工程地質(zhì)第六章

1、NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 學(xué)習(xí)重點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn) 地質(zhì)地表作用特點(diǎn)、形成規(guī)律 和對(duì)工程的不良影響及其防治 措施 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 風(fēng)化作用風(fēng)化作用 一、基本概念一、基本概念 1、風(fēng)化： 在地表或接近地表的條件下，自然界的巖石 和礦物受大氣、水和生物等因素影響，在原地發(fā)生機(jī)械 崩解或化學(xué)分解。 2、風(fēng)化作用：引起巖石風(fēng)化的過程。 3、風(fēng)化殼：被風(fēng)化的巖石圈層。 4、殘積土：在風(fēng)化殼中，巖石經(jīng)過風(fēng)化作用后，形成 松散的巖屑和土層，殘留在原地的堆積物稱為殘積土。 5、風(fēng)化巖：尚保留原巖結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的風(fēng)化巖石稱為風(fēng) 化巖。 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 風(fēng)化作用風(fēng)化作用 二、

2、風(fēng)化作用的類型二、風(fēng)化作用的類型 根據(jù)風(fēng)化作用的性質(zhì)，一般分為物理風(fēng)化作用，化學(xué)風(fēng)化作用和生 物風(fēng)化作用等三種基本類型。 1、物理風(fēng)化：地表的巖石由于溫度變化在原地產(chǎn)生機(jī)械破碎而 不改變其化學(xué)成分、不形成新礦物的作用，稱為物理風(fēng)化作用或機(jī) 械風(fēng)化作用。 熱力風(fēng)化：熱力風(fēng)化：巖石是熱的不良導(dǎo)體巖石是熱的不良導(dǎo)體,內(nèi)部和表層對(duì)溫度變化的反內(nèi)部和表層對(duì)溫度變化的反 應(yīng)不一致應(yīng)不一致 凍融風(fēng)化：凍融風(fēng)化：水凍結(jié)成冰水凍結(jié)成冰,體積膨脹體積膨脹,對(duì)圍巖產(chǎn)生壓力對(duì)圍巖產(chǎn)生壓力,使原有裂使原有裂 縫加寬加深縫加寬加深 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 風(fēng)化作用風(fēng)化作用 二、風(fēng)化作用的類型二、風(fēng)化作用的類型

3、 1、物理風(fēng)化： NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 風(fēng)化作用風(fēng)化作用 二、風(fēng)化作用的類型二、風(fēng)化作用的類型 2、化學(xué)風(fēng)化：處于地表的巖石，與水溶液和氣體等在原地發(fā)生化 學(xué)反應(yīng)逐漸使巖石破壞，不僅改變其物理狀態(tài)同時(shí)也改變其化學(xué) 成分，并可形成新礦物的作用，稱為化學(xué)風(fēng)化作用。化學(xué)風(fēng)化作用 的方式主要有溶解作用、水化作用、水解作用、碳酸化作用和氧化 作用等。 （1）溶解作用：）溶解作用： 水直接溶解巖石中礦物的作用稱為溶解作用。水直接溶解巖石中礦物的作用稱為溶解作用。 易溶物質(zhì)溶解流失 強(qiáng)度降低更易 風(fēng)化 孔隙增加連 接減弱 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 風(fēng)化作用風(fēng)化作用 二、風(fēng)化作用的類型

4、二、風(fēng)化作用的類型 2、化學(xué)風(fēng)化： （2） 水化作用：水化作用：礦物與水作用，吸收水分作為自己的組成礦物與水作用，吸收水分作為自己的組成 部分形成含水的新礦物的過程。礦物經(jīng)水化作用后體積膨脹而部分形成含水的新礦物的過程。礦物經(jīng)水化作用后體積膨脹而 對(duì)周圍巖石產(chǎn)生壓力，使巖石脹裂。對(duì)周圍巖石產(chǎn)生壓力，使巖石脹裂。 硬石膏硬石膏石膏石膏 體積增大體積增大60% （3）水解作用：）水解作用：某些礦物（硅酸鹽、鋁硅酸鹽）溶于水后，某些礦物（硅酸鹽、鋁硅酸鹽）溶于水后， 出現(xiàn)離解現(xiàn)象，其離解產(chǎn)物可與水中的出現(xiàn)離解現(xiàn)象，其離解產(chǎn)物可與水中的H+和和OH-離子發(fā)生化學(xué)反離子發(fā)生化學(xué)反 應(yīng)，形成新的礦物的作用

5、。應(yīng)，形成新的礦物的作用。 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 風(fēng)化作用風(fēng)化作用 二、風(fēng)化作用的類型二、風(fēng)化作用的類型 2、化學(xué)風(fēng)化： （4）碳酸化作用）碳酸化作用 （5）氧化作用）氧化作用 溶于水的CO2 CO32- HCO3- 易溶碳酸鹽 隨水遷移 結(jié)合礦物中的 K、Ca、Na 與礦物中某種元素結(jié)合形成新的礦物，如黃鐵礦轉(zhuǎn)變?yōu)?褐鐵礦 低價(jià)礦物轉(zhuǎn)變位高價(jià)礦物，如磁鐵礦變?yōu)楹骤F礦 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 風(fēng)化作用風(fēng)化作用 二、風(fēng)化作用的類型二、風(fēng)化作用的類型 3、生物風(fēng)化：、生物風(fēng)化：生物生長(zhǎng)和分解過程中，直接或間接對(duì)巖石礦生物生長(zhǎng)和分解過程中，直接或間接對(duì)巖石礦 物所起破壞和分

6、解作用。物所起破壞和分解作用。 物理的：植物的生長(zhǎng)，動(dòng)物的挖掘和穿鑿 化學(xué)的：生物生長(zhǎng)過程中所分泌的化合物對(duì)巖石礦物的溶解 4、風(fēng)化作用類型之間的聯(lián)系、風(fēng)化作用類型之間的聯(lián)系 物理風(fēng)化使化學(xué)風(fēng)化的前驅(qū)和必要條件 化學(xué)風(fēng)化是物理風(fēng)化的繼續(xù)和深入 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 風(fēng)化作用風(fēng)化作用 三、影響風(fēng)化作用的因素三、影響風(fēng)化作用的因素 1 1、氣候因素、氣候因素 溫度：變化的頻率和幅度，影響物理風(fēng)化的進(jìn)行，化學(xué)風(fēng) 化的速度 雨量：影響化學(xué)風(fēng)化進(jìn)行的主要因素，溶解、水解、水化 生物：氣候濕潤(rùn)，降水豐沛，利于生物的繁殖。 干旱沙漠：溫差風(fēng)化為主，薄層棱角狀殘積碎屑物 寒冷極地：冰凍風(fēng)化 濕潤(rùn)

7、區(qū)：化學(xué)、生物風(fēng)化為主，風(fēng)化徹底，殘積層厚，土 壤層厚。 決定了風(fēng)化作用的類型及其發(fā)育程度決定了風(fēng)化作用的類型及其發(fā)育程度 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 風(fēng)化作用風(fēng)化作用 三、影響風(fēng)化作用的因素三、影響風(fēng)化作用的因素 2 2、地形因素、地形因素 地形起伏較大、陡峭、切割較深的地區(qū)：以物理風(fēng)化作用 為主，巖石表面風(fēng)化后巖屑可不斷崩落。使新鮮巖石直接 出露表面而易受風(fēng)化，風(fēng)化產(chǎn)物較薄。 在地形起伏較小、徑流緩慢的地區(qū)：以化學(xué)風(fēng)化作用為主， 巖石風(fēng)化徹底，風(fēng)化產(chǎn)物較厚。 在低埋有沉積物覆蓋的地區(qū)：由于有覆蓋物的保護(hù)不易風(fēng) 化。 影響風(fēng)化作用的速度、深度、風(fēng)化產(chǎn)物的堆積厚度及分布影響風(fēng)化作用的速

8、度、深度、風(fēng)化產(chǎn)物的堆積厚度及分布 情況。情況。 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 風(fēng)化作用風(fēng)化作用 三、影響風(fēng)化作用的因素三、影響風(fēng)化作用的因素 3 3、地質(zhì)因素、地質(zhì)因素 礦物組成：決定巖石抗風(fēng)化能力的主要因素 結(jié)構(gòu)：粗粒較細(xì)粒易風(fēng)化，多種礦物較單一礦物易風(fēng)化 構(gòu)造：不連續(xù)面對(duì)風(fēng)化的影響 穩(wěn)定性造巖礦物 極穩(wěn)定石英 穩(wěn)定白云母、正長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石、酸性斜長(zhǎng)石 欠穩(wěn)定普通角閃石、輝石類 不穩(wěn)定 基性斜長(zhǎng)石、堿性角閃石、黑云母、普通輝石、橄欖 石、海綠石、方解石、白云石、石膏 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 風(fēng)化作用風(fēng)化作用 四、巖石風(fēng)化的勘查與評(píng)價(jià)四、巖石風(fēng)化的勘查與評(píng)價(jià) 1. 1. 風(fēng)

9、化作用的工程意義風(fēng)化作用的工程意義 巖石的裂隙度、空隙度、透水性、親水性、脹縮性和可塑性等都 隨風(fēng)化程度加深而增大。 巖石的抗壓和抗剪強(qiáng)度等都隨風(fēng)化程度加 深而降低；風(fēng)化殼成分的不均勻性、產(chǎn)狀和厚度的不規(guī)則性都隨風(fēng)化 程度加深而增大。 風(fēng)化程度影響到地基承載力和邊坡的穩(wěn)定性。 工程建設(shè)前必須對(duì)巖石的風(fēng)化程度、速度、深度和分布狀況進(jìn)行調(diào) 查研究。 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 風(fēng)化作用風(fēng)化作用 四、巖石風(fēng)化的勘查與評(píng)價(jià)四、巖石風(fēng)化的勘查與評(píng)價(jià) 2. 2. 巖石風(fēng)化的勘查與評(píng)價(jià)巖石風(fēng)化的勘查與評(píng)價(jià) 查明風(fēng)化程度，確定風(fēng)化層的工程性質(zhì) 確定建筑物的結(jié)構(gòu)和施工方法（五個(gè)風(fēng)化帶） 查明風(fēng)化厚度和分

10、布 建筑選址、加固措施 查明風(fēng)化速度和引起風(fēng)化的主要因素 確定預(yù)防風(fēng)化的正確措施 劃分風(fēng)化層 地基的穩(wěn)定性分析 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 風(fēng)化作用風(fēng)化作用 四、巖石風(fēng)化的勘查與評(píng)價(jià)四、巖石風(fēng)化的勘查與評(píng)價(jià) 3. 3. 巖石風(fēng)化的防治巖石風(fēng)化的防治 挖除法：風(fēng)化層薄，厚度大時(shí)僅除掉嚴(yán)重影響建筑 穩(wěn)定的巖層部分 抹面法：防止風(fēng)化繼續(xù)進(jìn)行的措施 膠結(jié)灌漿法：加固措施，并減弱風(fēng)化的進(jìn)行 排水法：防止水對(duì)風(fēng)化的影響 只有在對(duì)工程場(chǎng)地詳細(xì)調(diào)查后才能確定處理措施 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 一、河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積一、河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積 1. 1. 河流的水動(dòng)力學(xué)特征河流的水動(dòng)力學(xué)特

11、征 河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用 河水水流的紊流特征 河水水流一般處于紊流狀態(tài)，具有脈動(dòng)特征。 脈動(dòng)：按照紊流運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，水流每點(diǎn)的瞬時(shí)流速，不論其方向 和大小都在不斷變化著。 河水平均流速在接近水面處最大，向河底、岸壁遞減。 平滑邊界緊靠邊壁處存在層流區(qū)（層流亞層或邊界層）；粗 糙邊界的邊界層常被渦流破壞。 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 一、河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積一、河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積 1. 1. 河流的水動(dòng)力學(xué)特征河流的水動(dòng)力學(xué)特征 河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用 流速較大的水流（特別是底床糙突），靠近底部的水流可 因流速梯度大或糙突

12、處的攪動(dòng)而產(chǎn)生軸線近水平且與水流方 向近正交的旋渦流，使上部流速增大，底部則因反向旋渦流 的阻擋而減速。 造成垂線方向上的壓力差，使渦流離開河底上升，并隨水 流向下游擴(kuò)散逐漸消失。渦流加強(qiáng)了水流在垂直方向上的交 替，增強(qiáng)了水流的沖刷能力。 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 一、河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積一、河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積 1. 1. 河流的水動(dòng)力學(xué)特征河流的水動(dòng)力學(xué)特征 河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用 橫向環(huán)流與螺旋流 垂直水流運(yùn)動(dòng)方向，產(chǎn)生原因： 彎道離心力：凹岸水面抬高，凸岸降低；上層水流流向凹 岸，下層流向凸岸 地球自轉(zhuǎn)的影響：北半球，沿水流方向，慣性力作用于

13、右岸； 南半球相反。中高緯度區(qū)作用顯著。 同一斷面：表流下沉為底流時(shí)，流速遞增 凹岸侵蝕 底流上升為表流時(shí)，流速遞減 凸岸侵蝕 結(jié)果： NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 一、河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積一、河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積 2 2. . 河流的河流的侵蝕作用侵蝕作用 河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用 地表泥沙被水流帶起的過程。泥沙起動(dòng)條件： 水流流速：臨界流速 沖蝕：水流的沖刷 磨蝕：水流攜帶的沙礫 溶蝕：水的溶解能力 側(cè)蝕：對(duì)河岸的侵蝕 下蝕：對(duì)河床的沖刷 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 一、河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積一、河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積 3 3. . 河流的河流

14、的搬運(yùn)作用搬運(yùn)作用 河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用 對(duì)沙礫沿河底的推移 細(xì)小物質(zhì)的懸移 推移的臨界流速 顆粒重量、流速與流速的6次方關(guān)系 dv2 wd3 wv6 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 一、河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積一、河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積 4 4. . 河流的河流的沉積作用沉積作用 河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用 流速低于臨界流速時(shí)，泥沙的沉積。 條件：流速、流量減小，搬運(yùn)物增多。 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 二、河流地貌二、河流地貌 1 1、河漫灘、河漫灘 河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用 靠近河床、洪水時(shí)被

15、淹沒、平時(shí)出露的灘地，又稱洪水河 床。有調(diào)節(jié)洪水、消減洪峰、儲(chǔ)存泥沙的作用。 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 二、河流地貌二、河流地貌 1 1、河漫灘、河漫灘 河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用 河床的橫向移動(dòng)為河漫灘地貌的發(fā)展創(chuàng)造了空間條件，決 定了河漫灘的規(guī)模和類型。 礫石河漫灘礫石河漫灘沉積物不穩(wěn)定沉積物不穩(wěn)定 沖積性河床形成河岸沙堤沖積性河床形成河岸沙堤 河岸沙堤與河床之間有邊灘河岸沙堤與河床之間有邊灘 邊灘可逐漸發(fā)展成為新的河漫灘邊灘可逐漸發(fā)展成為新的河漫灘 新老河漫灘組合在一起，使河漫灘結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。 因演變過程的不同，河漫灘有多種組合形式。 NJUT 地表地質(zhì)

16、作用地表地質(zhì)作用 二、河流地貌二、河流地貌 1 1、河漫灘、河漫灘 河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 二、河流地貌二、河流地貌 1 1、河漫灘、河漫灘 河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 二、河流地貌二、河流地貌 2 2、河流階地：被遺棄的老河漫灘河流階地：被遺棄的老河漫灘 河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用 （1）階地的形態(tài)特征： 階面：老河谷的谷底，標(biāo)志河流以側(cè)蝕或沉積作用為主 階地斜坡：階面以下坡地，朝向河谷軸部，河流深切侵 蝕為主 階地級(jí)數(shù)：靠近漫灘的最低一級(jí)

17、階地為一級(jí)階地，向上 依次為 二級(jí)、三級(jí) NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 二、河流地貌二、河流地貌 2 2、河流階地：被遺棄的老河漫灘、河流階地：被遺棄的老河漫灘 河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用 （1）階地的形成：p72 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 二、河流地貌二、河流地貌 河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用 2 2、河流階地：被遺棄的老河漫灘、河流階地：被遺棄的老河漫灘 （1）階地的類型： 侵蝕階地：基巖，山區(qū) 堆積階地：河流沖積物，河流中下游，有內(nèi)疊和上 疊之分 基座階地：兩種物質(zhì)組成，上部河流沉積物，下部 基巖。 NJUT 地表地質(zhì)作用

18、地表地質(zhì)作用 二、河流地貌二、河流地貌 河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用 山口山口沉積作用沉積作用 谷底沉積作用谷底沉積作用 河口沉積作用河口沉積作用 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 三、河流的侵蝕、淤積作用的防治三、河流的侵蝕、淤積作用的防治 河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用 1. 凹岸的坍塌和凸岸的淤漲 坍岸的成因分析 坍岸一是由于水流（直接帶走泥沙、淘蝕坡腳導(dǎo)致 坍塌）的作用，二是外界條件造成的土體強(qiáng)度減弱和風(fēng) 化。兩者往往同時(shí)存在。 各類土質(zhì)河岸的坍岸情況 坍岸與河岸的高度、坡度、形狀、土層情況和土質(zhì) 特性均有密切聯(lián)系。 NJUT 地表地質(zhì)作

19、用地表地質(zhì)作用 三、河流的侵蝕、淤積作用的防治三、河流的侵蝕、淤積作用的防治 河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用 凹岸的坍塌和凸岸的淤漲 無粘性土河岸 動(dòng)力與阻力之比。分排水好（強(qiáng)度降低和坡 腳淘空）和排水差（土體飽和與否）兩種情況。 粘性土河岸 團(tuán)粒，內(nèi)聚合力大，抗沖刷力強(qiáng)。分圓弧滑動(dòng)、 淺層滑動(dòng)和平面滑動(dòng)三種。 彎曲河段的二元結(jié)構(gòu)河岸（組合土層） 圓弧滑動(dòng)、平面滑 動(dòng)和坍落。 凹岸的坍塌和凸岸的淤漲 凸岸的堆積主要來自凹岸的沖刷，通過彎道環(huán)流聯(lián)系。凹 岸間歇性后退，凸岸集中淤積。 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 三、河流的侵蝕、淤積作用的防治三、河流的侵蝕、淤積作用的

20、防治 河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用 2、河流侵蝕、淤積作用的治理 （1）崩岸位置：彎曲河床凸岸邊灘的上方，凹岸頂點(diǎn)的下方。 順直河床深槽處 游蕩河床不固定。 （2）防護(hù)措施：護(hù)岸工程（砌石、拋石） 約束水流（順壩、丁壩） NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 三、河流的侵蝕、淤積作用的防治三、河流的侵蝕、淤積作用的防治 河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用 拋石拋石 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 三、河流的侵蝕、淤積作用的防治三、河流的侵蝕、淤積作用的防治 河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用 砌石砌石 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)

21、作用 三、河流的侵蝕、淤積作用的防治三、河流的侵蝕、淤積作用的防治 河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用 順壩順壩 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 三、河流的侵蝕、淤積作用的防治三、河流的侵蝕、淤積作用的防治 河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用河流的侵蝕、搬運(yùn)與沉積作用 丁壩丁壩 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 巖溶作用巖溶作用 一、基本概念與研究意義一、基本概念與研究意義 1、基本概念 巖溶，原名喀斯特碳酸巖地貌。 巖溶作用：凡是以地下水為主、地表水為輔，以化學(xué)過程（溶 解和沉淀）為主、機(jī)械過程（流水侵蝕和沉積、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。 巖溶：巖

22、溶作用及其所產(chǎn)生的水文現(xiàn)象和地貌現(xiàn)象的統(tǒng)稱。 2、研究意義 巖溶在我國(guó)分布非常廣泛，云南、桂林、貴州都有大面積分布。 巖溶區(qū)工程建設(shè)的塌陷問題 巖溶區(qū)工程建設(shè)的滲漏問題 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 巖溶作用巖溶作用 二、巖溶作用的基本條件二、巖溶作用的基本條件 1. 巖石的可溶性 巖石的可溶性取決于巖石的巖性成分和結(jié)構(gòu)。 成分：鹵鹽硫酸鹽碳酸鹽，但碳酸鹽分布面積廣 碳酸鹽中，石灰?guī)r白云巖硅質(zhì)石灰?guī)r泥質(zhì)石灰?guī)r 結(jié)構(gòu)：原生孔隙，結(jié)構(gòu)不同的碳酸鹽巖以生物礁灰?guī)r最易溶 蝕，它主要由生物碎屑組成，孔隙大而多。 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 巖溶作用巖溶作用 二、巖溶作用的基本條件二、巖溶作

23、用的基本條件 2. 巖石的透水性 巖石的可溶性取決于巖石的裂隙度和孔隙度。 裂隙度：影響更大，對(duì)巖溶具有控制作用 褶皺的背斜頂部易發(fā)育巖溶漏斗和豎井 褶皺的向斜巖溶易發(fā)育地下河、漏斗和落水洞 孔隙度：孔隙的大小、狀態(tài)等 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 巖溶作用巖溶作用 二、巖溶作用的基本條件二、巖溶作用的基本條件 3. 水的溶蝕力 CaCO3 + H2O +CO2 Ca2+ +2HCO3- 4. 水的流動(dòng)性 溶液的飽和度溶液的飽和度 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 巖溶作用巖溶作用 三、巖溶地貌三、巖溶地貌 可溶性巖層在巖溶作用下，形成一系列獨(dú)特的地貌，根據(jù)它們 出露情況，可分為地表巖

24、溶地貌和地下巖溶地貌。 石芽與溶溝 漏斗 豎井 落水洞 溶蝕洼地 坡立谷 干谷和盲谷 溶洞 地下河 地表 地下 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 巖溶作用巖溶作用 三、巖溶地貌三、巖溶地貌 石芽石芽溶溝溶溝 地表水流沿坡面上的節(jié)理流動(dòng)，溶蝕和沖蝕出許多凹槽和洼地，地表水流沿坡面上的節(jié)理流動(dòng)，溶蝕和沖蝕出許多凹槽和洼地， 凹槽就叫溶溝，購間的突起為石芽凹槽就叫溶溝，購間的突起為石芽 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 巖溶作用巖溶作用 三、巖溶地貌三、巖溶地貌 呈碗碟狀或倒錐狀的溶蝕洼地，就叫呈碗碟狀或倒錐狀的溶蝕洼地，就叫 漏斗漏斗。底部常有管道通往地下，起集。底部常有管道通往地下，起集 水

25、和消水的作用水和消水的作用 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 巖溶作用巖溶作用 三、巖溶地貌三、巖溶地貌 豎井豎井 是一種坍陷的漏斗，井壁陡峭，是一種坍陷的漏斗，井壁陡峭， 近乎直立近乎直立 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 巖溶作用巖溶作用 三、巖溶地貌三、巖溶地貌 落水洞落水洞 地表水流入地下的進(jìn)口，地表水流入地下的進(jìn)口， 是由溶蝕作用形成的，是由溶蝕作用形成的， 侵蝕作用非常強(qiáng)烈侵蝕作用非常強(qiáng)烈 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 巖溶作用巖溶作用 三、巖溶地貌三、巖溶地貌 溶蝕洼地溶蝕洼地 盆狀洼地，周圍盆狀洼地，周圍 被石灰?guī)r山丘包被石灰?guī)r山丘包 圍，底部常附生圍，底部常附生 著

26、漏斗，常有土著漏斗，常有土 覆蓋，成耕地覆蓋，成耕地 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 巖溶作用巖溶作用 三、巖溶地貌三、巖溶地貌 坡立谷坡立谷 寬廣而平坦的巖溶寬廣而平坦的巖溶 谷地，大都沿?cái)嗔压鹊?，大都沿?cái)嗔?帶或構(gòu)造帶溶蝕發(fā)帶或構(gòu)造帶溶蝕發(fā) 育而成。有的地方育而成。有的地方 覆蓋河流沖積層覆蓋河流沖積層 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 巖溶作用巖溶作用 三、巖溶地貌三、巖溶地貌 溶洞溶洞 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 巖溶作用巖溶作用 三、巖溶地貌三、巖溶地貌 地下水地下水 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 巖溶作用巖溶作用 三、巖溶地貌三、巖溶地貌 3. 巖溶地貌組合 落

27、水洞 豎井 地下通道組合 干谷與暗河組合 塌陷與地下巖洞組合 溶洞與地下通道組合 溶洞與階地組合 分水嶺風(fēng)口與溶洞組合 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 巖溶作用巖溶作用 四、巖溶區(qū)的主要工程地質(zhì)問題四、巖溶區(qū)的主要工程地質(zhì)問題 1、 地基穩(wěn)定性及塌陷問題 巖溶區(qū)地表覆蓋層下常有：石芽溶溝、暗河溶洞，建筑物地 基很不均勻，很容易發(fā)生地面沉降。 （1）石芽地基：基礎(chǔ)高低不平，強(qiáng)度低，壓縮性高，易引起 不均勻沉降。須查清基巖埋深、起伏、覆蓋土層的壓縮性及石芽強(qiáng) 度。 （2）溶洞地基：易出現(xiàn)頂板塌陷、地基失穩(wěn)。取決于溶洞的 規(guī)模、埋深及充填情況。頂板安全厚度。 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用

28、巖溶作用巖溶作用 四、巖溶區(qū)的主要工程地質(zhì)問題四、巖溶區(qū)的主要工程地質(zhì)問題 1、 地基穩(wěn)定性及塌陷問題 （2）溶洞地基： 洞頂完整溶洞：厚跨比法，h/l 0.5，安全； 頂板不完整，有坍塌：頂板坍塌堵塞計(jì)算法； 頂板不完整，節(jié)理裂隙發(fā)育：按節(jié)理裂隙分布特征 采用受力的梁（板）計(jì)算彎距，再計(jì)算安全厚度。 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 巖溶作用巖溶作用 四、巖溶區(qū)的主要工程地質(zhì)問題四、巖溶區(qū)的主要工程地質(zhì)問題 1、 地基穩(wěn)定性及塌陷問題 （3）土洞地基：發(fā)育在可溶巖上覆土層中，易下陷或塌落。 應(yīng)查明其成因、位置、埋深、大小以及與其有關(guān)的溶洞的分布。處 理方法：埋深淺：挖填梁板跨越；規(guī)模小：梁

29、板跨越；規(guī)模大：鉆 孔灌砂（礫）或灌碎石混凝土充填 2、滲漏和突水問題 滲漏：堵、鋪、截、圍； 突水：疏導(dǎo)，排水措施。 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 一、斜坡與邊坡地質(zhì)作用的類型一、斜坡與邊坡地質(zhì)作用的類型 斜坡與邊坡地質(zhì)作用斜坡與邊坡地質(zhì)作用 1、有關(guān)概念 斜坡：由自然作用而形成的，向一個(gè)方向傾斜的臨空地段。 邊坡：多指人為作用而造成的地表向一個(gè)方向傾斜的地段。 坡腳：坡地的下限 坡緣：坡地的上限 坡高：坡緣和坡腳之間的垂直距離 坡度：點(diǎn)的坡度，平均坡度；表示，1：cot NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 一、斜坡與邊坡地質(zhì)作用的類型一、斜坡與邊坡地質(zhì)作用的類型 2. 邊坡運(yùn)動(dòng)分類

30、斜坡或邊坡的地質(zhì)作用表現(xiàn)為斜坡巖土體的向下運(yùn)動(dòng)，它改變 著斜坡的外貌，使之逐漸變緩。 斜坡的每一種分類方法都涉及斜坡的識(shí)別、避繞、防治、整治 和其它相關(guān)特征。 因用途不同標(biāo)準(zhǔn)各異，常用的標(biāo)志有：移動(dòng)形式、物質(zhì)種類、 移動(dòng)速率等。采用 D.varnes 滑坡分類為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。該方案綜合考慮 了斜坡的物質(zhì)組成和運(yùn)動(dòng)方式兩方面，前者分為巖質(zhì)和土質(zhì)斜坡， 后者分為崩落、倒塌、滑動(dòng)、側(cè)向擴(kuò)展和流動(dòng)5種，兩者還可組合成 復(fù)合類型。 斜坡與邊坡地質(zhì)作用斜坡與邊坡地質(zhì)作用 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 一、斜坡與邊坡地質(zhì)作用的類型一、斜坡與邊坡地質(zhì)作用的類型 斜坡與邊坡地質(zhì)作用斜坡與邊坡地質(zhì)作用 2. 邊

31、坡運(yùn)動(dòng)分類 土質(zhì)邊坡 巖質(zhì)邊坡 崩落 倒塌 滑動(dòng)：有剪應(yīng)變和位移，連續(xù)貫通破 壞面 擴(kuò)展運(yùn)動(dòng) 流動(dòng) 復(fù)合運(yùn)動(dòng) 組成物質(zhì) 運(yùn)動(dòng)方式 崩塌，坡體較陡，60度 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 一、斜坡與邊坡地質(zhì)作用的類型一、斜坡與邊坡地質(zhì)作用的類型 斜坡與邊坡地質(zhì)作用斜坡與邊坡地質(zhì)作用 2. 邊坡運(yùn)動(dòng)分類 崩落 任意大小的塊體沿沒有剪切位移的面分離，自由跌落、 崩塌、彈跳或翻滾，速度極快，事先的微小運(yùn)動(dòng)或有或無。 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 一、斜坡與邊坡地質(zhì)作用的類型一、斜坡與邊坡地質(zhì)作用的類型 斜坡與邊坡地質(zhì)作用斜坡與邊坡地質(zhì)作用 2. 邊坡運(yùn)動(dòng)分類 倒塌 在重力、鄰近塊體作用力或裂

32、縫中流體的影響下繞其下 方或某個(gè)支點(diǎn)向前翻轉(zhuǎn)。 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 一、斜坡與邊坡地質(zhì)作用的類型一、斜坡與邊坡地質(zhì)作用的類型 斜坡與邊坡地質(zhì)作用斜坡與邊坡地質(zhì)作用 2. 邊坡運(yùn)動(dòng)分類 滑動(dòng) 剪應(yīng)變和位移造成的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)面可以推斷，發(fā)生在相 對(duì)較窄的區(qū)域內(nèi)，運(yùn)動(dòng)可能是漸進(jìn)的，從局部破壞區(qū)逐步擴(kuò)展。 旋轉(zhuǎn)滑動(dòng) 沿著向上凹的弧形破裂面滑動(dòng)，曲率常不均勻，形 狀受斷層、節(jié)理、層理或其它不連續(xù)面的影響。當(dāng)假定破裂面為某 一形狀進(jìn)行斜坡穩(wěn)定性分析時(shí)必須考慮這些不連續(xù)面的影響。 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 一、斜坡與邊坡地質(zhì)作用的類型一、斜坡與邊坡地質(zhì)作用的類型 斜坡與邊坡地質(zhì)作用斜

33、坡與邊坡地質(zhì)作用 2. 邊坡運(yùn)動(dòng)分類 平移滑動(dòng) 在結(jié)構(gòu)上常受軟弱面如斷層、節(jié)理、層理和層狀沉 積巖以及堅(jiān)硬基巖和巖屑蓋層間接觸面的控制。 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 一、斜坡與邊坡地質(zhì)作用的類型一、斜坡與邊坡地質(zhì)作用的類型 斜坡與邊坡地質(zhì)作用斜坡與邊坡地質(zhì)作用 2. 邊坡運(yùn)動(dòng)分類 擴(kuò)展運(yùn)動(dòng) 主要是側(cè)向延伸，伴隨著剪切和拉伸裂縫。因下層 材料的液化或塑性流動(dòng)，在巖土體里，它可能還包括斷裂和粘性材 料的拉伸。互相粘結(jié)的上部塊體可能下沉、移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、分離或液 化和流動(dòng)，破壞機(jī)理不僅包括旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)，還有流動(dòng)，因此某些側(cè) 向擴(kuò)展破壞可看作復(fù)合型。 流動(dòng)巖土體在空間上的連續(xù)變形。 復(fù)合移動(dòng)上述主要

34、類型中一個(gè)或多個(gè)的組合。可在滑坡體的不 同部分也可在滑動(dòng)的不同階段組合。 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 二、斜坡及其工程地質(zhì)勘測(cè)二、斜坡及其工程地質(zhì)勘測(cè) 斜坡與邊坡地質(zhì)作用斜坡與邊坡地質(zhì)作用 1. 滑坡的特征 滑坡是斜坡上土體、巖體或其它碎屑堆積物沿一定的滑動(dòng)面作 整體下滑的現(xiàn)象。 滑坡體 向下滑動(dòng)的巖土體，大小不一。 滑動(dòng)面和滑動(dòng)帶 動(dòng)體與不動(dòng)體之間的分界面，均質(zhì)土體中近似 圓弧形，一個(gè)或幾個(gè)（有主支之分），其上受滑動(dòng)揉皺的地帶稱滑 動(dòng)帶。 滑坡壁 滑坡體與坡上方未動(dòng)巖土體之間的圍椅狀分界面，坡度 6080。陡峻，常產(chǎn)生崩塌。 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 二、斜坡及其工程地質(zhì)勘

35、測(cè)二、斜坡及其工程地質(zhì)勘測(cè) 斜坡與邊坡地質(zhì)作用斜坡與邊坡地質(zhì)作用 1. 滑坡的特征 滑坡臺(tái)階滑坡體各段移動(dòng)速度的差異產(chǎn)生分支滑動(dòng)面，滑坡體 分裂成幾個(gè)滑坡臺(tái)階，皆向內(nèi)傾斜呈反坡地形。 滑坡舌滑坡體的前緣突起部分稱為滑坡舌（被動(dòng)土體），滑坡 體后部稱為主動(dòng)土體。 滑坡鼓丘 在滑動(dòng)過程中，滑坡舌因受阻、擠壓而鼓起，稱鼓丘。 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 二、斜坡及其工程地質(zhì)勘測(cè)二、斜坡及其工程地質(zhì)勘測(cè) 斜坡與邊坡地質(zhì)作用斜坡與邊坡地質(zhì)作用 1. 滑坡的特征 滑坡裂縫 環(huán)狀拉張裂縫 分布在滑坡壁后緣，與滑坡壁方向大致吻合， 因滑坡體向下滑動(dòng)的拉力而產(chǎn)生，拉張裂縫的出現(xiàn)是預(yù)兆。 剪切裂縫 分布在

36、滑坡的中部和兩側(cè)，動(dòng)土與不動(dòng)土相對(duì)移 動(dòng)造成。常伴羽狀裂縫。 鼓張裂縫 分布在舌部，因下滑受阻，土體隆起成張拉裂縫， 方向垂直于滑動(dòng)方向。 羽狀張裂縫 在滑坡體最前緣，因滑坡舌向兩側(cè)擴(kuò)展而形成 的扇狀或放射狀張裂縫。 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 二、斜坡及其工程地質(zhì)勘測(cè)二、斜坡及其工程地質(zhì)勘測(cè) 斜坡與邊坡地質(zhì)作用斜坡與邊坡地質(zhì)作用 湖北巴東滑坡 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 二、斜坡及其工程地質(zhì)勘測(cè)二、斜坡及其工程地質(zhì)勘測(cè) 斜坡與邊坡地質(zhì)作用斜坡與邊坡地質(zhì)作用 重慶云陽滑坡 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 二、斜坡及其工程地質(zhì)勘測(cè)二、斜坡及其工程地質(zhì)勘測(cè) 斜坡與邊坡地質(zhì)作用斜

37、坡與邊坡地質(zhì)作用 廬山北山公路山體滑坡 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 二、斜坡及其工程地質(zhì)勘測(cè)二、斜坡及其工程地質(zhì)勘測(cè) 斜坡與邊坡地質(zhì)作用斜坡與邊坡地質(zhì)作用 長(zhǎng)江沿途滑坡 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 二、斜坡及其工程地質(zhì)勘測(cè)二、斜坡及其工程地質(zhì)勘測(cè) 斜坡與邊坡地質(zhì)作用斜坡與邊坡地質(zhì)作用 2. 影響滑坡的因素 巖性 主要發(fā)生在松散堆積層中，與粘土有關(guān)，如蒙脫石、伊利石和 高嶺土等，尤以蒙脫石影響最大；滑動(dòng)面主要在粘土夾層中?；?巖中相對(duì)較少，主要與千枚巖、頁巖等遇水軟化的巖石有關(guān)。 構(gòu)造 軟弱結(jié)構(gòu)面（順坡層面、節(jié)理面、斷層面、不整合面等等）。 上部透水層與下部不透水層的組合 NJU

38、T 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 二、斜坡及其工程地質(zhì)勘測(cè)二、斜坡及其工程地質(zhì)勘測(cè) 斜坡與邊坡地質(zhì)作用斜坡與邊坡地質(zhì)作用 2. 影響滑坡的因素 地貌 與臨空面、坡度、基部受沖刷等因素有關(guān)，河流及溝谷 流水沖刷是誘發(fā)因素。 氣候 與降雨和溫度有關(guān)，尤其是前者，另外還與凍融有關(guān)。 地下水 滑坡多沿飽含地下水的巖體軟弱面發(fā)生，包括許多復(fù) 雜過程 水的滲入消除了顆粒間的吸附力 水溶解了膠結(jié)物使顆粒喪失粘結(jié)力 增加單位體積的重量，加大剪應(yīng)力 使?jié)撍嫔仙?，增加孔隙水壓力，?duì)潛在破裂面上的巖土 體起浮托作用，降低破裂面上的正應(yīng)力，抗剪強(qiáng)度減小。 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 二、斜坡及其工程地質(zhì)勘測(cè)二、

39、斜坡及其工程地質(zhì)勘測(cè) 斜坡與邊坡地質(zhì)作用斜坡與邊坡地質(zhì)作用 2. 影響滑坡的因素 節(jié)理面的存在使下伏含粘土的隔水層在流水作用下軟化， 促進(jìn)滑動(dòng)。 地震 通過松動(dòng)斜坡巖土體結(jié)構(gòu)、造成破裂面、引起軟弱面錯(cuò) 位等方式降低斜坡的穩(wěn)定性。產(chǎn)生觸發(fā)效應(yīng)。 人為因素 人工邊坡過陡、大爆破施工、工程建筑載荷、集水 建筑物漏水、護(hù)坡無排水或排水不當(dāng)?shù)取?影響斜坡穩(wěn)定性的因素有很多，大致可分為可逆因素（降雨等） 和不可逆因素（地下水潛蝕等）。 做到在前者情況下不失穩(wěn)，后者設(shè)法使之不發(fā)生。分清主次因素， 相應(yīng)防治。 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 二、斜坡及其工程地質(zhì)勘測(cè)二、斜坡及其工程地質(zhì)勘測(cè) 斜坡與邊坡地質(zhì)

40、作用斜坡與邊坡地質(zhì)作用 3. 滑坡的發(fā)展階段 蠕動(dòng)變形階段 微小滑動(dòng)的積累，變形逐漸發(fā)展；出 現(xiàn)斷續(xù)的拉張裂縫，滲水作用加強(qiáng)；規(guī)模越大，此階段時(shí) 間越長(zhǎng)。 劇烈滑動(dòng)階段 巖體完全破裂，滑動(dòng)面已形成，滑體 與滑床完全分離。后緣拉張主裂縫連成整體，前緣形成放 射狀鼓張裂縫、擠壓鼓丘；持續(xù)時(shí)間短速度快。 漸趨穩(wěn)定快 能量消耗怠盡，位移速度緩慢，地表裂 縫逐漸愈合，延續(xù)數(shù)年之久。 NJUT 地表地質(zhì)作用地表地質(zhì)作用 二、斜坡及其工程地質(zhì)勘測(cè)二、斜坡及其工程地質(zhì)勘測(cè) 斜坡與邊坡地質(zhì)作用斜坡與邊坡地質(zhì)作用 4. 滑坡的工程地質(zhì)勘察 測(cè)繪與調(diào)查 滑坡歷史、易滑地層分布、氣象、工程地質(zhì)圖、 地質(zhì)構(gòu)造圖，圈定滑坡要素及范圍，地貌形態(tài)與演變，滑坡帶水 和地下水及各種水體的變遷，建筑物變形、位移、時(shí)間、過程。 勘探（物探、坑探、鉆探） 范圍、厚度、物質(zhì)組成、滑動(dòng)面 個(gè)數(shù)、形狀、各滑動(dòng)帶的物質(zhì)組成；地下水含水層的層數(shù)、分布、 來源