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1、第第 6 6 章章 不良地质现象及防治不良地质现象及防治主要内容主要内容本章就常见的不良地质现象，如风化作用、河流地质作用、滑动与崩塌、岩溶与土洞、地震等，重点阐述其作用特点、形成规律和对土木工程的不良影响及所采取的防治措施。不良地质现象不良地质现象:指由于地质作用或人类活动所引起的地表和地下岩体的各种变形及运动，对工程建设具有危害性的地质现象。6.1风化作用风化作用 1风化作用的概念风化作用的概念岩石经受着风、电、大气降水和温度以及生物活动等因素的影响，岩石会发生破碎或成分变化，逐渐崩解、分离为大小不等的岩屑或土层。岩石的这种物理、化学性质的变化称为风化；引起岩石这种变化的作用称为风化作用。
2、风化作用的结果导致岩石的强度和稳定性降低，对工程建筑条件起着不良的影响，许多滑坡、崩塌等不良地质现象大部分都是在风化作用的基础上逐渐形成和发展起来的。2风化作用的类型风化作用的类型 按风化作用的因素不同，风化作用可分为三大类型：物理风化化学风化生物风化引起岩石物理风化作用的因素主要是温度变化（热力风化）和岩石裂隙中水分的冻结（冻融风化）。物理风化物理风化:岩石受到机械破坏作用后，岩石分裂成很多小的碎屑的过程。（1）物理风化）物理风化 A A热力风化：热力风化：温度的变化产生温差，促使岩石膨胀和收缩交替地进行，久之则引起岩石破裂。仅限于很浅的表层。B B冻融风化：冻融风化：岩石孔隙或裂隙中的水在
3、冻结成冰时，体积膨胀(约增大9%)，故对围限它的岩石裂隙壁施加很大的压应力（可达200Mpa），使岩石裂隙加宽加深；当冰融化时，水沿扩大了的裂隙渗入到岩石更深的内部，并再次冻结成冰。冻结、融化频繁进行，使裂隙加深扩大，以至使岩石崩裂成为岩屑。（2）化学风化）化学风化化学风化化学风化:岩石在水和各种水溶液的化学作用和有机体的生物化学作用下所引起的破坏过程。其特点是不仅发生了破碎，而且化学成分也发生了变化，即岩石发生了质的变化。包括水化作用、氧化作用、水解作用、溶解作用。A水化作用：水化作用：有些矿物与水作用时，能吸收水分子作为自己成分（结晶水或结构水），改变了矿物原有的分子式，形成新矿物。如硬石
4、膏(CaSO4)遇水变成普通石膏(CaSO42H2O)，体积膨胀60%，使岩石破坏。硬石膏石膏（aSO42H2O）aSO4+2H2OaSO42H2O B氧化作用：氧化作用：常与水化作用相伴进行，如低价氧化物、硫化物和有机化合物易遭受氧化作用。如黄铁矿(FeS2)在水中可氧化变成硫酸亚铁(FeSO4)和硫酸(H2SO4)，而硫酸有具有腐蚀作用。C水解作用：水解作用：指矿物与水的成分起化学作用形成新的化合物。如正长石经水解后形成高岭土和氢氧化钾，二氧化碳与围岩矿物相互作用形成碳酸化合物。（正长石）高岭土、硫酸钾、石英K K2 2OAlOAl2 2O O3 36Si06Si02 2+CO+CO2 2
5、+6H+6H2 20 0 AlAl2 2O O3 32Si02Si02 2HH2 20+K0+K2 2COCO3 3+4SiO+4SiO2 2D溶解作用：溶解作用：指水直接溶解岩石矿物，使岩石遭到破坏，如卤化盐类（岩盐、钾盐）、硫酸盐（石膏、硬石膏）、碳酸盐类（石灰岩、白云岩等），溶解作用的活跃程度与侵蚀性气体CO2含量、温度及压力有关。（3）生物风化）生物风化岩石在动、植物及微生物影响下所起的破坏作用，如植物根部楔入岩石裂隙、穴居动物掘土、生物的新陈代谢等产生的有机酸、碳酸和硝酸等的腐蚀作用。3岩石风化程度和风化带岩石风化程度和风化带（1）岩石风化程度）岩石风化程度 按岩石风化深浅和特征，可
6、将岩石风化程度划分为五级：未风化、微风化、弱风化、强风化和全风化。未风化：未风化：岩石组织结构未变；微风化：微风化：岩石组织结构基本未变，沿节理面有铁锰质渲染，矿物质基本来变，无疏松物质；弱风化：弱风化：岩石组织结构部分破坏，裂隙面风化较重，矿物质稍微变质，沿节理面出现矿物风化，坚硬块体有松散物质；强风化：强风化：岩石组织结构大部分破坏，矿物成分已显著变化，长石、云母大部分已风化成次生矿物，颜色变化，疏松物质与坚硬块体混杂；全风化：全风化：岩石组织结构已全部破坏，矿物成分除石英外大部分已风化成土状，基本不含坚硬块体。（2）风化带）风化带岩石的风化一般是由表及里，地表往下风化作用的影响逐渐减弱以
7、至消失；在风化剖面上，自下而上分成四个风化带：微风化带、弱风化带、强风化带和全风化带。4岩石风化的治理岩石风化的治理可采取挖除和防治两种措施。（1）挖除方法：）挖除方法：挖除危及建筑物安全的风化厉害的岩层，缺点为困难且耗时。（2）防治方法：）防治方法：覆盖防止风化入侵的材料，如沥青、水泥、粘土盖层等；灌注胶结和防水的材料，如水泥、沥青、水玻璃、粘土等浆液，使其起到封闭和胶结岩石裂隙的作用；整平地区，加强排水。6.2河流地质作用河流地质作用 河流河流是在河谷（道）中流动的常年水流。流水具有一定的流速（即具有一定的动能），该动能主要消耗在下列方面：（1）水的粘滞性、水的紊流、环流、波浪及涡流等；（
8、2）侵蚀作用；（3）搬运作用。河流地质作用：侵蚀作用；（搬运）沉积作用。1流水的侵蚀作用流水的侵蚀作用河流在从高处向低处流动过程中，以自身的动力，并以携河流在从高处向低处流动过程中，以自身的动力，并以携带的泥沙和砾石作工具，不断地破坏河床的过程带的泥沙和砾石作工具，不断地破坏河床的过程。按侵蚀作用的方向分为两种类型：下蚀作用和侧蚀作用。按侵蚀作用的方向分为两种类型：下蚀作用和侧蚀作用。（1）河流的下蚀作用：河水对河床底部岩石破坏，使河谷）河流的下蚀作用：河水对河床底部岩石破坏，使河谷加深、增长的过程。加深、增长的过程。其动力：河水等的重力，水的冲击，砂石的磨蚀。其动力：河水等的重力，水的冲击，
9、砂石的磨蚀。其结果：河谷加深，横剖面为其结果：河谷加深，横剖面为V字形，河谷增长。字形，河谷增长。下蚀作用的极限：侵蚀基准面下蚀作用的极限：侵蚀基准面（2）河流的侧蚀作用：河水对河床两岸的岩石进行侵蚀，）河流的侧蚀作用：河水对河床两岸的岩石进行侵蚀，使河谷拓宽的过程。使河谷拓宽的过程。其动力：河水的横向环流，砂石的磨蚀。其动力：河水的横向环流，砂石的磨蚀。其结果：河谷加宽，河床弯道处曲率增大。其结果：河谷加宽，河床弯道处曲率增大。（3 3）下蚀作用与侧蚀作用的关系下蚀作用与侧蚀作用的关系时间上河流发育的早期以下蚀作用为主，随着坡度减小，时间上河流发育的早期以下蚀作用为主，随着坡度减小，逐渐转为
10、以侧蚀作用为主。逐渐转为以侧蚀作用为主。空间上河流的上游地形起伏大，河床坡度陡，以下蚀作用空间上河流的上游地形起伏大，河床坡度陡，以下蚀作用为主，河流的下游地形相对平缓，以侧蚀作用为主。为主，河流的下游地形相对平缓，以侧蚀作用为主。2 2（搬运）沉积作用（搬运）沉积作用沉积作用是河流搬运物从河水中沉积下来的过程。沉积作用是河流搬运物从河水中沉积下来的过程。引起河流沉积作用主要原因是河水流速的降低，导致引起河流沉积作用主要原因是河水流速的降低，导致机械动能减小，使河流的搬运能力降低而发生沉积机械动能减小，使河流的搬运能力降低而发生沉积。根据沉积的部位分为：根据沉积的部位分为：山口沉积作用山口沉积
11、作用谷底沉积作用谷底沉积作用河口沉积作用河口沉积作用山口沉积作用：山口沉积作用：来自山区的河流，携带着大量机械来自山区的河流，携带着大量机械搬运物到山口开阔的平地上，由于河床坡降明显减搬运物到山口开阔的平地上，由于河床坡降明显减小，水流又无地形约束而散开，河水动力突然大大小，水流又无地形约束而散开，河水动力突然大大减小，机械搬运能力迅速降低，搬运物就会山口沉减小，机械搬运能力迅速降低，搬运物就会山口沉积下来。山口沉积物常形成扇状地貌积下来。山口沉积物常形成扇状地貌冲积扇冲积扇。谷底沉积作用：谷底沉积作用：在谷底上产生的沉积作用；结在谷底上产生的沉积作用；结果会使河床抬高或形成平坦地形果会使河床
12、抬高或形成平坦地形河漫滩河漫滩。河口沉积作用：河口沉积作用：河口是河河口是河流主要的沉积场所。当河流流主要的沉积场所。当河流入湖泊、海洋时受湖水或海入湖泊、海洋时受湖水或海水的反托，流速迅速减小，水的反托，流速迅速减小，使大量机械搬运物质在河口使大量机械搬运物质在河口沉积下来。另一方面由于湖沉积下来。另一方面由于湖水、海水中富含有电解质，水、海水中富含有电解质，当河流中以胶体搬运的溶运当河流中以胶体搬运的溶运物与湖水、海水相混合后，物与湖水、海水相混合后，海水中的电解质破坏了胶体海水中的电解质破坏了胶体的稳定性，致使胶体凝聚，的稳定性，致使胶体凝聚，而沉积在河口。常形成锥形而沉积在河口。常形成
13、锥形的沉积地貌的沉积地貌三角洲三角洲。3河谷的类型及河流阶地河谷的类型及河流阶地 构造谷：一般是受地质构造谷：一般是受地质构造控制，其沿地质构构造控制，其沿地质构造线发展，河流在构造造线发展，河流在构造运动所生成的凹地内流运动所生成的凹地内流动，流水开凿出自己的动，流水开凿出自己的河谷，如向斜谷、地堑河谷，如向斜谷、地堑断裂谷等断裂谷等（1 1）河谷的类型）河谷的类型从河谷的成因来看，河谷可分为构造谷和侵蚀谷。从河谷的成因来看，河谷可分为构造谷和侵蚀谷。侵蚀谷：由水流侵蚀而成，不受地质构造的影响，它可侵蚀谷：由水流侵蚀而成，不受地质构造的影响，它可以任意切穿构造线。侵蚀谷发展为成形河谷一般可分
14、三个以任意切穿构造线。侵蚀谷发展为成形河谷一般可分三个阶段：第一阶段是峡谷型河谷阶段：第一阶段是峡谷型河谷;第二阶段是河漫滩河谷第二阶段是河漫滩河谷;第第三阶段是成形河谷三阶段是成形河谷.第一阶段是峡谷型河谷：常性水流急剧下切，使河谷第一阶段是峡谷型河谷：常性水流急剧下切，使河谷切成切成V字形状态，可发展成隘谷、嶂谷和峡谷。字形状态，可发展成隘谷、嶂谷和峡谷。第二阶段是河漫滩河谷：当峡谷形成后，弯曲的河床第二阶段是河漫滩河谷：当峡谷形成后，弯曲的河床主流线使河床受到侧蚀加宽作用，即凹岸被冲刷，凸主流线使河床受到侧蚀加宽作用，即凹岸被冲刷，凸岸被堆积，造成浜河床浅滩，其不断扩大和固定，形岸被堆积
15、，造成浜河床浅滩，其不断扩大和固定，形成河漫滩谷。成河漫滩谷。第三阶段是成形河谷：河漫滩河谷继续发展，使河漫第三阶段是成形河谷：河漫滩河谷继续发展，使河漫滩不断加宽加高；受地壳运动影响，老河漫滩被抬高，滩不断加宽加高；受地壳运动影响，老河漫滩被抬高，河水在原河漫滩内侧重新开辟河道，被抬高的河漫滩河水在原河漫滩内侧重新开辟河道，被抬高的河漫滩则转变为阶地。则转变为阶地。（2）河流阶地）河流阶地河流阶地：河谷中分布于河床两侧谷坡上的，由河流作河流阶地：河谷中分布于河床两侧谷坡上的，由河流作用形成的高出于一般洪水位之上的阶梯状平坦地形。用形成的高出于一般洪水位之上的阶梯状平坦地形。侵蚀阶地：阶面上的
16、基岩毕露，或覆盖的冲积物很薄；侵蚀阶地：阶面上的基岩毕露，或覆盖的冲积物很薄；一般多分布于山间河谷原始流速较大的河段，或者分布一般多分布于山间河谷原始流速较大的河段，或者分布在河流的上游；侵蚀阶地的工程地质条件较好。在河流的上游；侵蚀阶地的工程地质条件较好。堆积阶地：完全由冲积所组成，土层深厚，阶地面不堆积阶地：完全由冲积所组成，土层深厚，阶地面不见基岩；可分为上迭阶地、内迭阶地及嵌入阶地；堆积见基岩；可分为上迭阶地、内迭阶地及嵌入阶地；堆积阶地的工程地质条件好坏视冲积物性质及土层分布情况阶地的工程地质条件好坏视冲积物性质及土层分布情况而定，应特别注意掩埋的古河道或牛轭湖堆积的透镜体而定，应特
17、别注意掩埋的古河道或牛轭湖堆积的透镜体问题。问题。基座阶地：属侵蚀阶地到堆积阶地的过渡类型，阶地基座阶地：属侵蚀阶地到堆积阶地的过渡类型，阶地面上有冲积物覆盖着，在阶地陡坎的下部仍可见到基岩面上有冲积物覆盖着，在阶地陡坎的下部仍可见到基岩出露；其工程地质条件比较好，可作地基，沉降量小。出露；其工程地质条件比较好，可作地基，沉降量小。6.3滑坡与崩塌滑坡与崩塌 1滑坡的概念及基本构造滑坡的概念及基本构造斜坡土体和岩体在重力作用下失去原有的稳定状态，沿着斜坡内某些滑动面（或滑动带）作整体向下滑动的现象。（1 1）滑坡）滑坡（2）滑坡的基本构造）滑坡的基本构造1-1-滑坡体滑坡体；2-2-滑动面滑动
18、面；3-滑动带；4-4-滑坡床；滑坡床；5-5-滑坡后壁滑坡后壁；6-滑坡台地；7-滑坡台地陡坎；8-8-滑坡舌；滑坡舌；9-拉张裂缝；10-坡坡鼓丘；11-扇形张裂缝；12-剪切裂缝 1-1-滑坡体；滑坡体；2-2-滑动面；滑动面；3-3-滑动带；滑动带；4-4-滑坡床；滑坡床；5-5-滑坡后壁；滑坡后壁；6-6-滑坡台地；滑坡台地；7-7-滑坡台地陡坎；滑坡台地陡坎；8-8-滑坡舌；滑坡舌；9-9-拉张裂缝；拉张裂缝；10-10-坡坡鼓丘；坡坡鼓丘；11-11-扇形张裂缝；扇形张裂缝；12-12-剪切裂缝剪切裂缝 滑坡体：滑坡体：斜坡内沿滑动面向下滑动的岩土体。斜坡内沿滑动面向下滑动的岩土
19、体。滑动面、滑动带和滑坡床：滑动面、滑动带和滑坡床：滑坡体沿其滑动的面称滑滑坡体沿其滑动的面称滑动面；滑动面以上，被揉皱了的厚数厘米至数米的结构动面；滑动面以上，被揉皱了的厚数厘米至数米的结构扰动带，称滑动带；在滑动面以下稳定的岩土体称为滑扰动带，称滑动带；在滑动面以下稳定的岩土体称为滑坡床。坡床。滑坡后壁：滑坡后壁：滑坡体滑落后，滑坡后部和斜坡未动部滑坡体滑落后，滑坡后部和斜坡未动部分之间形成的一个陡度较大的陡壁。分之间形成的一个陡度较大的陡壁。滑坡台地：滑坡台地：滑坡体滑落后，形成阶梯状的地面，其往滑坡体滑落后，形成阶梯状的地面，其往往向着滑坡后壁倾斜。滑坡台地前缘比较陡的破裂壁称往向着滑
20、坡后壁倾斜。滑坡台地前缘比较陡的破裂壁称为滑坡台坎。为滑坡台坎。滑坡鼓丘：滑坡鼓丘：滑坡体在向前滑动的时候，受阻形成隆起滑坡体在向前滑动的时候，受阻形成隆起的小丘。的小丘。滑坡舌：滑坡舌：滑坡体的前部如舌状向前伸出的部分。滑坡体的前部如舌状向前伸出的部分。滑坡裂缝：滑坡裂缝：在滑坡运动时，因滑体各部分移动速度不在滑坡运动时，因滑体各部分移动速度不均匀，在滑体内及表面产生裂缝；根据受力状况不同，均匀，在滑体内及表面产生裂缝；根据受力状况不同，滑坡裂缝可以分拉张裂缝、鼓张裂缝、剪切裂缝、扇形滑坡裂缝可以分拉张裂缝、鼓张裂缝、剪切裂缝、扇形张裂缝。张裂缝。滑坡主轴：滑坡主轴：为滑坡体滑动速度最快的纵
21、向线，它代表为滑坡体滑动速度最快的纵向线，它代表整个滑坡的滑动方向，可为直线或折线。整个滑坡的滑动方向，可为直线或折线。2滑坡的分类滑坡的分类 按滑坡体物质组成和滑坡与地质构造关系划分：按滑坡体物质组成和滑坡与地质构造关系划分：覆盖层滑覆盖层滑坡、基岩滑坡、特殊滑坡坡、基岩滑坡、特殊滑坡。按滑坡体的厚度划分：按滑坡体的厚度划分：浅层滑坡、中层滑坡、深层滑坡、浅层滑坡、中层滑坡、深层滑坡、超深层滑坡超深层滑坡。按滑坡体的规模大小划分：按滑坡体的规模大小划分：小型滑坡、中型滑坡、大型滑小型滑坡、中型滑坡、大型滑坡、巨型滑坡坡、巨型滑坡。按形成的年代划分：按形成的年代划分：新滑坡、古滑坡。新滑坡、古
22、滑坡。力学条件划分：力学条件划分：牵引式滑坡、推动式滑坡牵引式滑坡、推动式滑坡。滑坡类型及其特征表滑坡类型及其特征表 3滑坡的发育过程滑坡的发育过程滑坡的发生是一个长期的变化过程，其发育过程一般划分为三个阶段：蠕动变形阶段蠕动变形阶段滑动破坏阶段滑动破坏阶段渐趋稳定阶段渐趋稳定阶段（1）蠕动变形阶段）蠕动变形阶段滑坡体滑坡体稳定稳定 强度降低强度降低 拉张裂缝拉张裂缝（由小变大）（由小变大）鼓张、剪切裂缝鼓张、剪切裂缝（前端和两侧）（前端和两侧）滑动面形成滑动面形成（2）滑动破坏阶段）滑动破坏阶段 滑动面形成滑动面形成 滑坡体与滑坡床分离滑坡体与滑坡床分离 滑坡体上的滑坡体上的各种裂缝进一步加
23、大各种裂缝进一步加大 滑动面出口处有泥水流出，滑动面出口处有泥水流出，湿度加大，强度降低湿度加大，强度降低 滑坡体加速下滑滑坡体加速下滑 滑坡体滑坡体上的建筑物严重变形以致倒塌毁坏。上的建筑物严重变形以致倒塌毁坏。（3）渐趋稳定阶段）渐趋稳定阶段 经剧滑之后 滑坡体重心降低 能量逐渐消耗，位移速度越来越慢 滑动停止 松散破碎岩土体在自重作用下 岩土体逐渐压实，地表裂缝逐渐闭合，滑坡前缘无水渗出或流出清凉的泉水 滑坡趋于稳定。4滑坡的力学分析及影响因素滑坡的力学分析及影响因素（1）滑坡的力学分析）滑坡的力学分析 滑坡的力学分析可根据滑动面的形状，按平面、弧面或折面进行分析：A平面滑动面情况平面滑
24、动面情况 滑坡体的稳定系数K 为滑动面上的总抗滑力 F 与岩土体重力 Q 所产生的总下滑力F之比，即 B圆形滑动面情况圆形滑动面情况 设滑动面中心为 O，滑弧半径为 R。滑坡的稳定系数 K 为总抗滑力矩与总滑动力矩之比，即 C折线滑动面情况折线滑动面情况 可采用分段的力学分析，沿折线滑面的转折处划分成若干块段，从上至下逐块计算推力，每块滑坡体向下滑动的力与岩土体阻挡下滑力之差（剩余下滑力）逐级向下传递的，即 当Ei0，则不稳定。（2）影响滑坡的因素）影响滑坡的因素 A斜坡外形：斜坡外形：斜坡的存在，使滑动面能在斜坡前缘临空出露，这是滑坡产生的先决条件；斜坡不同高度、坡度、形状等要素可使斜坡内力
25、状态变化，内应力的变化可导致斜坡稳定或失稳。B岩性：岩性：存在易亲水软化的土层和软岩，如粘质土、黄土和黄土类土、山坡堆积、风化岩以及遇水易膨胀和软化的土层；软岩有页岩、泥岩和泥灰岩、千枚岩以及风化凝灰岩等。C构造：构造：斜坡内存在层面、节理、断层、片理等软弱面，并与斜坡坡面倾向近于一致。D水：水：存在地表水和地下水，水的作用可使岩土软化、强度降低，可使岩土体加速风化。E地震：地震：地震使斜坡岩土体结构破坏，粉砂层液化，降低岩土体抗剪强度；同时地震波在岩土体内传递，使岩土体承受地震惯性力，增加滑坡体的下滑力，促进滑坡的发生。F人为因素：人为因素：人为地破坏表层覆盖物，引起地表水下渗，或破坏自然排
26、水系统等，使坡体水量增加。5滑坡的治理滑坡的治理（1）治理原则）治理原则 治理以防为主、整治为辅。（2）治理措施）治理措施 A排水：地表排水、地下排水。B支挡：在滑坡体下部修筑挡土墙、抗滑桩或用锚杆加固等工程。C刷方减重：削减坡角或降低坡高，以减少下滑力。D改善滑动面（带）的岩土性质：固结灌浆或电化学加固、冻结、焙烧等。（1）概述）概述 崩塌（崩落、垮塌或塌方）是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚（或沟谷）的地质现象。崩塌会使建筑物遭到毁坏，使公路和铁路被掩埋。带来重大经济损失。6崩塌崩塌 按崩塌体的物质组成分为两大类：一是产生在土体中的，称为土崩。二是产生在岩体
27、中的，称为岩崩。当其岩崩的规模巨大，涉及到山体者，又俗称山崩。当其崩塌产生在河流、湖泊或海岸上时，称为岸崩。A山坡的坡度及其表面的构造：斜坡外形高而且陡峻，山坡表面凹凸不平。B岩石性质和节理程度：岩石性质不同，其强度、风化程度、抗风化和抗冲刷的能力及其渗水程度都是不同的。C地质构造：岩层倾斜方向和山坡倾向相同，则其稳定程度较差；同时，构造作用，如正断层、逆断层，逆掩断层，地震强烈地带等，对山坡的稳定程度有不良影响。（2）崩塌发生条件和发育因素）崩塌发生条件和发育因素（3）崩塌的防治）崩塌的防治 原则：防止小型崩塌，绕避大型崩塌防治措施：削坡、清除危石、胶结岩石裂隙、引导地表水流，以避免岩石强度
28、迅速变化，防止差异风化等，具体措施如下：A爆破或打楔：将陡崖削缓，并清除易坠的岩石。B堵塞裂隙或向裂隙内灌浆。C调整地表水流：在崩塌地区上方修截水沟，以阻止水流流人裂隙。D铺砌覆盖护坡或喷浆护坡。E筑明峒或御塌棚。F筑护墙及围护棚。G在软弱岩石出露处修筑挡土墙。6.4泥石流泥石流 在山区一些流域内，主要是在暴雨降落时，由水、泥、石的混合物所形成的山地洪流。1泥石流的概念泥石流的概念 泥石流来势突然、运动快速、凶猛，冲刷力和摧毁力强，具有极大的特点。泥石流在许多山区都有不同程度地爆发，受害最大的是铁路、公路等交通线路。泥石流按其物质组成可分三类:水石流型泥石流水石流型泥石流 泥石流型泥石流泥石流
29、型泥石流 泥水流型泥石流泥水流型泥石流。2泥石流的形成条件泥石流的形成条件 泥石流的形成必须具备有丰富的松散泥石物质来源，山坡陡峻和较大沟谷以及能大量集中水源的地形、地质和水文气象条件。（1）地形条件：）地形条件：形成区或形成区或汇水区汇水区(上游）、上游）、流通区流通区(中游）和堆积中游）和堆积(下游）下游）区。区。I-I-形成区；形成区；II-II-流通区；流通区；III-III-堆积区堆积区（2）地质条件：）地质条件：在汇水区和流通区，岩土层分布广泛、厚度大、结构松软、易风化、层理发育，从而为泥石流的固体物质提供来源。（3）水文气象条件：）水文气象条件：短时间内有强度较大的暴雨或冰川和积
30、雪的强烈消融，或高山湖泊、水库的突然溃决等。3泥石流的防治措施泥石流的防治措施 由于泥石流是一种水、泥、石的混合物，其来势突然、凶猛，冲刷力和摧毁力强，故防治泥石流的原则以防为主，兼设工程措施，具体如下：（1）预防：）预防：在上游汇水区，作好水土保持工作，如植树造林，种植草皮等；调整地表径流，横穿斜坡修建导流堤，筑排水沟系，使水不沿坡度较大处流动，以降低流速；加固岸坡，以防岩土冲刷和崩塌，尽力减少固体物质来源。（2 2）拦截：）拦截：在中游流通区，设置一系列拦截构筑物，如拦截坝、拦栅、溢流坝等，以阻挡泥石流中挟带的物质。用改变沟床坡降降低流速的方法，防止沟床下切，如修建不太高的挡墙，筑半截堰堤
31、等。（3 3）排导：）排导：在泥石流下游设置排导措施使泥石流顺利排除，如修排洪道、导流坝、急流槽等。6.5岩溶与土洞岩溶与土洞 岩溶（又称喀斯特岩溶（又称喀斯特Karst)，指由于地表水或地下水对可溶性岩石进行溶蚀而产生的一系列地质现象，其结果如溶洞、溶沟、溶槽、暗河等。土洞土洞指由于地表水和地下水对土层的溶蚀和冲刷而产生空洞，空洞的扩展，导致地表陷落的地质现象。岩溶与土洞岩溶与土洞作用的结果，可产生一系列对工程不利的地质问题，如岩石结构的破坏、地表突然塌陷、地下水循环改变等。这些现象严重地影响建筑场地的使用和安全。1岩溶岩溶（1）岩溶的主要形态）岩溶的主要形态 岩溶形态可分为地表岩溶形态和地
32、下岩溶形态两类。地表岩溶形态有溶沟（槽）、石芽、漏斗、溶蚀洼地、坡立谷、溶蚀平原等；地下岩溶形态有落水洞（井）、溶洞、暗河、天生桥等。1-1-石林；石林；2-2-溶沟；溶沟；3-3-漏斗；漏斗；4-4-落水洞；落水洞；5-5-溶洞；溶洞；6-6-暗河；暗河；7-7-钟钟乳石；乳石；8-8-石笋石笋 A A溶沟溶槽：溶沟溶槽：生成于地表岩石表面，由地表水溶蚀与冲刷形成，在地表上会残留一些石芽地貌。B B漏斗：漏斗：由地表水的溶蚀和冲刷并伴随塌陷作用而在地表形成的漏斗状形态。C C溶蚀洼地：溶蚀洼地：由许多的漏斗不断扩大汇合而成，周围常有溶蚀残丘、峰丛、峰林，底部有漏斗和落水洞。D D坡立谷和溶蚀
33、平原：坡立谷和溶蚀平原：坡立谷是一种大型的封闭洼地，也称溶蚀盆地；坡立谷再发展就形成溶蚀平原。在坡立谷或溶蚀平原内经常有湖泊、沼泽和湿地等。底部经常有残积洪积层或河流冲积层覆盖。E E落水洞和竖井：落水洞和竖井：由岩层裂隙受流水溶蚀、冲刷扩大或坍塌而成，是地表通向地下深处的通道，其下部多与溶洞或暗河连通。F F溶洞：溶洞：由地下水长期溶蚀、冲刷和塌陷作用而形成的近于水平方向发育的岩溶形态，洞内常有支洞、钟乳石、石笋和石柱等岩溶产物。G G暗河：暗河：为地下岩溶水汇集和排泄的主要通道。H H天生桥：天生桥：溶洞或暗河洞道塌陷直达地表而局部洞道顶板不发生塌陷，形成的一个横跨水流的石桥。A岩体的可溶
34、性：岩体的可溶性：碳酸盐类岩石（石灰岩、白云岩和泥灰岩）、硫酸盐类岩石（石膏和硬石膏）、卤素岩（岩盐）。B岩体的透水性：岩体的透水性：可溶岩石本身的透水性（孔隙）；岩体内有裂隙，特别是构造裂隙和层理裂隙。（2）岩溶的形成条件）岩溶的形成条件C水的溶蚀能力：水的溶蚀能力：含有一定量的侵蚀性CO2。D D水的流动性：对水的流动性：对其围岩有溶蚀能力；造成水流对其围岩的冲刷。2土洞与潜蚀土洞与潜蚀 地下水在流动的过程中，带走土体颗粒间细小颗粒，使土体被掏空成洞穴而形成土洞。这种地质作用的过程称为潜蚀。（1）土洞的形成条件）土洞的形成条件 土洞主要由潜蚀作用形成。土洞主要由潜蚀作用形成。如果土体内不含
35、有可溶成分，则地下水流仅将细小如果土体内不含有可溶成分，则地下水流仅将细小颗粒从大颗粒间的孔隙中带走，这种现象我们称之为颗粒从大颗粒间的孔隙中带走，这种现象我们称之为机械潜蚀。如果地下水流先将土中可溶成分溶解，而机械潜蚀。如果地下水流先将土中可溶成分溶解，而后将细小颗粒从大颗粒间的孔隙中带走，这种具有溶后将细小颗粒从大颗粒间的孔隙中带走，这种具有溶滤作用的潜蚀称为溶滤潜蚀。滤作用的潜蚀称为溶滤潜蚀。（2）土洞的类型）土洞的类型A由地表水下渗发生机械潜蚀作用形成的土洞此类土洞形成因素有三点：土层的性质、土层底部有排泄水流及土粒的良好通道、地表水流能直接渗入土层。B B由岩溶水流潜蚀作用形成土洞由
36、岩溶水流潜蚀作用形成土洞此类土洞发育的快慢取决于基岩面上覆土层性质、地下水的活动强度、基岩面附近岩溶和裂隙发育程度。土洞的分布和发育示意图土洞的分布和发育示意图1-1-土洞；土洞；2-2-裂隙；裂隙；3-3-石灰岩；石灰岩；4-4-粘性土；粘性土；5-5-软土或稀泥软土或稀泥 3岩溶与土洞的工程地质问题岩溶与土洞的工程地质问题 岩溶与土洞地区对建（构）筑物稳定性和安全性有很大影响。A溶蚀岩石的强度大为降低。B造成基岩面不均匀起伏。C漏斗对地面稳定性的影响。D对地基稳定性的影响：分布密度与发育情况、埋深情况、抽水影响。4岩溶与土洞地基的防治岩溶与土洞地基的防治 应先将岩溶和土洞的位置勘察清楚，然
37、后针对实际情况做出相应的防治措施。A A挖填：挖填：即挖除溶洞或土洞中的软弱充填物，回填以碎石、块石或混凝土等，并分层夯实，以达到改良地基的效果。对于土洞回填的碎石上设置反滤层，以防止潜蚀发生。B B跨盖：跨盖：当洞埋藏较深或洞顶板不稳定时，可采用跨盖方案。如采用长梁式基础或桁架式基础或刚性大平板等方案跨越。C C灌注：灌注：采用水泥或水泥粘土混合灌浆于岩溶裂隙中；对于土洞，可在洞体范围内的顶板打孔灌砂或砂砾。D D排导：排导：洞中水的活动可使洞壁和洞顶溶蚀、冲刷或潜蚀，造成裂隙和洞体扩大，或洞顶坍塌。因而对自然降雨和生产用水应防止下渗，采用截排水措施，将水引导至他处排泄。E E打桩：打桩：对
38、于土洞埋深较大时，可用桩基处理，如采用混凝土桩、木桩、砂桩或爆破桩等。其目的除提高支承能力外，并有靠桩来挤压挤紧土层和改变地下水渗流条件的功效。6.6地震及其效应地震及其效应1地震的概念地震的概念地震是因地球的内力作用而产生的一种地壳振动现象，是地壳运动的表现之一。从世界范围来看地震主要发生在环太平洋和地中海喜马拉雅山脉等地带，我国处于以上两大地震活动带之间，是一个多地震的国家。（1）震源和震中）震源和震中 震源与地面的垂震源与地面的垂直距离称震源深直距离称震源深度。根据震源深度。根据震源深度可将地震分为度可将地震分为浅源地震、中源浅源地震、中源地震、深源地震地震、深源地震三类。三类。（2）地
39、震的一般特点）地震的一般特点 地震一般经历三个阶段：前震、主震、余震。地震一般经历三个阶段：前震、主震、余震。2地震的成因地震的成因 地震按其成因，可以分为构造地震、火山地震、陷落地震和人工触发地震四类。构造地震：构造地震：因地壳运动而引起的地震，其传播范围广，振动时间长且强烈，往往造成突然性和灾害性，世界上有90的地震属于构造地震。火山地震：火山地震：因火山活动而引起的地震，其影响范围不大，强度也不大、地震前有火山发作为预兆，火山地震占世界总地震次数7左右。陷落地震：陷落地震：因山崩或地面陷落而引起的地震，其影响范围很小，强度微弱，约占世界总地震次数3左右。人工触发地震：人工触发地震：因人类
40、工程活动引起地震，如修水库或人工向地下大量灌水等。3地震波及其传播地震波及其传播 地震时，震源释放的能量以波的形式(地震波)向四面八方传播。地震波的传播速度纵波最快，横波次之，面波最慢，具有振幅和周期。纵波最先到达，横波次之，面波到达最晚。纵波：纵波：质点运动方向与波传播方向相同，又称压缩波。特点：周期较短，振幅较小。横波：横波：质点运动方向与波传播方向垂直，又称剪切波。特点：周期较长，振幅较大。（1）震级）震级 地震级指地震的大小，依据地震释放出来的能量多少来划分。震级指以微米为单位来表示离开震中100km的标准地震仪所记录的最大振幅，并用对数来表示。（2）地震烈度）地震烈度 地震烈度是表明
41、地震对具体地点的实际影响，它不仅取决于地震能量，同时也受震源深度、震中距离、地震波的传播介质及表土性质等条件的强烈影响。4地震地震震震级和地震烈度级和地震烈度 地震震级和地震烈度是衡量地震的大小和地面破坏的程度的标准。地震烈度是根据地震时人的感觉，器物动态，建筑物毁坏及自然现象的表现等宏观现象判定的。地震时按其破坏程度的不同，而将地震的强弱排列成一定的次序作为确定地震烈度的标准，分为十二度。一次地震，只有一个震级，但在不同的地区烈度大小一次地震，只有一个震级，但在不同的地区烈度大小是不一样的。震级是说这次地震大小的量级；烈度是说该是不一样的。震级是说这次地震大小的量级；烈度是说该地的破坏程度。
42、在浅源地震中，震级和震中烈度（即最大地的破坏程度。在浅源地震中，震级和震中烈度（即最大烈度）的关系，根据经验大致确定。烈度）的关系，根据经验大致确定。（3）震级与地震烈度的关系）震级与地震烈度的关系 5地震效应地震效应（1 1）地震力效应）地震力效应地震力指地震使建（构）筑物受到的惯性力，可用拟静地震力指地震使建（构）筑物受到的惯性力，可用拟静力法来分析，即力法来分析，即 （2 2）地震破裂效应指地震使岩石就要发生突然破裂和位）地震破裂效应指地震使岩石就要发生突然破裂和位移，形成断层和地裂缝，引发建移，形成断层和地裂缝，引发建(构构)筑物变形和破坏的现筑物变形和破坏的现象，包括地震断层和地裂缝
43、两类。象，包括地震断层和地裂缝两类。（3）地震液化效应地震使饱和砂土孔隙水压力骤然上升，有效压力减小，当有效压力完全消失时，砂土层会完全丧失抗剪强度和承载能力，变成像液体一样的状态，即为砂土液化现象。宏观液化现象为喷水冒砂、地下砂层液化。（4）地震激发地质灾害的效应强烈的地震作用能激发斜坡上岩土体松动、失稳，发生滑坡和崩塌等不良地质现象。一般认为，地震时可能发生大规模滑坡、崩塌的地段视为抗震危险的地段，建筑场址和主要线路应尽量避开。6地震液化与断裂对地基稳定性的影响地震液化与断裂对地基稳定性的影响A影响影响 （1 1）地震引起地基液化、产生震陷，使地基承）地震引起地基液化、产生震陷，使地基承载
44、能力降低或丧失。载能力降低或丧失。（2 2）断层带会影响地基的稳定性，特别在地震）断层带会影响地基的稳定性，特别在地震等因素促使其复活时。等因素促使其复活时。B防治防治 （1 1）判别液化层：在一般的地震强度下（烈度）判别液化层：在一般的地震强度下（烈度6 69 9度，地面最大振动加速度平均值为度，地面最大振动加速度平均值为0.10.10.4g0.4g），在地），在地面以下面以下15m15m深度内饱和的松至中密的砂和粉土是最常见深度内饱和的松至中密的砂和粉土是最常见的液化土。在工程地质勘察中，液化层通常采用原位测的液化土。在工程地质勘察中，液化层通常采用原位测试方法来判别。试方法来判别。（2 2）查明断层带分布，判别断层的活动性：工程地）查明断层带分布，判别断层的活动性：工程地质勘察中应提出场地和地基的断裂类型和特点以及其活质勘察中应提出场地和地基的断裂类型和特点以及其活动性。动性。