第六章不良地質(zhì)現(xiàn)象

地震崩塌滑坡巖溶和土洞泥石流第六章不良地質(zhì)現(xiàn)象

及其工程地質(zhì)性質(zhì)重點(diǎn)：◆產(chǎn)生不良地質(zhì)現(xiàn)象的條件◆如何防治？一、地震的類型■天然地震◆構(gòu)造地震：地下深處巖石破裂、錯(cuò)動(dòng)把長(zhǎng)期積累起來(lái)的能量急劇釋放出來(lái)。

◆火山地震：由于火山作用，如巖漿活動(dòng)、氣體爆炸等引起的地震稱為火山地震。

◆陷落地震：由于地下巖洞或礦井頂部塌陷而引起的地震稱為塌陷地震。■人工地震興建水庫(kù)，爆破6.1地震我國(guó)的新豐江水庫(kù)和印度的柯依納水庫(kù)的誘發(fā)地震都屬于這種類型。水庫(kù)誘發(fā)地震特點(diǎn)◆震中密集于庫(kù)壩附近◆震源極淺，震源體小?！舻卣鸹顒?dòng)峰值在時(shí)間上均較水位或庫(kù)容峰值有所滯后?！粲伤畮?kù)水荷載引起。地震類型①巖溶塌陷型。最常見，多為弱震或中強(qiáng)震。我國(guó)在巖溶地區(qū)的大型水庫(kù)有8個(gè)，其中4個(gè)誘發(fā)了地震。②斷層破裂型。發(fā)生的概率雖然較低，但有可能誘發(fā)中強(qiáng)震或強(qiáng)震。2008年03月06福建寧德發(fā)生4.6級(jí)地震疑為水庫(kù)蓄水誘發(fā)。印度板塊向亞洲板塊俯沖，造成青藏高原快速隆升。高原物質(zhì)向東緩慢流動(dòng)，在高原東緣沿龍門山構(gòu)造帶向東擠壓，遇到四川盆地之下剛性地塊的頑強(qiáng)阻擋，造成構(gòu)造應(yīng)力能量的長(zhǎng)期積累，最終在龍門山北川——映秀地區(qū)突然釋放。中國(guó)地處世界上兩個(gè)最大地震集中發(fā)生地帶――環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶之間，受太平洋板塊、印度板塊和菲律賓海板塊的擠壓，地震斷裂帶十分發(fā)育。二、地震分布三、有關(guān)地震的概念震源震中震中距震源深度地震波體波：S橫波，P縱波面波地震主要通過S波的作用使建筑物上下?lián)u動(dòng)，通過P波的作用側(cè)向晃動(dòng)。四、震級(jí)和烈度■地震烈度地震時(shí)某一地區(qū)的地面和各類建筑物遭受到地震影響的強(qiáng)弱程度，用來(lái)表示地震能量大小?！舻卣鸹玖叶?/p>

指該地區(qū)在未來(lái)50年內(nèi)一般場(chǎng)地條件下可能遭遇的超越概率為10％的地震烈度值?！艚ㄖ?chǎng)地烈度因地質(zhì)條件、地貌變化，基本烈度升高或降低后的烈度。是在基本烈度的基礎(chǔ)上，考慮了小區(qū)域地震烈度異常的影響后確定的?！粼O(shè)計(jì)烈度designintensity

指在工程設(shè)計(jì)中，根據(jù)安全和經(jīng)濟(jì)需要加以調(diào)整的基本烈度。一般建筑物可采用基本烈度為設(shè)計(jì)烈度。如遇場(chǎng)地條件不良或建筑物重要性（如水庫(kù)大壩），可以將場(chǎng)地基本烈度適當(dāng)?shù)靥岣咦鳛樵O(shè)計(jì)烈度■地震的震級(jí)earthquakemagnitude

按地震時(shí)所釋放出的能量大小確定的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。里氏震級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。是據(jù)震中100KM處的標(biāo)準(zhǔn)地震儀(周期0.8s，衰減常數(shù)約等于1，放大倍率2800倍)所記錄的地震波最大振幅值的對(duì)數(shù)來(lái)表示的建筑場(chǎng)地類別◆根據(jù)建筑場(chǎng)地覆蓋層厚度和場(chǎng)地土質(zhì)剛度等因素，按有關(guān)規(guī)定對(duì)建設(shè)場(chǎng)地進(jìn)行分類。用以反映不同場(chǎng)地條件對(duì)基巖地震震動(dòng)的綜合放大效應(yīng)。◆場(chǎng)地的類別分為四類，分別是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類1.確定場(chǎng)地土層覆蓋層厚度根據(jù)巖土名稱和性狀，以土層等效剪切波速和場(chǎng)地覆蓋層厚度為準(zhǔn)2.計(jì)算土層的等效剪切波速3.在前2個(gè)基礎(chǔ)上，進(jìn)行劃分地震效應(yīng)earthquakeeffect

地震發(fā)生時(shí)地面出現(xiàn)各種震害和破壞現(xiàn)象。如巖石斷裂位移、地面隆起及下陷等地震直宏觀地震效應(yīng)接造成的影響，以及次生的影響，主要是地震波傳播時(shí)地面振動(dòng)所產(chǎn)生的影響，◆地震力效應(yīng)地震力=自重×地震系數(shù)地震力：結(jié)構(gòu)物由于地震而受到的慣性力地震系數(shù)=地震時(shí)地面最大加速度與重力加速度的比值◆地震破裂效應(yīng)地震波作用在周圍介質(zhì)上，引起振動(dòng)，其作用力超過巖體強(qiáng)度，發(fā)生突然斷裂和位移，形成斷層和地裂縫，產(chǎn)生破壞?！舻卣鹨夯?yīng)何為液化？----砂土液化◆地震激發(fā)地質(zhì)災(zāi)害效應(yīng)激發(fā)斜坡土體松動(dòng)、失穩(wěn)，發(fā)生滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的現(xiàn)象。合稱為崩塌：陡峭或極陡斜坡上，大塊巖塊，突然崩落或滑落，順山坡猛烈地翻滾跳躍、巖塊相互碰撞，最后堆積于坡腳的過程。第二節(jié)崩塌崩落陡坡或懸崖上任意大小的塊體沿著沒有或幾乎沒有剪切位移的面分離，從空中自由跌落、崩塌、彈跳或翻滾的現(xiàn)象。倒塌

一個(gè)或幾個(gè)塊體由于重力或鄰近塊體作用力的影響，或由于裂縫中流體的影響，繞著塊體下端或塊體以下的某個(gè)支點(diǎn)向前翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。崩塌倒塌一、崩塌發(fā)生的條件和發(fā)育因素◆地形地貌----山坡的坡度及其表面構(gòu)造：斜坡相對(duì)高差大，坡度大于45度的高陡邊坡，孤立山嘴或凹形陡坡均為崩塌形成的有利地形?！舻刭|(zhì)構(gòu)造----各種構(gòu)造面，如節(jié)理、裂隙、層面、斷層等，對(duì)坡體的切割、分離，為崩塌的形成提供脫離體（山體）的邊界條件。坡體中的裂隙越發(fā)育、越易產(chǎn)生崩塌，與坡體延伸方向近乎平行的陡傾角構(gòu)造面，最有利于崩塌的形成?！魩r土類型（巖石性質(zhì)和節(jié)理發(fā)育程度）----巖土是產(chǎn)生崩塌的物質(zhì)條件。多數(shù)條件下，巖體的節(jié)理程度是決定山坡穩(wěn)定性的主要因素之一。當(dāng)節(jié)理順山坡發(fā)育時(shí)，特別是當(dāng)發(fā)育在山坡表面的突出部位時(shí)，最有利于崩塌發(fā)生。如果巖層傾斜方向和山坡坡向相反，其穩(wěn)定程度較巖層順山坡傾斜的大。崩塌的識(shí)別★坡體大于45度、且高差較大，或坡體成孤立山嘴，或凹形陡坡★坡體內(nèi)部裂隙發(fā)育，尤其垂直和平行斜坡延伸方向的陡裂隙發(fā)育或順坡裂隙或軟弱帶發(fā)育，坡體上部已有拉張裂隙發(fā)育，且切割坡體的裂隙、裂縫即將可能貫通，使之與母體（山體）形成了分離之勢(shì)★坡體前部存在臨空空間，或有崩塌物發(fā)育，這說明曾發(fā)生過崩塌，今后還可能再次發(fā)生。二、崩塌的防治★遮擋。遮擋斜坡上部的崩塌物。常用于中、小型崩塌或人工邊坡崩塌的防治中，常采用修建明硐、棚硐等工程進(jìn)行，鐵路工程較為常用。★排水----布置排水構(gòu)筑物，攔截與疏導(dǎo)★刷坡、削坡---在危石孤石突出的山嘴以及坡體風(fēng)化破碎的地段，采用刷坡技術(shù)放緩邊坡?！锬z結(jié)裂隙----對(duì)坡體中的裂隙、縫、空洞，用片石填補(bǔ)空洞，水泥沙漿溝縫等以防止裂隙、縫、洞的進(jìn)一步發(fā)展?！飻r截----小型崩塌的地段，可在坡腳或半坡上設(shè)置攔截構(gòu)筑物。★支擋----在巖石突出或不穩(wěn)定的大孤石下面修建支柱、支擋墻或用廢鋼軌支撐?！镒o(hù)墻、護(hù)坡----在易風(fēng)化剝落的邊坡地段，修建護(hù)墻，對(duì)緩坡進(jìn)行水泥護(hù)坡等。6.3滑坡一、滑坡的定義及構(gòu)造

滑坡是斜坡上土體、巖體或其他碎屑堆積物沿一定的滑動(dòng)面作整體下滑的現(xiàn)象。機(jī)制：某一滑移面上剪應(yīng)力超過了該面的抗剪強(qiáng)度所致滑坡的主要組成要素

滑坡體：滑坡面向下滑動(dòng)的那部分巖體?；瑒?dòng)面：指滑坡體沿其下滑的面滑坡壁：指滑坡體后緣與不動(dòng)的山體脫離開后，暴露在外面的形似壁狀的分界面滑坡臺(tái)階：指滑坡體滑動(dòng)時(shí)，由于各種巖、土體滑動(dòng)速度差異，在滑坡體表面形成臺(tái)階狀的錯(cuò)落臺(tái)階；（3,4）滑坡裂縫：指滑坡活動(dòng)時(shí)在滑體及其邊緣所產(chǎn)生的一系列裂縫。位于滑坡體上(后)部多呈弧形展布者稱拉張裂縫；位于滑體中部?jī)蓚?cè)，滑動(dòng)體與不滑動(dòng)體分界處者稱剪切裂縫；剪切裂縫兩側(cè)又常伴有羽毛狀排列的裂縫，稱羽狀裂縫；滑坡體前部因滑動(dòng)受阻而隆起形成的張裂縫，稱鼓張裂縫；滑坡舌----指滑坡前緣形如舌狀的凸出部分7鼓張裂縫；8羽狀裂縫二、滑坡的分類按滑坡體的體積劃分：小型滑坡，中型滑坡，大型滑坡，特大型滑坡（巨型滑坡）按形成的年代劃分新滑坡；古滑坡老滑坡；正在發(fā)展中滑坡按滑坡體的厚度劃分淺層滑坡；中層滑坡深層滑坡；超深層滑坡。按物質(zhì)組成劃分

土質(zhì)滑坡；巖質(zhì)滑坡。按滑坡體的主要物質(zhì)組成和滑坡與地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系劃分★覆蓋層滑坡：有粘性土滑坡、黃土滑坡、碎石滑坡、風(fēng)化殼滑坡等★基巖滑坡：均質(zhì)滑坡、順層滑坡、切層滑坡，特殊滑坡。順層滑坡：沿巖層面或軟弱結(jié)構(gòu)面形成滑面的滑坡，多發(fā)生在巖層面與坡面傾向接近、巖層傾角小于坡角的情況下?？煞譃檠貙用婊瑒?dòng)或沿基巖面滑動(dòng)。按力學(xué)條件劃分★牽引式滑坡：滑坡體下部先失去平衡滑動(dòng)，逐漸向上發(fā)展，使上部滑動(dòng)體收到牽引二跟著滑動(dòng)?！锿苿?dòng)式滑坡：滑坡體上部局部破壞，上部滑動(dòng)面貫通，向下擠壓下部滑動(dòng)體，最后整體下滑。三、滑坡的發(fā)育過程------三個(gè)階段：◆蠕動(dòng)變形階段：主要是緩慢、勻速、小量的沉陷或滑移，坡面出現(xiàn)裂縫，后緣漸被拉裂，歷時(shí)從數(shù)天到數(shù)十年；◆急劇滑動(dòng)階段：滑動(dòng)面和切割面已形成，各種滑坡形態(tài)相繼出現(xiàn)，劇滑階段歷時(shí)很短，一般約幾分鐘到幾十分鐘，快的每分鐘數(shù)米到數(shù)十米，甚至每秒幾十米；◆漸趨穩(wěn)定階段：在自重等作用下，滑坡體土石塊逐漸密實(shí)，地表裂縫閉合，前緣滲水變清，滑體趨于穩(wěn)定，但如遇新的誘發(fā)因素，又再次變形破壞。醉林（馬刀樹

）divertedtrees，benttrees，tiltedtrees

滑坡體上的樹木隨土體滑動(dòng)而向滑動(dòng)方向歪斜，在滑動(dòng)停止后樹干的上部又逐年轉(zhuǎn)為直立狀態(tài)的樹木，稱為醉林。它的存在是滑坡的明顯標(biāo)志。四、影響滑坡的因素地貌臨空面、坡度和坡地基部受沖刷巖性滑坡主要發(fā)生于松散堆積層中，滑動(dòng)面主要發(fā)生在粘土夾層中，基巖滑坡與遇水容易軟化的巖石有關(guān)。地質(zhì)構(gòu)造軟弱結(jié)構(gòu)面，上部透水層和下部不透水層水大多是沿飽含地下水的巖體軟弱面發(fā)生氣候降雨和溫度地震人為因素五、滑坡的防治防治原則應(yīng)“以防為主，整治為輔”，及時(shí)治理，并應(yīng)根據(jù)工程的重要性制訂具體整治方案?！?.排水防止外圍地表水進(jìn)入滑坡區(qū)，可在滑坡邊界修截水溝；在滑坡區(qū)內(nèi)，可在坡面修筑排水溝。在覆蓋層上可用漿砌片石或人造植被鋪蓋，防止地表水下滲。對(duì)于巖質(zhì)邊坡還可用噴混凝土護(hù)面或掛鋼筋網(wǎng)噴混凝土。排除滑坡區(qū)地表和地下水的措施修建支擋工程，刷方減重常用方法：修筑擋土墻、護(hù)墻等支擋不穩(wěn)定巖體；鋼筋混凝土抗滑樁或鋼筋樁作為阻滑支撐工程；預(yù)應(yīng)力錨桿或錨索，適用于加固有裂隙或軟弱結(jié)構(gòu)面的巖質(zhì)邊坡；▲

2.降低下滑力，提高斜坡抗滑能力抗滑樁示意圖▲

3.改變滑帶土的性質(zhì)通過改良巖體的強(qiáng)度性能可以增強(qiáng)斜坡的抗滑能力。巖質(zhì)斜坡的固結(jié)灌漿等。土質(zhì)斜坡可采取電化學(xué)加固法、凍結(jié)法(用于臨時(shí)性邊坡)，還可采用焙燒法，即對(duì)坡腳處的土體進(jìn)行焙燒加熱，使其成為堅(jiān)硬似磚的天然擋土堵，這種方法僅適用于粘土類土層中。我國(guó)鐵路線上某些滑坡曾采用過這種方法，并取得良好效果。龍羊峽庫(kù)岸滑坡子洲山體滑坡6.4泥石流2012.8.13晚8時(shí)30分，甘南州距離迭部縣城30公里的卡壩鄉(xiāng)發(fā)生暴雨泥石流，兩人失蹤，十?dāng)?shù)間房屋被沖毀，560多頭大牲畜被沖走，農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施受損嚴(yán)重2012.7.31新疆泥石流泥石流是一種含有大量泥砂、石塊等固體物質(zhì)的特殊洪流。暴雨、洪水將含有沙石且松軟的土質(zhì)山體經(jīng)飽和稀釋后形成的洪流。按物質(zhì)狀態(tài)分類◆水石流型泥石流：一般含有非常不均的粗顆粒成分，塊石、漂石、碎石、巖屑等?！裟嗍餍湍嗍鳎杭群泻懿痪鶆虻拇炙樾嘉镔|(zhì)，又含有相當(dāng)多的細(xì)粒物質(zhì)，如粘粒、粉土等◆泥水流型泥石流：主要有細(xì)碎屑物質(zhì)和粘土，僅含有少量巖屑，粘度大，呈不同稠度的泥漿狀。泥石流泥流型水石型泥石型一、泥石流的形成條件三個(gè)基本條件：松散的固體物質(zhì)、水源條件、地形條件◆有陡峭便于集水集物的適當(dāng)?shù)匦卧诘匦紊暇邆渖礁邷仙?，地形陡峻，溝床縱度降大，流城形狀便于水流匯集；在地貌上，泥石流的地貌一般可分為形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)三部分。上游形成區(qū)的地形多為三面環(huán)山，一面出口為瓢狀或漏斗狀，地形比較開闊?！羯嫌味逊e有豐富的松散固體物質(zhì)；泥石流常發(fā)生于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、斷裂褶皺發(fā)育，新構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，地震烈度較高的地區(qū)。地表巖石破碎，崩塌、錯(cuò)落、滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，為泥石流的形成提供了豐富的固體物質(zhì)來(lái)源◆短期內(nèi)有突然性的大量流水來(lái)源

水既是泥石流的重要組成部分，又是泥石流的激發(fā)條件和搬運(yùn)介質(zhì)(動(dòng)力來(lái)源)，泥石流的水源，有暴雨、水雪融水和水庫(kù)潰決水體等形式。二、防治措施1.預(yù)防：上游匯水區(qū)，做好水土保持；調(diào)整地表徑流，修筑排水溝，橫穿斜坡修建導(dǎo)流堤。2.修建攔擋工程用以控制泥石流的固體物質(zhì)和暴雨、洪水徑流，削弱泥石流的流量、下泄量和能量，以減少泥石流對(duì)下游建筑工程的沖刷、撞擊和淤埋等危害的工程措施。攔渣壩、儲(chǔ)淤場(chǎng)、支擋工程、截洪工程等3.修建排導(dǎo)工程下游修筑排洪道、導(dǎo)流壩、急流槽等6.5巖溶作用和土洞是以地下水為主，地表水為輔，以化學(xué)過程（溶解與沉淀）為主，機(jī)械過程（流水侵蝕和沖積、重力崩塌和堆積）為輔的對(duì)可溶性巖石的破壞和改造作用稱為巖溶作用。這種作用改造成的地表形態(tài)和地下形態(tài)就叫巖溶地貌。巖溶作用及其新產(chǎn)生的水文現(xiàn)象和地貌現(xiàn)象統(tǒng)稱巖溶。一、巖溶地貌溶溝與石芽溶斗(漏斗)溶蝕洼地溶蝕盆地(坡立谷)二、巖溶作用的基本條件巖石的可溶性，巖石的透水性，水的溶蝕力、水的流動(dòng)性是巖溶作用的基本條件1.巖石的可溶性溶性巖石包括三類：碳酸鹽類巖石（石灰?guī)r、白云巖、硅質(zhì)灰?guī)r和泥灰?guī)r）；硫酸鹽類巖石（石膏、芒硝）；鹵鹽類巖石（石鹽和鉀鹽）。就溶解度而言，鹵鹽>硫酸鹽>碳酸鹽。但碳酸鹽分布廣泛。2.巖石的透水性◆透水性好的巖石，能加促水的循環(huán)，而且使水流深入地下，加快地下的喀斯特作用。◆一般在褶皺緊密的背斜區(qū)和斷裂帶上，裂隙發(fā)達(dá)，巖石的透水性能好。此外在厚層石灰?guī)r內(nèi)，其裂隙延伸深度也大，有利于溶蝕作用。◆巖石的透水性取決于巖石的裂隙度和空隙度。褶皺和斷裂使巖石透水性加強(qiáng)，對(duì)巖溶發(fā)育具有一定的控制作用。3.水的溶蝕力主要取決于水中CO2的含量。含有CO2時(shí)，水才有溶蝕作用。4.水的流動(dòng)性如果為CaCO3所飽和的水溶液一直處于流動(dòng)狀態(tài)，由于水量、水溫、氣壓等條件的變化，或形成混合溶液，那么就有可能隨時(shí)變飽和溶液為不飽和溶液，或者變飽和溶液為過飽和溶液，發(fā)生沉淀作用。三、巖溶的發(fā)育規(guī)律

■巖層產(chǎn)狀的影響■地質(zhì)構(gòu)造影響◆地質(zhì)構(gòu)造條件不但控制了區(qū)內(nèi)可溶巖的空間分布和埋藏條件，而且控制了巖溶發(fā)育的強(qiáng)弱、分布方向和埋深。◆褶皺軸附近巖溶較發(fā)育：這些部位地應(yīng)力集中，裂隙更加密集，使透水性增強(qiáng)，有利于碳酸鹽巖的溶蝕和巖溶發(fā)育。背斜頂部的張裂隙寬度較大，分布深，巖溶以垂直形態(tài)為主；向斜軸部、下部也有張裂隙，且易透水。因此，在褶皺區(qū)巖溶多具沿褶皺走向發(fā)育的特點(diǎn)，其軸部巖溶更發(fā)育?！魯嗔褞Ц浇鼛r溶較發(fā)育■地殼運(yùn)動(dòng)的影響表現(xiàn)為地殼相對(duì)上升時(shí)，巖溶以下蝕作用為主，形成垂直的巖溶形態(tài)；地殼相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，低吸水以水平運(yùn)動(dòng)為主，形成較大的水平溶洞?！龅匦蔚挠绊憽鰵夂虻挠绊懭?、巖溶地區(qū)的主要工程地質(zhì)問題■巖溶地基與圍巖的穩(wěn)定問題地基與圍巖巖體中有無(wú)巖溶洞穴，關(guān)鍵是要重，應(yīng)根據(jù)建筑物重要性，按規(guī)程規(guī)范從面到點(diǎn)、從粗到細(xì)逐步勘察，直至施工期的超前預(yù)報(bào)與復(fù)查?！鰸B漏和突水問題防滲帷幕是處理巖溶滲漏的重要手段。對(duì)帷幕端點(diǎn)與下限的確定，希望有非可溶巖隔水層，實(shí)際是很難遇到的?？扇軒r巖溶不發(fā)育就是隔水層，應(yīng)從巖溶化程度與深度去把握防滲范圍。防治措施挖填灌注跨蓋排導(dǎo)四、土洞是由于地表水和地下水對(duì)上層的溶蝕和沖刷而產(chǎn)生空洞，這種地質(zhì)作用稱為潛蝕?！敉炼粗饕驖撐g作用而形成◆潛蝕是指地下水流在土體中進(jìn)行溶蝕和沖刷的作用。分為機(jī)械潛蝕和溶濾潛蝕◆機(jī)械潛蝕：地下水流將細(xì)小顆粒從大顆粒間的孔隙中帶走的現(xiàn)象。---內(nèi)部沖刷◆溶濾潛蝕：地下水先將