工程地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)之不良地質(zhì)現(xiàn)象

2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所1工程地質(zhì)李子生二零一四年九月EngineeringGeology2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所2第8章不良地質(zhì)現(xiàn)象及其防治不良地質(zhì)現(xiàn)象（俗稱地質(zhì)災(zāi)害）包括崩塌、滑坡、泥石流、巖溶等，是山區(qū)公路、建筑的常見災(zāi)害。如香港、馬來西亞等2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所38.1崩塌與滑坡一、崩塌1、崩塌的概念：——陡峻斜坡上巖（土）塊突然下傾、翻滾、崩落的現(xiàn)象。2、崩塌的類型：⑴山崩——規(guī)模巨大的山坡崩塌。⑵碎落——坡面風(fēng)化層的順坡滑落。⑶滾石——個(gè)別巖塊崩落。2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所4㈡崩塌的形成條件㈡形成條件1、地形：坡高＞30m坡度陡＞45°坡面起伏大，呈鋸齒狀。2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所5㈡崩塌的形成條件2、巖性：①堅(jiān)硬、脆性巖石的陡峭斜坡。如圖8－2。②軟、硬互層差異風(fēng)化起伏坡面。如圖8－3。3、構(gòu)造：弱面切割，沿構(gòu)造面發(fā)生破壞。4、其它：強(qiáng)風(fēng)化、暴雨地震、人為開挖、爆破等。2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所6㈡崩塌的形成條件2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所7㈢崩塌的防治1、防治原則：⑴選址：盡量考慮避開或設(shè)防。⑵設(shè)計(jì)施工：避開高陡坡、大開挖、爆震等。2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所8㈢崩塌的防治2、防治措施：⑴清理坡面危石。⑵坡面加固：噴漿、抹面、錨固等。如圖8－4。⑶攔截：修筑攔截平臺(tái)、擋墻等。如圖8－6。⑷排水。2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所9二、滑坡㈠滑坡概念：巖（土）體在重力作用下沿滑動(dòng)面（平面、曲面）整體下滑的現(xiàn)象。特點(diǎn)：常見、危害大、類型多、規(guī)模大。

①滑坡堵塞小江（金沙江支流）使其改道；②意大利瓦依昂(Vaiont)水庫左岸1.5億m3滑坡(1963.10)，造成洪水泛濫，淹沒下游村莊，死亡3000多人。2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所10滑坡的形態(tài)要素滑坡的形態(tài)要素如圖8－7所示。2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所11㈡邊坡的穩(wěn)定條件㈡邊坡的穩(wěn)定條件：滑坡體的下滑力（矩）小于抗滑力（矩），反之則會(huì)發(fā)生滑坡。如圖8－8所示。

2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所12主、被動(dòng)巖體的平衡條件主、被動(dòng)巖體的平衡條件：式中：2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所13㈢滑坡的形成條件1、巖性：易產(chǎn)生滑坡的情形——

（1）易親水軟化的軟質(zhì)巖層。（2）有弱面的堅(jiān)硬巖層。

2、構(gòu)造：是決定滑坡與否的控制因素。3、坡度：坡陡是滑坡的基本條件4、水：水增大滑坡體的下滑力，減少抗滑力（τ↓），相當(dāng)加潤滑劑，是形成滑坡的主要條件?！笆昃呕?、人為因素：開挖、爆震破壞等。2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所14㈣滑坡防治1、選址考慮：避開或綜合治理。2、排除地表水和地下水，控制水的影響，使坡體τ↑。如圖8－14所示。2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所15㈣滑坡防治3、減小下滑力：削坡減載——G1↓4、增大抗滑力：⑴坡腳筑支擋物（如樁、墻、垛等）——τ↑⑵坡腳留緩、留大——G2↑⑶邊坡體加固（如錨噴、注漿等化學(xué)加固），提高滑動(dòng)面抗滑力（矩）。以上2～4項(xiàng)系根據(jù)主、被動(dòng)巖體的平衡原理所采取的防治措施。如圖8－15所示。2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所162023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所178.2泥石流

概念：泥石流是突發(fā)的含有大量泥沙、石塊與水的洪流。特點(diǎn)：發(fā)生時(shí)間短、能量大、危害大，可淹沒、推毀鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)田。例：云南東川的因民、落雪、爛泥坪等地的泥石流。8.7舟曲特大泥石流等2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所18一、泥石流的形成條件1、地質(zhì)條件：⑴巖性軟弱，風(fēng)化強(qiáng)烈。⑵構(gòu)造復(fù)雜、發(fā)育。⑶地震頻繁。2、地形條件：地形陡峻、山高谷深。以上1～2是產(chǎn)生泥石流中固體的因素。

2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所19一、泥石流的形成條件3、水：是產(chǎn)生泥石流的基本動(dòng)力和觸發(fā)條件，尤其在暴雨期間。4、人類活動(dòng)的影響：①植被遭受破壞；②非正常的開挖、爆破震動(dòng)等。2023/5/16廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所20二、泥石流的防治措施1、水土保持：——根治措施⑴平整山坡；⑵植被恢復(fù)；⑶建立良好的排水系統(tǒng)；⑷采取攔截、支擋措施。

2、跨越：采取橋、隧、洞等方式跨越泥石流區(qū)。20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所21二、三泥石三流的三防治三措施3、排三導(dǎo)（如三圖8－17所示三）：⑴下三挖排三導(dǎo)溝三排走三泥石三流；⑵修三筑導(dǎo)三流堤三排走三泥石三流。20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所22二、三泥石三流的三防治三措施4、滯三流、三攔截：⑴滯三流：在泥三石流三溝中三筑一三系列三矮壩三。如三圖8－18。20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所23二、三泥石三流的三防治三措施①攔截三部分三泥砂三石塊三，減三弱泥三石流三的流三量。②減三緩溝三床縱三坡，三降低三泥石三流流三速。③固三定溝三床，三防止三溝床三下切三、塌三坡。⑵攔三截：修筑三攔渣三壩或三停淤三場(chǎng)，三攔截三泥石三流的三固體三物質(zhì)三，僅三讓水三流過三攔渣三壩。20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所248.三3巖溶(K三ar三st三)※巖溶三概念：巖溶三是石三灰?guī)r三等可溶三性巖三層在流三水的機(jī)械三、化三學(xué)作三用下產(chǎn)三生的:①特殊三地貌三形態(tài)——石林三、石三筍等三（如三云南三）；②溶洞三特殊三水文三地質(zhì)三現(xiàn)象——溶洞三、溶三溝、三暗河三等（三如粵三北、三粵西三、廣三西等三）。三如圖8－19、20所示三。20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所25巖溶三產(chǎn)生三的主三要地三質(zhì)問三題※巖溶三產(chǎn)生三的主三要地三質(zhì)問三題：①溶三洞水三活動(dòng)三，產(chǎn)三生地基三冒水三、沖三淹、三涌水等問三題；②地三下洞三穴頂板三坍塌，導(dǎo)三致地基三塌陷三、下三沉、三開裂等問三題。三如花三都市三場(chǎng)商三鋪、三清遠(yuǎn)三教師三樓等三。20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所26云南三石林1云南三石林2石筍1石筍220三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所27溶洞三（善三卷洞三）溶洞三（張三家界三）溶溝暗河1暗河220三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所28一、三巖溶三的形三成條三件一、三巖溶三的形三成條三件：1、可溶三性巖三石：如石三灰?guī)r三、白三云巖三、鹽三巖等三。2、巖石三透水三性強(qiáng)：在斷三層破三碎帶三、背三斜軸三部等三處，三裂隙三發(fā)育三，透三水性三強(qiáng)，三是巖三溶發(fā)三育部三位。3、水的三溶蝕三性強(qiáng)：水中CO2含量三高，三對(duì)石三灰?guī)r三等可三溶性三巖石三溶解三速度三快。20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所29一、三巖溶三的形三成條三件4、水的三流動(dòng)三性好：在多三雨地三區(qū)的三裂隙三發(fā)育三部位三或有三深切三谷、三侵蝕三溝處三，因三雨水三補(bǔ)給三充沛三，可三形成三大量三滲流三或通三暢的三排泄三，是三巖溶三發(fā)育三的基三礎(chǔ)。20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所30二、三巖溶三的處三理措三施1、疏導(dǎo)：用三明溝三、泄三水洞三等進(jìn)三行疏三導(dǎo)，三避免三巖溶三水對(duì)三工程三造成三影響三。2、跨越：以三橋、三涵等三建筑三物跨三越流三量比三較大三的溶三洞、三暗河三。3、加固：采三取加三固措三施防三止溶三洞突三然塌三陷。三具體三措施三有：⑴充填：對(duì)三于容三積大三的溶三洞，三可砌三片石三墻加三固；三對(duì)于三容積三小、三深度三大的三溶洞三，用三大塊三石或三混凝三土充三填。三如圖8－26所示20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所31二、三巖溶三的處三理措三施⑵崩落：采取三爆破三崩落三頂板三方法三消除三溶洞三。⑶襯砌三加固。對(duì)于三隧道三等地三下建三筑。4、堵三塞：對(duì)于三干涸三溶洞三，用三注漿三方法三作堵三塞處三理。5、鉆三孔充三氣：避免三真空三吸蝕三（空吸三效應(yīng)）作三用造三成地三面塌三陷及三氣浪三沖擊三災(zāi)害三。如三弓長三嶺礦三區(qū)垮三塌問三題。6、恢三復(fù)水三位：向溶三洞內(nèi)三灌水三，避三免地三面塌三陷。20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所328.三4地震一、三概念⒈地三震：因構(gòu)三造、三火山三、陷三落、三激發(fā)三等原三因造三成地三殼突三然破三裂、三塌陷三、火三山爆三發(fā)等三產(chǎn)生三震動(dòng)三，以三彈性三波形三式傳三到地三表。是地殼三構(gòu)造三運(yùn)動(dòng)的一三種表三現(xiàn)，是一三種地三質(zhì)現(xiàn)三象和三破壞三性很三強(qiáng)的自然三災(zāi)害：強(qiáng)三烈地三震可三以瞬三間造三成大三范圍三的城三鄉(xiāng)淪三為廢三墟。汶川三地震三引發(fā)三特大三泥石三流唐山三地震三震后三某機(jī)三械廠唐山三地震20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所34一、三概念⒉震源三：地殼三或地三幔中三發(fā)生三地震三的地三方。⒊震三中：震源三在地三面的三垂直三投影三。⒋地三震波三：地震三時(shí)震三源釋三放的三彈性三波（三應(yīng)變?nèi)埽┤?。⑴體三波：縱波P—壓縮三波三橫三波S—剪切三波⑵面三波：瑞利三波—R勒夫三波—Q20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所35一、三概念⒌震級(jí)：表示三地震三釋放三出能三量的三大小三。如7級(jí)地三震的三能量三相當(dāng)30個(gè)兩三萬噸三級(jí)的三原子三彈爆三炸能三（2×三10三15焦耳三）⒍烈三度：地面三各種三建筑三物受三地震三影響三破壞三的程三度。三與震三級(jí)、三源深三、震三中距三離、三地震三波通三過介三質(zhì)等三有關(guān)三。震三級(jí)↑,源深三↓,震中三距離三↓,則烈三度↑烈度三分為三區(qū)域三烈度三、場(chǎng)三地烈三度（三根據(jù)三場(chǎng)地三條件三調(diào)整三后的三烈度三）、三設(shè)計(jì)三烈度三（設(shè)三防烈三度）三。20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所367度烈三度的三破壞三程度（1）磚三石房三屋大三多數(shù)三輕微三損壞三，許三多損三壞、三破壞三。（2）結(jié)三構(gòu)物三、院三墻:不堅(jiān)三固者三少數(shù)三破壞三，比三較堅(jiān)三固者三損壞三。磚石三、囪三、塔三：損三壞；三碑石三、紀(jì)三念物三很多三輕微三損壞三；道路三有小三裂縫三，新三修路三坡有三塌方（3）地三表：干土三中有三小裂三縫；三潮濕三、松三散土三中有三較多三大裂三縫，三堤坎三滑坡三；河水三水位三變化三。（4）懸三掛物三、擺三放物三（書三等）三強(qiáng)烈三搖擺三、墜三落，三輕型三家具三發(fā)生三移動(dòng)三。20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所37二、三地震三成因1、天三然地三震——⑴構(gòu)造三地震：構(gòu)造三作用三產(chǎn)生三，主三要地三殼斷三裂；⑵火山三地震：火山三噴發(fā)三、巖三漿活三動(dòng)產(chǎn)三生；⑶陷落三地震：洞穴三、地三層崩三塌陷三落產(chǎn)三生；⑷激發(fā)三地震：外界三原因三誘發(fā)三水庫三、深三井注三水等三。2、人三為地三震——爆破三、大三開挖三等引三起。三多數(shù)三比較三輕微三、影三響范三圍小三，可三以預(yù)三防。20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所38三、三地震三對(duì)建三筑物三的危三害㈠地震三力（地三震波三產(chǎn)生三的慣三性力三）破三壞：使建三筑物三開裂三、變?nèi)?、三甚至三破壞三，其三中水三平振三?dòng)危三害比三較大三。計(jì)算三：水三平地三震力PH=KHQ豎向三地震三力PV=KVQQ——建筑三物自三重KH、KV——水平三、垂三直地三震系三數(shù)KH=a三/gKV=0三.3～0.三5KH20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所39三、三地震三對(duì)建三筑物三的危三害㈡地變?nèi)纹迫龎模菏沟厝懋a(chǎn)三生斷三裂錯(cuò)三動(dòng)、三地裂三縫、三地傾三斜，三造成三建筑三物破三壞。㈢造三成軟三弱地三基（指軟三粘土三、可三液化三飽和三砂土）變?nèi)?、三失效：?qiáng)烈三地震三→地三基變?nèi)巍⑷喝休d三力大三大降三低或三消失三→建三筑物三、路三橋破三壞。軟弱三地基的抗三震性三能差三，其三上建三筑物三破壞三嚴(yán)重三。因三此，軟弱三地基三不宜三直接三作為三建筑三地基。20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所40三、三地震三對(duì)建三筑物三的危三害㈣造成三滑坡三、崩三塌與三泥石三流等三災(zāi)害：摧毀三路橋三、建三筑物三，掩三埋城三鄉(xiāng)，三并爆三發(fā)洪三水災(zāi)三害。三故建三筑物三、道三路等三應(yīng)避三開這三些地三段。20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所41四、三防震三原則（一三）一般三建筑三工程1、建三筑規(guī)三劃：應(yīng)考三慮適三當(dāng)?shù)模?）建三筑密三度；（2）安三全疏三散的三通路三，防三震與三防火三疏散三結(jié)合三；（3）易三產(chǎn)生三火災(zāi)三、爆三炸、三毒氣三擴(kuò)散三的工三業(yè)建三筑，三應(yīng)遠(yuǎn)三離市三區(qū)、三人口三密集三區(qū)，三并有三足夠三的防三護(hù)距三離。（4）充三分估三計(jì)震三后停三水、三停電三、停三氣造三成的三次生三災(zāi)害三。20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所42（一三）一三般建三筑工三程防三震原三則2、建三筑結(jié)三構(gòu)設(shè)三計(jì)（1）平三面布三置：選三擇有三利抗三震的三建筑三平面——①保證三結(jié)構(gòu)三整體三性：☆構(gòu)件三本身三可靠三，承三載力三、剛?cè)茸闳龎?，三?gòu)件三間連三接可三靠；☆剛?cè)染齽?。三形成三完整三的?dú)三立單三元。②使三建筑三物質(zhì)三量中三心、三剛度三中心三重合，避三免在三水平三荷載三作用三下發(fā)三生扭三轉(zhuǎn)。三一般三矩形三、方三形、三圓形三有利三。20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所43（一三）一三般建三筑工三程防三震原三則③避免三在平三面轉(zhuǎn)三角處三設(shè)置三梯間三（應(yīng)三力較三集中三的部三位）三。④避三免立三面上三局部三突出三和剛?cè)韧蝗?。?）減三輕結(jié)三構(gòu)自三重，三降低三重心三位置三，避三免頭三重腳三輕。例：三智利三一古三老三三層釀三酒廠——一百三多年三間多三次地三震沒三問題三，后三因改三進(jìn)工三藝，三將設(shè)三備搬三到樓三上，三提高三了重三心。三在六三十年三代的三一次三地震三中發(fā)三生嚴(yán)三重破三壞，三傷亡三慘重三。20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所44（一三）一三般建三筑工三程防三震原三則3、合三理選三擇場(chǎng)三地、三地基三，保三證地三基穩(wěn)三定性三。不利三抗震三的場(chǎng)三地：三地勢(shì)三低洼三、土三質(zhì)疏三松、三河邊三、湖三邊、三山坡三等不利三抗震三的地三基：三軟土三、易三液化三土4、確三保建三筑施三工質(zhì)三量。20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所45（二三）道三路橋三梁防三震原三則Ⅰ、路三基防三震原三則1、平三原地三區(qū)路三基：（1）主三要震三害：①路堤三縱向三開裂：多三發(fā)生三在路三肩與三行車三道、三新老三路基三之間三，軟三弱地三基上三路堤三開裂三情況三更嚴(yán)三重。②邊三坡滑三動(dòng)：因三邊坡三輾壓三質(zhì)量三差、三坡腳三浸水三等20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所46平原三地區(qū)三路基主要三震害③路堤三坍塌三、下三沉：坍塌三多發(fā)三生在三松散三、浸三水的三粉土三、砂三土路三堤中三；下三沉因三地基三土觸三變、三液化三等引三起④路三面波三浪起三伏變?nèi)危郝肪€三走向三與震三波方三向一三致，三地震三面波三引起⑤橋三頭路三堤下三沉、三開裂三、坍三塌⑥路三基錯(cuò)三斷、三沉陷三、開三裂、三噴水三冒砂三等：地裂三縫引三起20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所47平原三地區(qū)三路基防震三原則①避免三在低三洼地三帶修三筑路三基，三線路三應(yīng)盡三量遠(yuǎn)三離河三岸、三水渠三布置三；②加三固易三觸變?nèi)?、液三化的三軟弱三地基三；③加三?qiáng)路三基排三水，三避免三路側(cè)三積水三；④嚴(yán)三格控三制路三基壓三實(shí)的三均勻三性，三避免三路肩三與行三車道三壓實(shí)三不均三勻；20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所48平原三地區(qū)三路基防震三原則⑤使新三老路三基結(jié)三合可三靠，三如老三路加三寬時(shí)三采取三邊坡三上挖三臺(tái)階三、壓三實(shí)新三路基三等⑥盡三量選三用粘三性土三填筑三路基三，避三免用三粉土三或砂三土⑦加三強(qiáng)橋三頭路三堤的三防護(hù)三工程三。20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所492、山三嶺地三區(qū)路三基（1）主三要震三害：①路三塹邊三坡滑三坡與三崩塌：滑坡三多發(fā)三生在三軟巖三、地三下水三發(fā)育三、存三在構(gòu)三造弱三面的三松散三堆積三層邊三坡路三段，三崩塌三則多三發(fā)生三在裂三隙發(fā)三育、三巖體三破碎三的巖三質(zhì)高三邊坡三路段三。②半三填半三挖路三基的三上坍三下陷：挖方三邊坡三的滑三坡與三崩塌三為上三坍，三與①三類似三；填三方部三分開三裂與三沉陷三為下三陷。三因二三者密三實(shí)度三及基三底存三在差三異，三易沿三填挖三交界三面開三裂、三滑塌三。20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所502、山三嶺地三區(qū)路三基③擋土三墻砌三縫開三裂、三墻體三變形三與傾三倒：砌縫三開裂三最常三見，三與地三基不三均勻三沉降三、砂三漿強(qiáng)三度不三夠等三有關(guān)三；墻三體變?nèi)闻c三墻背三土壓三力增三大有三關(guān)；三二者三常見三于7～8度烈三度區(qū)三。墻三體傾三倒與三地基三軟弱三、地三震力三強(qiáng)、三土壓三力增三大等三有關(guān)。20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所512、山三嶺地三區(qū)路三基（2）防三震原三則：①沿三河布三線應(yīng)三盡量三避開三潛在三大規(guī)三模崩三塌、三滑坡三地段三；②避三免對(duì)三自然三山體三及其三植被三的破三壞，三嚴(yán)格三控制三挖方三邊坡三高度三，加三固易三崩塌三、滑三坡地三段的三松散三巖體三，避三免在三高烈三度區(qū)三巖體三嚴(yán)重三風(fēng)化三地段三采用三大爆三破施三工。20三23三/5三/2廣東三工業(yè)三大學(xué)三巖土三工程三研究三所522、山三嶺地三區(qū)路三基③避免三或減三少山三坡上三的半三填半三挖路三基，三否則三應(yīng)采三取合三理可三靠的三加固三措施三。④在7度以三上烈三度區(qū)三內(nèi)，三擋土三墻設(shè)三計(jì)與三施工三必須三