2022/11/30廣東工業(yè)大學巖土工程研究所1工程地質李子生二零一四年九月EngineeringGeology2022/11/30廣東工業(yè)大學巖土工程研究所2第8章不良地質現象及其防治不良地質現象（俗稱地質災害）包括崩塌、滑坡、泥石流、巖溶等，是山區(qū)公路、建筑的常見災害。如香港、馬來西亞等2022/11/30廣東工業(yè)大學巖土工程研究所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——坡面風化層的順坡滑落。⑶滾石——個別巖塊崩落。2022/11/30廣東工業(yè)大學巖土工程研究所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。2022/11/30廣東工業(yè)大學巖土工程研究所5㈡崩塌的形成條件2、巖性：①堅硬、脆性巖石的陡峭斜坡。如圖8－2。②軟、硬互層差異風化起伏坡面。如圖8－3。3、構造：弱面切割，沿構造面發(fā)生破壞。4、其它：強風化、暴雨地震、人為開挖、爆破等。2022/11/30廣東工業(yè)大學巖土工程研究所6㈡崩塌的形成條件2022/11/30廣東工業(yè)大學巖土工程研究所7㈢崩塌的防治1、防治原則：⑴選址：盡量考慮避開或設防。⑵設計施工：避開高陡坡、大開挖、爆震等。2022/11/30廣東工業(yè)大學巖土工程研究所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、擋墻等。如圖8－6。⑷排水。2022/11/30廣東工業(yè)大學巖土工程研究所9二、滑坡㈠滑坡概念：巖（土）體在重力作用下沿滑動面（平面、曲面）整體下滑的現象。特點：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。2022/11/30廣東工業(yè)大學巖土工程研究所10滑坡的形態(tài)要素滑坡的形態(tài)要素如圖8－7所示。2022/11/26廣東工業(yè)大學學巖土工程研研究所11㈡邊坡的穩(wěn)定條條件㈡邊坡的穩(wěn)定條條件：滑坡體的下滑滑力（矩）小小于抗滑力（（矩），反之之則會發(fā)生滑滑坡。如圖8－8所示。2022/11/26廣東工業(yè)大學學巖土工程研研究所12主、被動巖體體的平衡條件件主、被動巖體體的平衡條件件：式中：2022/11/26廣東工工業(yè)大大學巖巖土工工程研研究所所13㈢滑坡的的形成成條件件1、巖性：易產生生滑坡坡的情情形——（1）易親親水軟軟化的的軟質質巖層層。（2）有弱弱面的的堅硬硬巖層層。2、構造：是決定定滑坡坡與否否的控控制因因素。。3、坡度：坡陡是是滑坡坡的基基本條條件4、水：水增大大滑坡坡體的的下滑滑力，，減少少抗滑滑力（（τ↓），相相當加加潤滑滑劑，，是形形成滑滑坡的的主要要條件件。“十雨九九滑”5、人為因因素：開挖、、爆震震破壞壞等。。2022/11/26廣東工工業(yè)大大學巖巖土工工程研研究所所14㈣滑坡防防治1、選址址考慮慮：避避開或或綜合合治理理。2、排除除地表表水和和地下下水，，控制制水的的影響響，使使坡體體τ↑。如圖圖8－14所示。。2022/11/26廣東工工業(yè)大大學巖巖土工工程研研究所所15㈣滑坡防防治3、減小小下滑滑力：削坡坡減載載——G1↓4、增大大抗滑滑力：⑴坡腳筑筑支擋擋物（如樁樁、墻墻、垛垛等））——ττ↑⑵坡腳留留緩、、留大大——G2↑⑶邊坡體體加固固（如錨錨噴、、注漿漿等化化學加加固）），提提高滑滑動面面抗滑滑力（（矩））。以上2～4項系根根據主主、被被動巖巖體的的平衡衡原理理所采采取的的防治治措施施。如如圖8－15所示。。2022/11/26廣東工業(yè)大大學巖土工工程研究所所162022/11/26廣東工業(yè)大大學巖土工工程研究所所178.2泥石流概念：泥石流是突突發(fā)的含有有大量泥沙沙、石塊與與水的洪流流。特點：發(fā)生時間短短、能量大大、危害大大，可淹沒沒、推毀鄉(xiāng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農田田。例：云南東川的因民、落落雪、爛泥泥坪等地的的泥石流。。8.7舟曲特大泥石流流等2022/11/26廣東工業(yè)業(yè)大學巖巖土工程程研究所所18一、泥石石流的形形成條件件1、地質條條件：⑴巖性軟軟弱，風風化強烈烈。⑵構造復復雜、發(fā)發(fā)育。⑶地震頻頻繁。2、地形條條件：地形陡峻峻、山高高谷深。。以上1～2是產生泥石流流中固體的因素。2022/11/26廣東工業(yè)大學學巖土工程研研究所19一、泥石流的的形成條件3、水：是產生泥石流流的基本動力力和觸發(fā)條件件，尤其在暴暴雨期間。4、人類活動的的影響：①植被遭受破破壞；②非正常的開開挖、爆破震震動等。2022/11/26廣東工工業(yè)大大學巖巖土工工程研研究所所20二、泥泥石流流的防防治措措施1、水土土保持持：——根治措措施⑴平整整山坡坡；⑵植被被恢復復；⑶建立立良好好的排排水系系統(tǒng)；；⑷采取取攔截截、支支擋措措施。。2、跨越越：采取橋橋、隧隧、洞洞等方方式跨跨越泥泥石流流區(qū)。。2022/11/26廣東工工業(yè)大大學巖巖土工工程研研究所所21二、泥泥石流流的防防治措措施3、排導導（如圖圖8－17所示））：⑴下挖挖排導導溝排排走泥泥石流流；⑵修筑筑導流流堤排排走泥泥石流流。2022/11/26廣東工工業(yè)大大學巖巖土工工程研研究所所22二、泥泥石流流的防防治措措施4、滯流流、攔攔截：⑴滯流流：在泥石石流溝溝中筑筑一系系列矮矮壩。。如圖圖8－18。2022/11/26廣東工工業(yè)大大學巖巖土工工程研研究所所23二、泥泥石流流的防防治措措施①攔截部部分泥泥砂石石塊，，減弱弱泥石石流的的流量量。②減緩緩溝床床縱坡坡，降降低泥泥石流流流速速。③固定定溝床床，防防止溝溝床下下切、、塌坡坡。⑵攔截截：修筑攔攔渣壩壩或停停淤場場，攔攔截泥泥石流流的固固體物物質，，僅讓讓水流流過攔攔渣壩壩。2022/11/26廣東工工業(yè)大大學巖巖土工工程研研究所所248.3巖溶(Karst)※巖溶概概念：巖溶是是石灰灰?guī)r等等可溶性性巖層層在流水水的機械、、化學學作用用下產生生的:①特殊地地貌形形態(tài)——石林、、石筍筍等（（如云云南））；②溶洞特特殊水水文地地質現現象——溶洞、、溶溝溝、暗暗河等等（如如粵北北、粵粵西、、廣西西等））。如如圖8－19、20所示。。2022/11/26廣東工業(yè)大大學巖土工工程研究所所25巖溶產生的的主要地質質問題※巖溶產生的的主要地質質問題：①溶洞水活活動，產生生地基冒水、、沖淹、涌涌水等問題；②地下洞穴穴頂板坍塌，導致地基塌陷、、下沉、開開裂等問題。如如花都市場場商鋪、清清遠教師樓樓等。2022/11/26廣東工業(yè)大大學巖土工工程研究所所26云南石林1云南石林2石筍1石筍22022/11/26廣東工業(yè)大大學巖土工工程研究所所27溶洞（善卷卷洞）溶洞（張家家界）溶溝暗河1暗河22022/11/26廣東工業(yè)大學學巖土工程研研究所28一、巖溶的形形成條件一、巖溶的形形成條件：1、可溶性巖石：如石灰?guī)r、白白云巖、鹽巖巖等。2、巖石透水性強強：在斷層破碎帶帶、背斜軸部部等處，裂隙隙發(fā)育，透水水性強，是巖巖溶發(fā)育部位位。3、水的溶蝕性強強：水中CO2含量高，對石石灰?guī)r等可溶溶性巖石溶解解速度快。2022/11/26廣東工業(yè)大學學巖土工程研研究所29一、巖溶的形形成條件4、水的流動性好好：在多雨地區(qū)的的裂隙發(fā)育部部位或有深切切谷、侵蝕溝溝處，因雨水水補給充沛，，可形成大量量滲流或通暢暢的排泄，是是巖溶發(fā)育的的基礎。2022/11/26廣東東工工業(yè)業(yè)大大學學巖巖土土工工程程研研究究所所30二、、巖巖溶溶的的處處理理措措施施1、疏導導：用用明明溝溝、、泄泄水水洞洞等等進進行行疏疏導導，，避避免免巖巖溶溶水水對對工工程程造造成成影影響響。。2、跨越越：以以橋橋、、涵涵等等建建筑筑物物跨跨越越流流量量比比較較大大的的溶溶洞洞、、暗暗河河。。3、加固固：采采取取加加固固措措施施防防止止溶溶洞洞突突然然塌塌陷陷。。具具體體措措施施有有：：⑴充填填：對對于于容容積積大大的的溶溶洞洞，，可可砌砌片片石石墻墻加加固固；；對對于于容容積積小小、、深深度度大大的的溶溶洞洞，，用用大大塊塊石石或或混混凝凝土土充充填填。。如如圖圖8－26所示示2022/11/26廣東工業(yè)業(yè)大學巖巖土工程程研究所所31二、巖溶溶的處理理措施⑵崩落：采取爆破破崩落頂頂板方法法消除溶溶洞。⑶襯砌加固固。對于隧道道等地下下建筑。。4、堵塞：對于干涸涸溶洞，，用注漿漿方法作作堵塞處處理。5、鉆孔充充氣：避免真空空吸蝕（（空吸效應應）作用造造成地面面塌陷及及氣浪沖沖擊災害害。如弓弓長嶺礦礦區(qū)垮塌塌問題。。6、恢復水水位：向溶洞內內灌水，，避免地地面塌陷陷。2022/11/26廣東工業(yè)業(yè)大學巖巖土工程程研究所所328.4地震一、概念念⒈地震：因構造、、火山、、陷落、、激發(fā)等等原因造造成地殼殼突然破破裂、塌塌陷、火火山爆發(fā)發(fā)等產生生震動，，以彈性性波形式式傳到地地表。是地殼構造造運動的一種表表現，是一種地地質現象象和破壞壞性很強強的自然災害害：強烈地地震可以以瞬間造造成大范范圍的城城鄉(xiāng)淪為為廢墟。。汶川地震震引發(fā)特特大泥石石流唐山地震震震后某某機械廠廠唐山地震震2022/11/26廣東工工業(yè)大大學巖巖土工工程研研究所所34一、概概念⒉震源：：地殼或或地幔幔中發(fā)發(fā)生地地震的的地方方。⒊震中中：震源在在地面面的垂垂直投投影。。⒋地震震波：：地震時時震源源釋放放的彈彈性波波（應應變能能）。。⑴體波波：縱波P—壓縮波波橫橫波波S—剪切波波⑵面波波：瑞利波波—R勒夫波波—Q2022/11/26廣東工業(yè)業(yè)大學巖巖土工程程研究所所35一、概念念⒌震級：表示地震震釋放出出能量的的大小。。如7級地震的的能量相相當30個兩萬噸噸級的原原子彈爆爆炸能（（2×1015焦耳）⒍烈度：地面各種種建筑物物受地震震影響破破壞的程程度。與與震級、、源深、、震中距距離、地地震波通通過介質質等有關關。震級級↑,源深↓,震中距離離↓,則烈度↑↑烈度分為為區(qū)域烈烈度、場場地烈度度（根據據場地條條件調整整后的烈烈度）、、設計烈烈度（設設防烈度度）。2022/11/26廣東東工工業(yè)業(yè)大大學學巖巖土土工工程程研研究究所所367度烈烈度度的的破破壞壞程程度度（1）磚磚石石房房屋屋大大多多數數輕輕微微損損壞壞，，許許多多損損壞壞、、破破壞壞。。（2）結結構構物物、、院院墻墻:不堅堅固固者者少少數數破破壞壞，，比比較較堅堅固固者者損損壞壞。。磚石石、、囪囪、、塔塔：：損損壞壞；；碑碑石石、、紀紀念念物物很很多多輕輕微微損損壞壞；；道路路有有小小裂裂縫縫，，新新修修路路坡坡有有塌塌方方（3）地地表表：：干土土中中有有小小裂裂縫縫；；潮潮濕濕、、松松散散土土中中有有較較多多大大裂裂縫縫，，堤堤坎坎滑滑坡坡；；河水水水水位位變變化化。。（4）懸懸掛掛物物、、擺擺放放物物（（書書等等））強強烈烈搖搖擺擺、、墜墜落落，，輕輕型型家家具具發(fā)發(fā)生生移移動動。。2022/11/26廣東東工工業(yè)業(yè)大大學學巖巖土土工工程程研研究究所所37二、、地地震震成成因因1、天天然然地地震震———⑴構造造地地震震：構造造作作用用產產生生，，主主要要地地殼殼斷斷裂裂；；⑵火山山地地震震：火山山噴噴發(fā)發(fā)、、巖巖漿漿活活動動產產生生；；⑶陷落落地地震震：洞穴穴、、地地層層崩崩塌塌陷陷落落產產生生；；⑷激發(fā)發(fā)地地震震：外界界原原因因誘誘發(fā)發(fā)水水庫庫、、深深井井注注水水等等。。2、人人為為地地震震———爆破破、、大大開開挖挖等等引引起起。。多多數數比比較較輕輕微微、、影影響響范范圍圍小小，，可可以以預預防防。。2022/11/26廣東工業(yè)大學學巖土工程研研究所38三、地震對建建筑物的危害害㈠地震力（地震波產生生的慣性力））破壞：使建筑物開裂裂、變形、甚甚至破壞，其其中水平振動動危害比較大大。計算：水平地地震力PH=KHQ豎向地震力PV=KVQQ——建筑物自重KH、KV——水平、垂直地地震系數KH=a/gKV=0.3～0.5KH2022/11/26廣東東工工業(yè)業(yè)大大學學巖巖土土工工程程研研究究所所39三、、地地震震對對建建筑筑物物的的危危害害㈡地變變形形破破壞壞：使地地表表產產生生斷斷裂裂錯錯動動、、地地裂裂縫縫、、地地傾傾斜斜，，造造成成建建筑筑物物破破壞壞。。㈢造造成成軟軟弱弱地地基基（（指軟軟粘粘土土、、可可液液化化飽飽和和砂砂土土）變變形形、、失失效效：強烈烈地地震震→→地地基基變變形形、、液液化化→→承承載載力力大大大大降降低低或或消消失失→→建建筑筑物物、、路路橋橋破破壞壞。。軟弱弱地地基基的抗抗震震性性能能差差，，其其上上建建筑筑物物破破壞壞嚴嚴重重。。因因此此，，軟弱弱地地基基不不宜宜直直接接作作為為建建筑筑地地基基。2022/11/26廣東東工工業(yè)業(yè)大大學學巖巖土土工工程程研研究究所所40三、、地地震震對對建建筑筑物物的的危危害害㈣造成成滑滑坡坡、、崩崩塌塌與與泥泥石石流流等等災災害害：摧毀毀路路橋橋、、建建筑筑物物，，掩掩埋埋城城鄉(xiāng)鄉(xiāng)，，并并爆爆發(fā)發(fā)洪洪水水災災害害。。故故建建筑筑物物、、道道路路等等應應避避開開這這些些地地段段。。2022/11/26廣東工業(yè)大學學巖土工程研研究所41四、防震原則則（一）一般建筑工程程1、建筑規(guī)劃：應考慮適當的的（1）建筑密度；；（2）安全疏散的的通路，防震震與防火疏散散結合；（3）易產生火災災、爆炸、毒毒氣擴散的工工業(yè)建筑，應應遠離市區(qū)、、人口密集區(qū)區(qū)，并有足夠夠的防護距離離。（4）充分估計震震后停水、停停電、停氣造造成的次生災災害。2022/11/26廣東工業(yè)業(yè)大學巖巖土工程程研究所所42（一）一一般建筑筑工程防防震原則則2、建筑結結構設計計（1）平面布布置：選擇有有利抗震震的建筑筑平面——①保證結構構整體性性：☆構件本身身可靠，，承載力力、剛度度足夠，，構件間間連接可可靠；☆剛度均均勻。形形成完整整的獨立立單元。②使建筑筑物質量量中心、、剛度中中心重合合，避免在在水平荷荷載作用用下發(fā)生生扭轉。。一般矩矩形、方方形、圓圓形有利利。2022/11/26廣東工業(yè)業(yè)大學巖巖土工程程研究所所43（一）一一般建筑筑工程防防震原則則③避免在平平面轉角角處設置置梯間（（應力較較集中的的部位））。④避免立立面上局局部突出出和剛度度突變。。（2）減輕結結構自重重，降低低重心位位置，避避免頭重重腳輕。。例：智利利一古老老三層釀釀酒廠——一百多年年間多次次地震沒沒問題，，后因改改進工藝藝，將設設備搬到到樓上，，提高了了重心。。在六十十年代的的一次地地震中發(fā)發(fā)生嚴重重破壞，，傷亡慘慘重。2022/11/26廣東工業(yè)大大學巖土工工程研究所所44（一）一般般建筑工程程防震原則則3、合理選擇擇場地、地地基，保證證地基穩(wěn)定定性。不利抗震的的場地：地地勢低洼、、土質疏松松、河邊、、湖邊、山山坡等不利抗震的的地基：軟軟土、易液液化土4、確保建筑筑施工質量量。2022/11/26廣東工業(yè)大大學巖土工工程研究所所45（二）道路路橋梁防震震原則Ⅰ、路基防震震原則1、平原地區(qū)區(qū)路基：（1）主要震害害：①路堤堤縱縱向向開開裂裂：多多發(fā)發(fā)生生在在路路肩肩與與行行車車道道、、新新老老路路基基之之間間，，軟軟弱弱地地基基上上路路堤堤開開裂裂情情況況更更嚴嚴重重。。②邊邊坡坡滑滑動動：因因邊邊坡坡輾輾壓壓質質量量差差、、坡坡腳腳浸浸水水等等2022/11/26廣東工業(yè)大學學巖土工程研研究所46平原地區(qū)路基基主要震害③路堤坍塌、下下沉：坍塌多發(fā)生在在松散、浸水水的粉土、砂砂土路堤中；；下沉因地基基土觸變、液液化等引起④路面波浪起起伏變形：路線走向與震震波方向一致致，地震面波波引起⑤橋頭路堤下下沉、開裂、、坍塌⑥路基錯斷、、沉陷、開裂裂、噴水冒砂砂等：地裂縫引起2022/11/26廣東工業(yè)大學學巖土工程研研究所47平原地區(qū)路基基防震原則①避免在低洼地地帶修筑路基基，線路應盡盡量遠離河岸岸、水渠布置置；②加固易觸變變、液化的軟軟弱地基；③加強路基排排水，避免路路側積水；④嚴格控制路路基壓實的均均勻性，避免免路肩與行車車道壓實不均均勻；2022/11/26廣東工業(yè)大學學巖土工程研研究所48平原地區(qū)路基基防震原則⑤使新老路基結結合可靠，如如老路加寬時時采取邊坡上上挖臺階、壓壓實新路基等等⑥盡量選用粘粘性土填筑路路基，避免用用粉土或砂土土⑦加強橋頭路路堤的防護工工程。2022/11/26廣東工業(yè)大學學巖土工程研研究所492、山嶺地區(qū)路路基（1）主要震害：①路塹塹邊坡坡滑坡坡與崩崩塌：滑坡多多發(fā)生生在軟軟巖、、地下下水發(fā)發(fā)育、、存在在構造造弱面面的松松散堆堆積層層邊坡坡路段段，崩崩塌則則多發(fā)發(fā)生在在裂隙隙發(fā)育育、巖巖體破破碎的的巖質質高邊邊坡路路段。。②半填填半挖挖路基基的上上坍下下陷：挖方邊邊坡的的滑坡坡與崩崩塌為為上坍坍，與與①類類似；；填方方部分分開裂裂與沉沉陷為為下陷陷。因因二者者密實實度及及基底底存在在差異異，易易沿填填挖交交界面面開裂裂、滑滑塌。。2022/11/26廣東工工業(yè)大大學巖巖土工工程研研究所所502、山嶺嶺地區(qū)區(qū)路基基③擋土墻墻砌縫縫開裂裂、墻墻體變變形與與傾倒倒：砌縫開開裂最最常見見，與與地基基不均均勻沉沉降、、砂漿漿強度度不夠夠等有有關；；墻體體變形形與墻墻背土土壓力力增大大有關關；二二者常常見于于7～8度烈度度區(qū)。。墻體體傾倒倒與地地基軟軟弱、、地震震力強強、土土壓力力增大大等有有關。2022/11/26廣東東工工業(yè)業(yè)大大學學巖巖土土工工程程研研究究所所512、山山嶺嶺地地區(qū)區(qū)路路基基（2）防防震震原原則則：①沿沿河河布布線線應應盡盡量量避避開開潛潛在在大大規(guī)規(guī)模模崩崩塌塌、、滑滑坡坡地地段段；；②避避免免對對自自然然山山體體及及其其植植被被的的破破壞壞，，嚴嚴格格控控制制挖挖方方邊