第八章不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害

第二節(jié)滑坡第六節(jié)巖溶第五節(jié)地震主要內(nèi)容第一節(jié)概述第三節(jié)崩塌及巖堆第四節(jié)泥石流

1自然地質(zhì)災(zāi)害

內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用引起的火山爆發(fā)、地震外動(dòng)力地質(zhì)作用引起的滑坡、崩塌、泥石流、巖溶、風(fēng)沙、凍土人為地質(zhì)災(zāi)害

人工邊坡滑動(dòng)、水庫(kù)誘發(fā)地震、地面沉降第一節(jié)概述2第二節(jié)滑坡（landslide）斜坡上大量土體或巖體在重力作用下，沿一定的滑動(dòng)面（或帶）整體向下滑動(dòng)的現(xiàn)象稱為滑坡。3邊坡穩(wěn)定性分析按邊坡形成劃分：天然邊坡人工邊坡按組成物質(zhì)劃分：土質(zhì)邊坡巖質(zhì)邊坡三峽工程船閘邊坡4長(zhǎng)江三峽新灘滑坡5湖北省巴東縣滑坡67長(zhǎng)江三峽黃臘石滑坡8滑坡周界四川云陽(yáng)雞筏子滑坡910香港山體滑坡1972年7月某日清晨，香港寶城路附近，兩萬(wàn)立方米殘積土從山坡上下滑，巨大滑動(dòng)體正好沖過(guò)一幢高層住宅--寶城大廈，頃刻間寶城大廈被沖毀倒塌并砸毀相鄰一幢大樓一角約五層住宅。死亡６7人。圖8—2香港寶城大廈被滑坡沖毀成廢墟11Early1972滑坡前June1972滑坡后12西藏易貢滑坡13挪威：高靈敏性土的破壞－滑坡14意大利著名滑坡1516

滑坡要素:17影響滑坡穩(wěn)定性的因素內(nèi)因邊坡巖土體性質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造巖體結(jié)構(gòu)地應(yīng)力外因地表水和地下水地震風(fēng)化作用人工開挖、爆破18（a)推移式滑坡(b)平移式滑坡(c)牽引式滑坡按滑坡的動(dòng)力學(xué)特征分：滑坡分類圖8—5

19(c)均質(zhì)滑坡(a)順層滑坡(b)切層滑坡按滑動(dòng)面與地質(zhì)構(gòu)造特征分：圖8—6

(a)(b)(c)20按滑坡體厚度分：淺層滑坡：<5m中層滑坡：5～20m深層滑坡：20~50m極深層滑坡：>50m按滑坡體的主要物質(zhì)組成分：堆積層滑坡黃土滑坡黏土滑坡巖層滑坡21滑坡的識(shí)別據(jù)地貌特征：圈椅型地貌，雙溝同源現(xiàn)象河床凹岸反向河中突出，樹木歪倒22圖8—9三峽庫(kù)區(qū)云陽(yáng)雞筏子滑坡(a)平面圖；(b)縱剖面圖(a)(b)23據(jù)巖性條件：

軟弱巖層如頁(yè)巖、泥巖、千枚巖和坡洪積松散堆積層、黃土等，易發(fā)生滑坡。而脆性巖層如石灰?guī)r、花崗巖等，易發(fā)生崩塌。

據(jù)構(gòu)造條件：

斷層、褶皺發(fā)育地區(qū)，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈地區(qū)易發(fā)生邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象。24據(jù)水文地質(zhì)現(xiàn)象：

山坡腳泉水較多，地表潮濕。

據(jù)邊坡變形跡象：

山體裂縫，巖土體擾動(dòng)、松散。25滑坡穩(wěn)定分析方法地質(zhì)分析法極限平衡分析法赤平投影圖解分析法有限單元法工程地質(zhì)類比法26防治邊坡變形破壞的工程措施防滲與排水2728滑坡地下排水工程292.支擋加固

30圖8—14南昆線變形截面T形樁板墻3132333435滑坡防治工程--后緣抗滑樁群

圖8—13削坡后緣抗滑樁群3637383940414243443.削坡減載圖8—15削坡處理示意圖圖8—16錯(cuò)誤的削坡方法45變形監(jiān)測(cè)工程46崩塌形成機(jī)理示意圖崩塌形成條件:地形>45°脆性巖石或上硬下軟高陡裂隙第三節(jié)崩塌及巖堆在陡峻的斜坡上，巨大巖塊在重力作用下突然而猛烈地向下傾倒、翻滾、崩落的現(xiàn)象，稱為崩塌。

47圖8—17湖北省遠(yuǎn)安縣鹽池河磷礦1980年山崩48長(zhǎng)江三峽鏈子崖巖體49長(zhǎng)江西陵峽鏈子崖卸荷裂隙50515253圖8—21長(zhǎng)江三峽鏈子崖七千方的錨固54第四節(jié)泥石流(mudflow)一種突然暴發(fā)的含有大量泥沙石塊的特殊洪流。主要發(fā)生在地形陡峻的山區(qū)。具有區(qū)域性和間歇性特點(diǎn)。55泥石流的形成條件：地形條件上游三面環(huán)山，一面出口。中游為狹窄陡峻的深谷。下游開闊平坦。地質(zhì)條件巖性破碎，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。水文氣象條件

暴雨，冰雪消融。56我國(guó)地震帶和泥石流的分布5758寶天鐵路泥石流--伯陽(yáng)泥石流淤埋了伯陽(yáng)車站，并堵塞了渭河，災(zāi)害損失巨大，1978年7月。59成昆線--太平溝泥石流淤埋房屋。固體物總量10萬(wàn)方，龍頭高8米，毀民房，中斷行車，1988年7月。泥石流危害村莊60關(guān)中地區(qū)—蘭田泥石流沖毀房屋。泥石流危害村莊61成昆線--利子達(dá)依溝1981年7月，特大型泥石流，最大流量3200方/秒，固體物總量70萬(wàn)方，沖毀大橋，顛覆列車，造成人員傷亡。泥石流危害道路62成昆線--利子達(dá)依溝搶修、架橋、臨時(shí)通車。成昆線北段，甘洛附近。泥石流危害道路63小江流域--姑海姑海泥石流沖毀鐵路路基，鐵軌懸空。泥石流危害道路64寶天鐵路—顏加河暴雨泥石流，體積3000立方，毀橋埋路，堵塞隧道，中斷行車，1981年8月。泥石流危害道路65川藏公路--古鄉(xiāng)泥石流堆積扇，該處20年間暴發(fā)泥石流600余次，最大一次，1953年7月29日午夜，暴發(fā)冰川泥石流，沖出固體物達(dá)1100余萬(wàn)方，龍頭高達(dá)40米，出溝后阻河成湖。泥石流危害道路663.31中環(huán)路下方泥石流造成公路堵塞鏡向S主溝67泥石流地段的線路方案方案I問(wèn)題:平面線型較差,溝口兩側(cè)易滑坡。方案II問(wèn)題:堆積扇逐年向下延伸,路基遭水毀。方案III問(wèn)題:需架兩座橋,造價(jià)高。方案IV問(wèn)題:難以克服排導(dǎo)溝逐年淤積。68泥石流選線方案-成昆鐵路安寧河1-選定的扇身通過(guò)；2-扇前繞避；3-扇前繞避；4-扇后繞避方案。69泥石流的防治措施:水土保持跨越：采用橋涵、過(guò)水路面、渡槽等。攔截：修筑攔擋壩等。排導(dǎo)：采用排導(dǎo)溝、急流槽、導(dǎo)流堤。70泥石流排導(dǎo)措施圖8—30泥石流排導(dǎo)措施1——壩和堤防；2——導(dǎo)流堤71泥石流防治措施圖8—29護(hù)路明洞與護(hù)路廊道72泥石流防治大秦鐵路站莊泥石流涵洞模型試驗(yàn)73蘭新線高橋跨越泥石流，橋墩前建造護(hù)墩工程泥石流防治74a.防治鹽井溝5號(hào)泥石流的垂面隔攔壩b.蘭新線防治宣家溝泥石流的立體隔攔壩ba泥石流防治圖8—31防治泥石流的立體隔攔壩75地震：當(dāng)活動(dòng)性斷層突然錯(cuò)動(dòng)使應(yīng)變能釋放而產(chǎn)生地震波，引起地殼劇烈振動(dòng)。第五節(jié)地震(earthquake)

76墨西哥大地震。77地震波:體波縱波橫波面波瑞雷波勒夫波圖8—32地震名詞圖示78構(gòu)造地震火山地震陷落地震誘發(fā)地震地震成因類型79世界火山和地震帶分布圖8—34世界地震分布80圖8—35中國(guó)地震分布81震級(jí)和烈度震級(jí)：一次地震釋放出的能量大小分10個(gè)等級(jí):

2～5級(jí)是有感地震；5～7級(jí)是破壞性地震；7級(jí)以上是大地震。烈度：指地震時(shí)地面及建筑物的破壞程度。它與震源深度、震中距離、巖土性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、地下水及建筑物的動(dòng)力性質(zhì)有關(guān)。我國(guó)分12個(gè)等級(jí)。82基本烈度：某地區(qū)在一定時(shí)間內(nèi)可能發(fā)生的最大地烈度。場(chǎng)地烈度：在一個(gè)區(qū)域內(nèi)根據(jù)具體場(chǎng)地條件（地質(zhì)構(gòu)造、地基條件、地形條件）調(diào)整后的烈度。設(shè)防烈度：根據(jù)城市規(guī)模及建筑物重要性，為工程抗震而規(guī)定的烈度。83地震烈度在V度以下的地區(qū)，不會(huì)引起建筑物的破壞。地震烈度為VI度的地區(qū)，一般不對(duì)建筑物采取加固措施。地震烈度為VII～I(xiàn)X度的地區(qū)，必須進(jìn)行建筑物抗震設(shè)計(jì)。X度以上的地震區(qū)不應(yīng)建造建筑物。84場(chǎng)地工程地質(zhì)條件對(duì)震害的影響巖土類型及性質(zhì)

軟土埋藏越淺，厚度越大，震害越大。地質(zhì)構(gòu)造

離發(fā)震斷層越近，震害越大。上盤尤其震害大。地形地貌

突出、孤立的地形，較低洼、溝谷平坦地區(qū)震害大。水文地質(zhì)條件

地下水埋深越小，震害越大。85工程實(shí)例：

唐山陶瓷廠各類建筑震害都很輕，只有輕微裂隙。原因：地基條件好，整個(gè)陶瓷廠位于唐山市內(nèi)中部的一座丘陵——大城山上，基巖是微風(fēng)化的古生代奧陶紀(jì)石灰?guī)r；上覆堅(jiān)硬狀態(tài)的紅黏土，承載力達(dá)（250～300）kPa。該廠建筑物基礎(chǔ)有的直接做在基巖上；有的在紅黏土中，其厚度僅數(shù)米，屬堅(jiān)硬場(chǎng)地土，故震害都很輕。強(qiáng)震后不久該廠即恢復(fù)正常生產(chǎn)。

86大城山上5幢3層住宅樓，其中兩幢灰樓，震后只有輕微裂縫。3幢紅樓(距灰樓東部約300m)震后倒塌。原因：兩者的場(chǎng)地類別不同?；覙腔A(chǔ)埋深2.0～2.5m，地基土3m下即為石灰?guī)r基巖；屬于I類建筑場(chǎng)地。紅樓基礎(chǔ)埋深1.4m，基底下覆蓋層很深。屬于IV類建筑場(chǎng)地。87地表破壞現(xiàn)象：地裂縫噴砂冒水(液化)滑坡與塌方震陷地震破壞效應(yīng)圖8—3688地基液化的條件：（1）飽和疏松的粉、細(xì)砂；（2）土層處于地下水位以下；（3）遭遇大、中地震。89地基液化的實(shí)例：

（l）唐山柏格莊化肥廠：唐山地震時(shí)地基液化，辦公樓東南角噴水冒砂（粉砂），使樓房下沉60cm，墻體嚴(yán)重開裂，最大縫寬31cm。該廠的合成車間柱基不均勻沉降達(dá)60～70cm，車間地坪中部隆起，地板開裂寬達(dá)20～30cm.（2）李各莊中學(xué)：唐山地震地基液化，一教室噴水冒砂，造成地面開裂，寬度達(dá)30～40cm，最大縫寬為75cm，整個(gè)教室沉陷約lm。（3）日本神戶一大貯罐：1995年1月17日凌晨5：46發(fā)生7.2級(jí)阪神大地震，地基液化，造成大貯罐傾倒。（4）日本新瀉市：1964年6月16日發(fā)生7.5級(jí)強(qiáng)烈地震，使大面積砂土地基液化，毀壞房屋2890幢。機(jī)場(chǎng)建筑物震沉915mm。地下一座污水池被浮出地面高達(dá)3m。901964年日本新瀉地震地基的大面積液化

911964年日本新瀉地震地基的大面積液化圖8—38日本新瀉市1964年大地震3號(hào)公寓傾斜921995年日本阪神地震中的房屋傾斜93阪神地震中樁基上房屋周圍填方地基液化后的沉降94阪神地震液化引起的儲(chǔ)油罐傾斜圖8—37日本神戶貯灌傾倒95液化引起的公路破壞96阪神地震液化引起的河道破壞97阪神地震液化引起的道路塌陷98碼頭擋土墻之后地面由于液化而下沉991999年9月21日臺(tái)灣大地震液化與地基破壞1001999年9月21日臺(tái)灣大地震液化與地基破壞101地基震沉的原因：地震時(shí)軟土結(jié)構(gòu)受擾動(dòng)，使土的抗剪強(qiáng)度降低，因此地基土向基礎(chǔ)周邊擠出，導(dǎo)致建筑物震沉、傾斜甚至破壞。102圖8—39唐山礦冶學(xué)院書庫(kù)震沉一層樓103天津塘沽一航局宿舍：1974年建成，3～4層樓高。地基為淤泥質(zhì)土，含水量高達(dá)60％，超過(guò)液限；壓縮系數(shù)a1～2＝（0.7～1.8）Mpa-1，屬高壓縮性土；快剪試驗(yàn)結(jié)果：c=7kPa，=1.9°，很低。采用筏板基礎(chǔ)。

1976年6月實(shí)測(cè)地基沉降量：3層樓S=20cm；4層樓S=30cm。唐山地震時(shí)，塘沽地區(qū)地震烈度為8度，26棟宿舍樓普遍發(fā)生震沉，3層樓為15～20cm；4層樓為17～25cm，其中11號(hào)樓震前傾斜12.4％。震后傾斜增加1.5倍，達(dá)30.6％。104

地震滑坡和地裂的原因：

一面臨空的河岸、海濱與土坡，在地震加速度作用下產(chǎn)生附加慣性力，使邊坡土體的下滑力增加，同時(shí)抗滑的內(nèi)摩擦力降低。這兩個(gè)不利因素疊加，可能破壞原來(lái)處于平衡狀態(tài)的土坡的穩(wěn)定性，發(fā)生失穩(wěn)滑坡?；麦w的坡頂由于土層錯(cuò)動(dòng)，往往產(chǎn)生地裂。1052．地震滑坡和地裂的實(shí)例(1)日本神戶海港碼頭：1975年阪神大地震，當(dāng)?shù)氐卣鹆叶雀哌_(dá)VI～VII度(日本烈度最高為VII度)，大量建筑物毀壞，神戶的海港碼頭大面積滑坡。

(2)天津市結(jié)核病防治院：該防治院位于柳林區(qū)歷史上海河故道東側(cè)。唐山地震時(shí)，防治院250m長(zhǎng)范圍向海河故道滑動(dòng)?；瑒?dòng)面穿過(guò)圍墻．使圍墻折斷；穿過(guò)辦公房，使房屋從屋頂至基礎(chǔ)整體斷裂，外墻大幅度錯(cuò)開。106神戶海港碼頭滑坡圖8—40天津結(jié)核病防治院破壞107對(duì)工程建筑的振動(dòng)破壞：節(jié)律性破壞水平偏振扭壞強(qiáng)烈豎向地震力破壞波的聚能破壞共振破壞108建筑場(chǎng)地選擇地形平坦開闊；巖土堅(jiān)硬均勻；無(wú)大的斷裂帶；地下水埋深大。2.地基持力層和基礎(chǔ)方案的選擇地基持力層應(yīng)以基巖或硬土為好，避免以高壓縮性土層或液化土層作持力層。宜采用樁基礎(chǔ)、筏基和箱基。3.建筑物結(jié)構(gòu)形式和抗震措施平立面形狀宜簡(jiǎn)單，在轉(zhuǎn)折處留抗震縫，加強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)剛度。地震區(qū)建筑抗震設(shè)計(jì)原則：109

建筑抗震各類地段的劃分標(biāo)準(zhǔn)地段類別地質(zhì)、地貌條件有利地段地形平坦或地貌單一的平緩地；場(chǎng)地土屬穩(wěn)定巖石及堅(jiān)實(shí)均勻的碎石土、粗中砂；地下水埋藏較深。不利地段非巖質(zhì)陡坡、帶狀突出的山脊、高聳孤立的山丘、多種地貌交接部位、斷層河谷交叉處、河岸和邊坡邊緣及小河曲軸心附近；平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯有軟硬不均的土層(如古河道、斷層破碎帶、暗埋的塘浜溝谷及半填半挖地基等)；場(chǎng)地土屬軟弱土類；可液化的土層；發(fā)震斷裂與非發(fā)震斷裂交匯地段；小傾角發(fā)震斷裂帶上盤；地下水埋藏較淺或具有承壓水地段。危險(xiǎn)地段發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表錯(cuò)位及地震時(shí)可能引起山崩、地陷、滑坡、泥石流等地段。110場(chǎng)地土的類型劃分土的類型土層剪切波速(m/s)巖土名稱和性狀堅(jiān)硬土或巖石Vs>500穩(wěn)定的巖石，密實(shí)的碎石土中硬土500≥Vs≥250中密、稍密的碎石土，密實(shí)、中密的礫、粗、中砂，fak

>200kPa的黏性土和粉土，堅(jiān)硬黃土中軟土250≥Vs>140稍密的礫、粗、中砂，除松散外的細(xì)、粉砂，fak

≤200kPa的黏性土和粉土，fak≥130kPa的填土，可塑黃土軟弱土Vs≤140淤泥和淤泥質(zhì)土，松散的砂，新近沉積的黏性土和粉土，fak<130kPa的填土，流塑黃土注：fak為由載荷試驗(yàn)等方法得到的地基承載力特征值。111一.山嶺區(qū)路基震害路塹邊坡：滑坡與崩塌。半填半挖邊坡：上坍與下塌。擋土墻：砌縫開裂、墻體變形、墻體傾倒。地震區(qū)公路的防震原則:112山嶺區(qū)路基防震原則：避：滑坡和崩塌的地段。減少對(duì)山體的破壞，控制挖方邊坡高度。加強(qiáng)排水和坡腳支擋。在≥7度的烈度區(qū)內(nèi),擋土墻作抗震設(shè)計(jì)。113二.平原區(qū)路基震害縱向開裂：發(fā)生在路肩與行車道之間、新老路堤之間。邊坡滑動(dòng)：由于碾壓質(zhì)量問(wèn)題或坡腳水浸。路堤坍塌：由于低塑性粉土、砂土壓實(shí)不夠。路堤下沉：由于軟弱黏土觸變或粉砂土液化?？v向波浪變形：由于路堤走向和地震波一致。橋頭路堤震害：下沉、開裂、坍塌。地裂縫：噴砂冒水。114平原區(qū)路基防震原則：避：河岸、水渠、低洼地帶。查：液化砂、易觸變黏土的分布。排水壓實(shí)用黏性土做填筑材料。加強(qiáng)橋頭路堤防護(hù)。115三.橋梁震害與防震橋梁震害:軟基上≥9度區(qū),墩臺(tái)滑移和倒塌。防震原則：增加基礎(chǔ)剛度和埋深。采用樁基礎(chǔ)。減輕橋重，加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)整體性。用抗震性能好的材料,如鋼材和鋼筋混凝土。116

第六節(jié)巖溶(karst)

在可溶性巖石地區(qū)，地下水和地表水對(duì)巖石進(jìn)行化學(xué)溶蝕作用、機(jī)械侵蝕作用以及與之伴生的遷移、堆積作用，而形成各種獨(dú)特的地貌形態(tài)，這種作用及其所產(chǎn)生的一切巖溶現(xiàn)象概稱為巖溶。

117漓江勝景——九馬圖118漓江勝景——螺螄峰119陽(yáng)朔勝景——月亮洞120地下河121洞內(nèi)奇觀——石鐘乳石幔122巖溶形態(tài)：各種巖溶形態(tài)示意剖面圖123巖溶發(fā)育的基本條件：巖石具可溶性，取決于溶解度。巖石具透水性，取決于裂隙。水具溶蝕性，取決于侵蝕性CO2的含量。水具循環(huán)交替性，取決于氣候、地形、植被、水文地質(zhì)條件。124巖溶的類型按可溶巖的出露條件分：裸露型覆蓋型埋藏型按氣候帶劃分：南部熱帶巖溶中部亞熱帶巖溶北部溫帶巖溶干旱地區(qū)巖溶海岸巖溶按水文地質(zhì)標(biāo)志分：包氣帶巖溶淺飽水帶巖溶深部巖溶125隨深度減弱，有垂直分帶性。包氣帶季節(jié)變動(dòng)帶飽水帶深部循環(huán)帶巖溶發(fā)育及分布規(guī)律126受巖性和地質(zhì)構(gòu)造控制層巖溶沿不透水層發(fā)育示意圖127巖溶分布成層性128巖溶與工程建設(shè)城鎮(zhèn)建設(shè)——供水和洪澇災(zāi)害問(wèn)題道橋工程——路基沉陷和懸空問(wèn)題工民建工程——地基沉陷穩(wěn)定問(wèn)題地下工程——突水涌砂和洞頂(壁)坍塌問(wèn)題水電工程——庫(kù)水滲漏問(wèn)題129地面塌陷(slump)是松散土層中所產(chǎn)生的突發(fā)性斷裂陷落。多發(fā)生于巖溶地區(qū)，由于人為局部改變地下水位而引起。130小寨天坑131巖溶地基穩(wěn)定問(wèn)題132土洞的形成條件——潛蝕（包括