3）嵌入階地（3）基座階地第44頁/共170頁三、河岸掏蝕破壞的預測和防護

首先要確定河岸掏蝕破壞地段。對河岸掏蝕破壞地段進行防護。第45頁/共170頁防護措施可分兩類：一類是直接防護邊岸不受沖蝕作用的措施。如拋石、鋪砌、混凝土塊堆砌、混凝土板、護岸擋墻、岸坡綠化等。另一類是調(diào)節(jié)徑流以改變水流方向、流速和流量的措施。如丁壩、順壩、橫墻等。采用整治與預防措施并舉，并按經(jīng)濟技術指標對比的辦法來選擇防護措施時，才能取得最大的效益。第46頁/共170頁第六章不良地質(zhì)現(xiàn)象的工程地質(zhì)問題

§6.3滑坡與崩塌第47頁/共170頁本節(jié)主要內(nèi)容滑坡的定義及構造滑坡的分類滑坡的發(fā)育過程滑坡的力學分析及影響因素滑坡的治理崩塌第48頁/共170頁滑坡的定義及構造滑坡的定義是斜坡土體和巖體在重力作用下失去原有的穩(wěn)定狀態(tài)，沿著斜坡內(nèi)某些滑動面（或滑動帶）作整體向下滑動的現(xiàn)象。

第49頁/共170頁特點

1.滑動的巖土體具有整體性；

2.斜坡上巖土體的移動方式為滑動，不是傾倒或滾動；

3.規(guī)模大的滑坡一般是緩慢地往下滑動，其位移速度多在突變加速階段才顯著。第50頁/共170頁第51頁/共170頁第52頁/共170頁第53頁/共170頁基本構造特征

（1）滑坡體（2）滑動面、滑動帶和滑坡床（3）滑坡后壁（滑坡圈谷）（4）滑坡臺地（5）滑坡鼓丘（6）滑坡舌（7）滑坡裂縫：

1）拉張裂縫

2）鼓張裂縫

3）剪切裂縫

4）扇形張裂縫（8）滑坡主軸第54頁/共170頁第55頁/共170頁滑坡的分類按滑坡體的主要物質(zhì)組成和滑坡與地質(zhì)構造關系劃分：（1）覆蓋層滑坡：本類滑坡有粘性土滑坡、黃土滑坡、碎石滑坡、風化殼滑坡。（2）基巖滑坡：本類滑坡與地質(zhì)結構的關系可分為：均質(zhì)滑坡、順層滑坡、切層滑坡。（3）特殊滑坡：本類滑坡有融凍滑坡、陷落滑坡等。第56頁/共170頁第57頁/共170頁2.按滑坡體的厚度劃分：（1）淺層滑坡：小于6米（2）中層滑坡；6—20米（3）深層滑坡；20—30米（4）超深層滑坡：大于30米第58頁/共170頁3.按滑坡的規(guī)模大小劃分：

（1）小型滑坡；小于3萬立方（2）

中型滑坡；3—50萬立方

（3）

大型滑坡；50—300萬立方（4）巨型滑坡：大于300萬立方第59頁/共170頁4.按形成的年代劃分：

（1）新滑坡；

（2）古滑坡：

5.按力學條件劃分。

（1）牽引式滑坡；

（2）推動式滑坡。第60頁/共170頁第61頁/共170頁命名方法：規(guī)模組成性質(zhì)第62頁/共170頁滑坡的發(fā)育過程（一）蠕動變形階段：

在自然條件和人為因素作用下，造成斜坡的穩(wěn)定狀況受到破壞；在斜坡內(nèi)部某一部分因抗剪強度小于剪切力而首先變形，產(chǎn)生微小的移動；往后變形進一步發(fā)展，直至坡面出現(xiàn)斷續(xù)的拉張裂縫；隨著拉張裂縫的出現(xiàn)，滲水作用加強，變形進一步發(fā)展，后緣拉張，裂縫加寬，兩側(cè)剪切裂縫也相繼出現(xiàn)。斜坡在整體滑動之前出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，叫做滑坡的前兆現(xiàn)象，盡早發(fā)現(xiàn)和觀測滑坡的各種前兆現(xiàn)象，對于滑坡的預測和預防都是很重要的。

第63頁/共170頁（二）滑動破壞階段：滑坡在整體往下滑動的時候，滑坡后緣迅速下陷，滑坡壁越露越高，滑坡體分裂成數(shù)塊，并在地面上形成階梯狀地形，滑坡體上的樹木東倒西歪地傾斜，形成“醉林”?；麦w上的建筑物（如房屋、水管、渠道等）嚴重變形以致倒塌毀壞。隨著滑坡體向前滑動，滑坡體向前伸出，形成滑坡舌。滑動時往往伴有巨響并產(chǎn)生很大的氣浪，有時造成巨大災害。第64頁/共170頁

（三）漸趨穩(wěn)定階段：由于滑坡體在滑動過程中具有動能，所以滑坡體能越過平衡位置，滑到更遠的地方，滑動停止后，除形成特殊的滑坡地形外，在巖性、構造和水文地質(zhì)條件等方面都相繼發(fā)生了一些變化。在自重的作用下，滑坡體上松散的巖土逐漸壓密，地表的各種裂縫逐漸被充填，滑動帶附近巖土的強度由于壓密固結又重新增加，這時對整個滑坡的穩(wěn)定性也大為提高。經(jīng)過若干時期后，滑坡體上的東倒西歪的“醉林”又重新垂直向上生長，但其下部已不能伸直，因而樹干呈彎曲狀，有時稱它謂“馬刀樹”，這是滑坡趨于穩(wěn)定的一種現(xiàn)象。第65頁/共170頁第66頁/共170頁第67頁/共170頁滑坡的力學分析及影響因素

（一）滑坡的力學分析（平面解法）滑坡是在斜坡上巖土體遭到破壞，使滑坡體沿著滑動面（帶）下滑而造成的地質(zhì)現(xiàn)象?；瑒用嬗衅街钡?、弧形的、折線形的。沿層面或接觸面滑動—直線型滑面；均質(zhì)滑坡--圓弧型滑面；節(jié)理巖體中—折線型滑面。

第68頁/共170頁1.在平面滑動面情形下，滑坡體的穩(wěn)定系數(shù)K為滑動面上的總抗滑力F與巖土體重力Q所產(chǎn)生的總下滑力T之比。即

K=F/T

當K＜1時，滑體發(fā)生滑動；

K≥1時，滑體穩(wěn)定或處于極限平衡狀態(tài)。第69頁/共170頁

2．在圓形滑動面情形下，滑動面中心為O，滑弧半徑為R.。過滑動圓心O作一鉛直線，將滑坡體分成兩部分。在線之右部分為滑動部分，其重量為Q1它能繞O點形成滑動力矩Q1d1，在之左部分，其重量為Q2形成抗滑力矩小，因此，該滑坡的穩(wěn)定系數(shù)K為總抗滑力矩與總滑動力矩之比。

K=[Q2*d2+τ*AB*R]/Q1*d1

當K＜1時，滑坡失去平衡，而發(fā)生滑坡。第70頁/共170頁3.在折線滑動面情形下，可采用分段的力學分析。從上至廠逐塊計算推力，每塊滑坡體向下滑動的力與巖上體阻擋下滑力之差，也稱剩余下滑力，是逐級向下傳遞的。即

Ei=Fs

Ti-Nifi-cili+EI-1

ψ

第71頁/共170頁Ei=Fs

Ti-Nifi-cili+EI-1

ψEi—第i塊滑坡體的剩余下滑力（kN／m）；

EI-1—第i-1塊滑坡體的剩余下滑力（kN／m）（如為負不計入）；

ψ—傳遞系數(shù)，＝cos（θi-1－θi）－sin（θi-1－θi）tanφi

Ti—作用于第i塊段滑動面上的滑動分力（kN／m）；

Ti=QisinθiNi——作用于第i塊段滑動面上的法向分力（kN／m），

Ni=QicosθiQi----第i塊段巖土體重量（kN／m）；

fi—第i塊滑坡體沿滑動面巖土的內(nèi)摩擦系數(shù)，=tanφi

φi

、ci---分別為第i塊滑坡體沿滑動面的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力；

θi—分別為第i塊和第i-1塊滑坡體的滑動面與水平角之夾角；Fs——安全系數(shù)。第72頁/共170頁

當任何一塊剩余下滑力為零或負值時，說明該塊對下一塊不存在滑坡推力。當最終一塊巖土體的剩余下滑力為負值或零時，表示整個滑坡體是穩(wěn)定的。如為正值，則不穩(wěn)定。應按此剩余下滑力設計支擋結構。由此可見，支擋結構設置在剩余下滑力最小位置處較合理。第73頁/共170頁（二）影響滑坡的因素（1）斜坡外形：斜坡的存在，使滑動面能在斜坡前緣臨空出露。這是滑坡產(chǎn)生的先決條件。同時，斜坡不同高度、坡度、形狀等要素可使斜坡內(nèi)力狀態(tài)變化，內(nèi)應力的變化可導致斜坡穩(wěn)定或失穩(wěn)。當斜坡愈陡、高度愈大以及當斜坡中上部突起而下部凹進，且坡腳無抗滑地形時，滑坡容易發(fā)生。（2）巖性：滑坡主要發(fā)生在易親水軟化的上層中和一些軟巖中。例如粘質(zhì)土、黃土和黃土類土、山坡堆積、風化巖以及遇水易膨脹和軟化的土層。軟巖有頁巖、泥巖和泥灰?guī)r、干枚巖以及風化凝灰?guī)r等。第74頁/共170頁

（3）構造：斜坡內(nèi)的一些層面、節(jié)理、斷層、片理等軟弱面若與斜坡坡面傾向近于一致，則此斜坡的巖土體容易失穩(wěn)成為滑坡。（4）水：水的作用可使巖土軟化、強度降低，可使巖土體加速風化。若為地表水作用還可以使坡腳侵蝕沖刷；地下水位上升可使巖土體軟化、增大水力坡度等。不少滑坡有“大雨大滑、小雨小滑、無雨不滑”的特點，說明水對滑坡作用的重要性。（5）地震：地震可誘發(fā)滑坡發(fā)生，此現(xiàn)象在山區(qū)非常普遍。地震首先將斜坡巖土體結構破壞，可使粉砂層液化，從而降低巖土體抗剪強度；同時地震波在巖土體內(nèi)傳遞，使巖土體承受地震慣性力，增加滑坡體的下滑力，促進滑坡的發(fā)生。第75頁/共170頁

（6）人為因素

1）破壞坡角。在興建土建工程時，由于切坡不當，斜坡的支撐被破壞，

2）堆載不當?；蛘咴谛逼律戏饺我舛烟顜r土方、興建工程、增加荷載，部會破壞原來斜坡的穩(wěn)定條件。

3）破壞排水。人為地破壞表層覆蓋物，引起地表水下滲作用的增強，或破壞自然排水系統(tǒng)，使坡體水量增加。

4）排水不當。引水灌溉或排水管道漏水將會使水滲人斜坡內(nèi)，促使滑動因素增加。

5）爆破施工。第76頁/共170頁滑坡的治理

（一）治理原則

1）以防為主、整治為輔；

2）

盡量避開大型滑坡所影響的位置；

3）

盡可能綜合治理；

4）整治最危險、最先滑的部位；

5）注意做好排水工程。第77頁/共170頁（二）治理措施

1．排水原則：區(qū)內(nèi)水盡快匯集、排出區(qū)外水應攔截、旁引措施：（1）地表排水主要是設置截水溝和排水明溝系統(tǒng)。截水溝是用來截排來自滑坡體外的坡面徑流，排水明溝系統(tǒng)，以匯集坡面徑流引導出滑坡體外。（2）地下排水為了排除地下水可設置各種形式的滲溝或盲溝系統(tǒng)，以截排來自滑坡體外的地下水流。

第78頁/共170頁第79頁/共170頁第80頁/共170頁第81頁/共170頁

2．支擋（增大抗滑力）在滑坡體下部修筑擋土墻、抗滑樁或用錨桿加固等工程以增加滑坡下部的抗滑力。

在使用支擋工程時，應該明確各類工程的作用。如滑坡前緣有水流沖刷，則應首先在河岸作支擋等防護工程，然后又考慮滑體上部的穩(wěn)定。

第82頁/共170頁第83頁/共170頁3．刷方減重（減小下滑力）主要是通過削減坡角或降低坡高，以減輕斜坡不穩(wěn)定部位的重量，從而減少滑坡上部的下滑力。如拆除坡頂處的房屋和搬走重物等。刷方-----減小坡度減重-----減小滑體重量

4．改善滑動面（帶）巖土性質(zhì)（增加強度）主要是為了改良巖土性質(zhì)、結構，以增加坡體強度。本類措施有：對巖質(zhì)滑坡采用固結灌漿；對土質(zhì)滑坡采用電化學加固、凍結、焙燒等。第84頁/共170頁、崩塌

（一）概述（二）崩塌發(fā)生條件和發(fā)育因素（三）崩塌的防治

第85頁/共170頁（一）概述崩塌：陡峻或極陡斜坡上，某些大塊或巨塊巖塊，突然地崩落或滑落，順山坡猛烈地翻滾跳躍，巖塊相互撞擊破碎，最后堆積于坡腳，這一過程稱為崩塌。規(guī)模極大的崩塌可稱為山崩，而僅個別巨石崩落稱墜石。危害：（1）崩塌會使建筑物，有時甚至使整個居民點遭到毀壞，使公路和鐵路被掩埋。（2）崩塌有時還會使河流堵塞形成堰塞湖，這樣就會將上游建筑物及農(nóng)田淹沒，（3）在寬河谷中，由于崩塌能使河流改道及改變河流性質(zhì)，而造成急湍地段。第86頁/共170頁第87頁/共170頁（二）崩塌發(fā)生條件和發(fā)育因素

（1）山坡的坡度及其表面的構造。其坡度往往達55～75；山坡表面凹凸不平，則沿突出部分可能發(fā)生崩塌。（2）巖石性質(zhì)和節(jié)理程度：巖石性質(zhì)不同其強度、風化程度、抗風化和抗沖刷的能力及其滲水程度都是不同的。如果陡峻山坡是由軟硬巖層互層組成，由于軟巖層屬易于風化，硬巖層失去支持而引起崩塌。第88頁/共170頁

（3）地質(zhì)構造：巖層產(chǎn)狀對山坡穩(wěn)定性也有重要的意義。如果巖層傾斜方向和山坡傾向相反，則其穩(wěn)定程度較巖層順山坡傾斜的大。巖層順山坡傾斜其穩(wěn)定程度的大小還取決于傾角大小和破碎程度。第89頁/共170頁第90頁/共170頁第91頁/共170頁

（三）崩塌的防治只有小型崩塌，才能防止其不發(fā)生，對于大的崩塌只好繞避。

1．爆破或打楔。將陡崖削緩，并清除易墜的巖石。

2．堵塞裂隙或向裂隙內(nèi)灌漿，以提高有崩塌危險巖石的穩(wěn)定性。

3.調(diào)整地表水流。在崩塌地區(qū)上方修截水溝，以阻止水流流入裂隙。第92頁/共170頁4．為了防止風化將山坡和斜坡鋪砌覆蓋起來?；蛟谄旅嫔蠂姖{。

5．筑明峒或御塌棚。

6．筑護墻及圍護棚（木的、石的、鐵絲網(wǎng)）以阻擋墜落石塊，并及時清除圍護建筑物中的堆積物。

7．在軟弱巖石出露處修筑擋土墻，以支持上部巖石的質(zhì)量（這種措施常用于修建鐵路路基而需要開挖很深的路塹時）。第93頁/共170頁第94頁/共170頁第95頁/共170頁第96頁/共170頁§6.5巖溶與土洞主要內(nèi)容：

基本概念巖溶土洞與潛蝕巖溶與土洞的工程地質(zhì)問題第97頁/共170頁概述巖溶--也稱喀斯特（Karst），它是由于地表水或地下水對可溶性巖石溶蝕的結果而產(chǎn)生的一系列地質(zhì)現(xiàn)象。如溶溝溶槽、溶洞、暗河等。土洞--是由于地表水和地下水對上層的溶蝕和沖刷而產(chǎn)生空洞，空洞的擴展，導致地表陷落的地質(zhì)現(xiàn)象。

第98頁/共170頁危害--嚴重地影響建筑場地的使用和安全：巖土體中空洞的形成；巖石結構的破壞；地表突然塌陷；

地下水循環(huán)改變等。第99頁/共170頁第100頁/共170頁第101頁/共170頁一、巖溶（一）巖溶的主要形態(tài)

巖溶形態(tài)是可溶巖被溶蝕過程中的地質(zhì)表現(xiàn)。

地表巖溶形態(tài)：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)：落水洞（井）、溶洞、暗河、天生橋等。第102頁/共170頁第103頁/共170頁

（1）溶溝溶槽：微小的地形形態(tài)，它是生成于地表巖石表面，由于地表水溶蝕與沖刷而成的溝槽系統(tǒng)地形。（2）漏斗：是由地表水的溶蝕和沖刷并伴隨塌陷作用而在地表形成的漏斗狀形態(tài)。（3）溶蝕洼地：是由許多的漏斗不斷擴大匯合而成。平面上呈圓形或橢圓形，直徑由數(shù)百米到數(shù)米。溶蝕洼地周圍常有溶蝕殘丘、峰叢。峰林，底部有漏斗和落水洞。第104頁/共170頁

（4）坡立谷和溶蝕平原：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。（5）落水洞和豎井：皆是地表通向地下深處的通道，其下部多與溶洞或暗河連通。它是巖層裂隙受流水溶蝕、沖刷擴大或坍塌而成。（6）溶洞：是由地下水長期溶蝕、沖刷和塌陷作用而形成的近于水平方向發(fā)育的巖溶形態(tài)。溶洞內(nèi)常有支洞、有鐘乳石、石筍和石柱等巖溶產(chǎn)物。（7）暗河：是地下巖溶水匯集和排泄的主要通道。部分暗河常與地面的溝槽、漏斗和落水洞相通，暗河的水源經(jīng)常是通過地面的巖溶溝槽和漏斗經(jīng)落水洞流入暗河內(nèi)。（8）天生橋：是溶洞或暗河洞道塌陷直達地表而局部洞道頂板不發(fā)生塌陷，形成的一個橫跨水流的石橋。稱其為天生橋。第105頁/共170頁第106頁/共170頁第107頁/共170頁第108頁/共170頁

（二）巖溶的形成條件巖溶的形成是由于水對巖石的溶蝕結果。因而其形成條件是：

1.必須有可溶于水而且是透水的巖石；

2.水在其中是流動的、有侵蝕力的。第109頁/共170頁巖體巖體首先是可溶解的。根據(jù)巖石的溶解度，能造成巖溶的巖石可分三大組：（1）碳酸鹽類巖石，如石灰?guī)r、白云巖和泥灰?guī)r；（2）硫酸鹽類巖石，如石膏和硬石膏；（3）鹵素巖，如巖鹽。

巖體必須具有透水性能，這才有發(fā)展巖溶的可能。巖體的透水性要注意兩個方面：一是可溶巖石本身的透水性另一是在巖體內(nèi)要有裂隙第110頁/共170頁水質(zhì)

天然水是有溶解能力的，這是由于水中含有一定量的侵蝕性CO2。當含有游離CO2的水與其圍巖的碳酸鈣（CaCO3）作用時，碳酸鈣被溶解，這時其化學作用如下：

CaCO3十CO2十H2O=Ca+十2HCO3－這種作用是可逆的，即溶液中所含的部分CO2在反應后處于游離狀態(tài)。如果水中的游離CO2含量比平衡所需的數(shù)量要多，那未，這種水與CaCO3接觸時，就會發(fā)生CaCO3的溶解。

確定水中的侵蝕性CO2是有意義的，因為水中含侵蝕性CO2越多，則水的溶蝕能力越大。但是水中侵蝕性CO2的含量是隨水的活動程度不同而不同的。第111頁/共170頁水在巖體中活動方面

水在可溶巖體中活動是造成巖溶的主要原因。它主要表現(xiàn)為水在巖體中流動，地表水或地下水不斷交替。地下水或地表水主要來源于大氣降水的補給。而大氣中是含有大量CO2的，這些CO2就溶解于大氣降水中，這樣使水具有溶解可溶性巖石的能力。水是流動的，不管是地表水或地下水。

地表水則在地表的可溶巖石表面的凹槽流動，一方面溶解圍巖，另一方面流水有動力的結果，又同時沖刷圍巖，于是產(chǎn)生了溶溝溶槽和石芽；

地下水在向地下流動過程中，與巖石相互作用而不斷地耗費了其中具有侵蝕性的二氧化碳，這樣造成了地下水的溶解能力隨深度的加深而減弱。再加上深部水的循環(huán)較慢，溶解能力及沖刷能力大大減少，使深部的巖溶作用減弱。第112頁/共170頁巖溶的垂直分帶

在巖溶地區(qū)地下水流動有垂直分帶現(xiàn)象，因而所形成的巖溶也有垂直分帶的特征。（1）垂直循環(huán)帶，或稱包氣帶。這里平時無水，只有降水時有水滲入，形成垂直方向的地下水通道。大量的漏斗和落水洞等多發(fā)育于本帶內(nèi)。（2）季節(jié)循環(huán)帶，或稱過渡帶。這帶位于地下水最低水位和最高水位之間，本帶受季節(jié)性影響，在本帶形成的巖溶通道是水平的與垂直的交替。（3）水平循環(huán)帶，或稱飽水帶。這帶位于最低地下水位之下，常年充滿著水，地下水作水平流動或往河谷排泄。因而本帶形成水平的通道，稱為溶洞、地下暗河等。（4）深循環(huán)帶，本帶內(nèi)地下水的流動方向取決于地質(zhì)構造和深循環(huán)水。這一帶中水的交替強度極小，巖溶發(fā)育速度與程度很小，一般為蜂窩狀小洞，或你溶孔。第113頁/共170頁第114頁/共170頁第115頁/共170頁

上述討論了水的活動引起各種巖溶的現(xiàn)象，但是水的活動不僅限于其圍巖的溶蝕和沖刷，而很多時候巖溶水還可以造成很多的堆積現(xiàn)象，最普遍的見到是在溶洞內(nèi)沉淀有石鐘乳、石筍、石柱、鈣華等。第116頁/共170頁二.土洞與潛蝕

土洞因地下水或者地表水流入地下土體內(nèi)，將顆粒間可溶成分溶濾，帶走細小顆粒，使土體被掏空成洞穴而形成。這種地質(zhì)作用的過程稱為潛蝕。當土洞發(fā)展到一定程度時，上部土層發(fā)生塌陷，破壞地表原來形態(tài)，危害建（構）筑物安全和使用。第117頁/共170頁

（一）土洞的形成條件

土洞的形成主要是潛蝕作用導致的。潛蝕是指地下水流在土體中進行溶蝕和沖刷的作用。

機械潛蝕：如果土體內(nèi)不含有可溶成分，則地下水流僅將細小顆粒從大顆粒間的孔隙中帶走，這種現(xiàn)象我們稱之為機械潛蝕。其實機械潛蝕也是沖刷作用之一，也稱內(nèi)部沖刷。

溶濾潛蝕：如果土體內(nèi)含有可溶成分，地下水流先將土中可溶成分溶解，而后將細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)結性減弱和破壞，從而使顆粒分離和散開，為機械潛蝕創(chuàng)造條件。例如黃土，含碳酸鹽、硫酸鹽或氯化物的砂質(zhì)土和粘質(zhì)土等。第118頁/共170頁

機械潛蝕的發(fā)生，除了土體中的結構和級配成分能容許細小顆粒在其中搬運移動外．地下水的流速是搬運細小顆粒的動力。能起動顆粒的流速稱為臨界流速（Vcr），不同直徑（d）大小的顆粒具有一定的臨界流速。當?shù)叵滤魉伲╒）大于（Vcr）時，就要注意發(fā)生潛蝕的可能性。第119頁/共170頁（二）土洞的類型

土洞可分為由地表水下滲發(fā)生機械潛蝕作用形成的土洞和巖溶水流潛蝕作用形成的土洞。

1．由地表水下滲發(fā)生機械潛蝕作用形成的土洞主要形成因素有三點：（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)。（2）土層底部必須有排泄水流和土粒的良好通道（3）地表水流能直接滲人士層中：地表水滲人士層內(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。第120頁/共170頁2．由巖溶水流潛蝕作用形成土洞這類土洞與巖溶水有水力聯(lián)系的，它分布于巖溶地區(qū)基巖面與上復的土層（一般是飽水的松軟土層）接觸處。這類土洞的生成是由于巖溶地區(qū)的基巖面與上復土層接觸處分布有一層飽水程度較高的軟塑至半流動狀態(tài)的軟土層，當?shù)叵滤趲r溶的基巖表面附近活動時，水位的升降可使軟土層軟化，地下水的流動能在土層中產(chǎn)生潛蝕和沖刷可將軟土層的土粒帶走，于是在基巖表面處被沖刷成洞穴，這就是土洞形成過程。第121頁/共170頁

本類土洞發(fā)育的快慢主要取決于：

（1）基巖面上復土層性質(zhì)：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。（2）地下水的活動強度。（3）基巖面附近巖溶和裂隙發(fā)育程度。第122頁/共170頁第123頁/共170頁三、巖溶與土洞的工程地質(zhì)問題

1．溶蝕巖石的強度大為降低。巖石遭受溶蝕可使巖石有孔洞、結構松散，從而降低巖石強度和增大透水性能。

2．造成基巖面不均勻起伏。這就造成了地基的不均勻性。

3．漏斗對地面穩(wěn)定性的影響。

4．溶洞和土洞對地基穩(wěn)定性的影響。溶洞和土洞地基穩(wěn)定性必須考慮如下三個問題：（1）溶洞和土洞分布密度和發(fā)育情況。（2）溶洞或土洞的埋深對地基穩(wěn)定性影響。如若H≥1.5b，同時巖石比較完整、裂隙較少，巖石也較堅硬，則該溶洞頂板作為一般地基是安全的。如若H＞3b，巖石裂隙較多，巖石較為破碎，則溶洞的埋深是安全的。（3）抽水對土洞和溶洞頂板穩(wěn)定的影響。第124頁/共170頁第125頁/共170頁第126頁/共170頁四、巖溶與土洞地基的防治應首先設法避開有威脅的巖溶和土洞區(qū)，實在不能避開時，再考慮處理方案。（一）挖填：即挖除軟弱充填物，回填以碎石、塊石或混凝土等，并分層夯實。（二）跨蓋：采用長梁式基礎或剛性大平板等方案跨越。（三）灌注：溶洞可采用水泥或水泥粘土混合灌漿于巖溶裂隙中；土洞可在洞體范圍內(nèi)的頂板打孔灌砂或砂礫，應注意灌滿和密實。（四）排導：對自然降雨和生產(chǎn)用水應防止下滲，采用截排水措施，將水引導至他處排泄。（五）打樁：對于土洞埋深較大時，可用樁基處理，其目的除提高支承能力外，并有靠樁來擠壓擠緊土層和改變地下水滲流條件的功效。第127頁/共170頁§6.7不良地質(zhì)現(xiàn)象對地基穩(wěn)定性的影響基本概念地基承載力巖溶與土洞對地基穩(wěn)定性的影響地震液化與斷裂對地基穩(wěn)定性的影響斜坡巖土體移動對地基穩(wěn)定性的影響第128頁/共170頁基本概念地基—直接支承建(構)筑物重量的地層部分稱為地基。天然地基—未加加固的天然地層作為地基時，稱為天然地基。人工地基----經(jīng)過了人工加固的地基基礎---建（構）筑物在地下直接與地基相接觸的部分稱為基礎。作用：把建(構)筑物重量傳布到地基中作為地下室或地下建筑物的一部分。淺基礎---基礎的埋置深度小于5米者深基礎---基礎的埋置深度等于或大于5米者樁基礎第129頁/共170頁第130頁/共170頁地基承載力地基承載力---地基所能承受由建（構）筑物基礎傳來的荷載的能力。滿足的條件：強度要求：地基受荷后不會發(fā)生破壞而喪失穩(wěn)定；變形要求：地基變形不超過容許變形值。第131頁/共170頁第132頁/共170頁巖溶與土洞對地基穩(wěn)定性的影響在地基主要受力層范圍內(nèi)有溶洞或土洞等洞穴，當施加附加荷載或震動荷載后，洞頂坍塌，使地基突然下沉。地表巖溶造成地基不均勻。巖溶地區(qū)有第四紀土層分布，注意土洞發(fā)育。第133頁/共170頁地震液化對地基穩(wěn)定性的影響地震液化：當粉細砂土層飽和時，即孔隙全部為水充填時，振動使得飽和砂土中的孔隙水壓力驟然上升，而在短時間內(nèi)，上升的孔隙水壓力來不及消散，這就使原來由砂粒通過其接觸點所傳遞的壓力（有效壓力）減小。當有效壓力完全消失時，砂土層會完全喪失抗剪強度和承載力，變的象液體一樣的狀態(tài)。液化的宏觀現(xiàn)象：噴水冒砂地下砂層液化第134頁/共170頁不液化土層：密實的砂層粘性大的土層土的有效應力大、或土層埋深大易液化土層松散的砂層，排水條件差，有效應力小，或埋深小等。第135頁/共170頁斜坡巖土體移動對地基穩(wěn)定性的影響第136頁/共170頁§6.8不良地質(zhì)現(xiàn)象對地下工程選址的影響主要內(nèi)容：地下工程的概念地下工程總體位置的選擇洞口選擇的工程地質(zhì)條件洞室軸線選擇的工程地質(zhì)條件第137頁/共170頁概念地下工程：建筑在地面以下及山體內(nèi)部的各類建（構）筑物。地下交通設施地下工業(yè)設施地下儲存庫地下生活設施地下軍事設施優(yōu)點

隔熱、恒溫、密閉、防震、隱蔽、不占地面空間等第138頁/共170頁地下工程總體位置的選擇區(qū)域地質(zhì)條件

1.基本地震烈度小于8度

2.區(qū)域地質(zhì)構造穩(wěn)定

3.第四紀以來無明顯的構造運動第139頁/共170頁場地條件

1.場地穩(wěn)定安全

2.構造簡單

3.巖體完整

4.地形完整

5.地下水影響小

6.無有害氣體及異常地熱

7.其他因素（運輸、供給、動力、水源------）第140頁/共170頁洞口選擇的工程地質(zhì)條件洞口的地形和地質(zhì)條件坡度大（大于30度）、巖體完整、覆蓋層薄洞口底標高的選擇高于谷底最高洪水位0.5—1.0米洞口之間的高程差別不能太大

洞口邊坡的物理地質(zhì)現(xiàn)象避免不良地質(zhì)現(xiàn)象第141頁/共170頁洞室軸線選擇的工程地質(zhì)條件選擇依據(jù)地層巖性巖層產(chǎn)狀地質(zhì)構造水文地質(zhì)條件

--------第142頁/共170頁布置洞室的巖性要求巖性均一、層位穩(wěn)定、整體性強、風化輕微、強度較大巖漿巖和變質(zhì)巖較有利沉積巖巖性復雜，較上述兩類巖石差第143頁/共170頁2.地質(zhì)構造與洞室軸線的