不良地质现象的工程地质问题

第章不良地质现象的工程地质问题第一页，共77页。常见地质灾害

自然地质灾害内动力地质作用引起的火山爆发、地震外动力地质作用引起的滑坡、崩塌、泥石流岩溶、风沙、冻土

人为地质灾害人工边坡滑动、水库诱发地震、地面沉降第二页，共77页。

一.滑坡的定义

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滑动的岩土体具有整体性；②斜坡上岩土体的移动方式为滑动，不是倾倒或滚动，因而滑坡体的下缘常为滑动面或滑动带的位置；③规模大的滑坡一般是缓慢地往下滑动。滑坡第三页，共77页。滑坡体——沿滑动面向下滑动的那部分岩土体。滑动面——滑坡体沿其下滑的面。二.滑坡的基本构造特征第四页，共77页。

滑动面的形态第五页，共77页。滑坡床——滑动面下稳定不动的岩土体。滑坡周界——平面上滑坡体与周围稳定不动的岩土体的分界线。第六页，共77页。滑坡后壁——滑体后缘与母体脱开的分界面。平面上多呈围椅状。第七页，共77页。滑坡台地——由于滑坡体上、下各段运动速度的差异，滑坡体断开或沿不同滑面多次滑动，在滑坡上构成多级台阶。每一台阶由滑坡平台及陡壁组成。第八页，共77页。滑坡舌——滑坡体前缘形如舌状向前伸出的部分。滑坡鼓丘——滑坡体前缘受阻，被挤压鼓起成丘状的部分。第九页，共77页。滑坡裂缝——滑坡体内出现的裂缝。第十页，共77页。

滑坡主轴——滑坡主轴也称主滑线，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。滑动迹线可以为直线，也可以是折线。第十一页，共77页。根据受力状况不同，滑坡裂缝可以分为四种：

1)拉张裂缝：在斜坡将要发生滑动的时候，由于拉力的作用，在滑坡体的后部产生一些张口的弧形裂缝。与滑坡后壁相重合的拉张裂缝称主裂缝。

2)鼓张裂缝：滑坡体在下滑过程中，如果滑动受阻或上部滑动较下部快，则滑坡下部会向上鼓起并开裂，这些裂缝通常是张口的。鼓张裂缝的排裂方向基本上与滑动方向垂直。

3)剪切裂缝：滑坡体两侧和相邻的不动岩土体发生相对位移时，会产生剪切作用；或滑坡体中央部分较两侧滑动快而产生剪切作用，都会形成大体上与滑动方向平行的裂缝。

4)扇形张裂缝：滑坡体向下滑动时，滑坡舌向两侧扩散，形成放射状的张开裂缝，称为扇形张裂缝，也称滑坡前缘放射状裂缝。第十二页，共77页。滑坡体Slidingbody滑坡床Slidingbed滑坡后壁cliff滑坡面Slidingsurface扇形张裂缝Fan-hapedtensivecracks滑坡舌鼓张裂缝Swellingcracks

剪裂缝Shearcracks

滑坡周界滑坡台阶张裂缝第十三页，共77页。滑坡的发展第十四页，共77页。三.滑坡分类1.

按物质组成分类

土体滑坡基岩滑坡特殊滑坡第十五页，共77页。

土体滑坡粘土滑坡黄土滑坡残积层滑坡残积层滑坡第十六页，共77页。

基岩滑坡顺层滑坡切层滑坡滑动面滑动面均质滑坡（泥岩、页岩、泥灰岩等软弱岩层中，滑动面均匀光滑）顺层滑坡切层滑坡第十七页，共77页。顺层滑坡第十八页，共77页。

特殊滑坡冻融层融冻滑坡陷落滑坡

融冻滑坡第十九页，共77页。

2.

按滑坡形成的力学条件RivererosionArtificialcutting牵引类型推移类型（滑坡体下部先滑动）（滑坡体上部先滑动）第二十页，共77页。3.按滑坡体的厚度4.按滑坡的规模■小型滑坡（滑坡体体积＜3万m3）■中型滑坡（3~50万m3）■大型滑坡（50~300万m3）■巨型滑坡(＞300万m3）5.按形成年代■浅层滑坡(＜6m)■中层滑坡(6~20m)■

深层滑坡(20~30m)■

超深层滑坡(＞30m)■新滑坡（由于开挖形成的滑坡）■古滑坡（久已存在的）第二十一页，共77页。四、滑坡的发育过程1蠕动变形阶段从斜坡的稳定状况受到破坏，坡面出现裂缝，到斜坡开始整体滑动之前的这段时间称为滑坡的蠕动变形阶段。剪切力第二十二页，共77页。2

滑动破坏阶段滑坡滑动的速度大小取决于滑动过程中岩土抗剪强度降低的绝对数值，并和滑动面的形状，滑坡体厚度和长度，以及滑坡在斜坡上的位置有关。

第二十三页，共77页。3

渐趋稳定阶段由于滑坡体在滑动过程中具有动能，所以滑坡体能越过平衡位置，滑到更远的地方

。滑动停止后，除形成特殊的地形外，在岩性、构造和水文地质条件等方面相继发生变化。

第二十四页，共77页。滑坡的识别据地貌特征：

圈椅型地滑坡体上的“醉林”、“马刀树”等现象。

滑坡体表面坡度比周围未滑动斜坡坡度变缓；第二十五页，共77页。醉林第二十六页，共77页。据岩性条件：

软弱岩层如页岩、泥岩、千枚岩和坡洪积松散堆积层、黄土等，易发生滑坡。

而脆性岩层如石灰岩、花岗岩等，易发生崩塌。

据构造条件：

断层、褶皱发育地区，新构造运动强烈地区易发生边坡失稳现象。第二十七页，共77页。

据水文地质现象：

山坡脚泉水较多，地表潮湿。

据边坡变形迹象：

山体裂缝，岩土体扰动、松散。第二十八页，共77页。五、滑坡的力学分析F平面滑动第二十九页，共77页。圆弧滑动第三十页，共77页。折线滑动：采用分段的力学分析Ei——第i块滑坡体的剩余下滑力ψ——传递系数；Fs——安全系数。Ti——作用于第i块段滑动面上的滑动分力(kN／m)；Ni——作用于第i块段滑动面上的法向分力(kN／m)；fi——第i块滑坡体沿滑动面岩土的内摩擦系数；、ci——分别为第i块滑坡体沿滑动面岩土的内摩擦角(度)

和内聚力(kN／m2)

当最终一块岩土体的剩余下滑力为负值或零时，表示整个滑坡体是稳定的。如为正值，则不稳定。第三十一页，共77页。

六滑坡影响因素分析

①

斜坡的几何特征坡高;坡角,坡形②

滑坡体岩土性质易亲水软化的土层和软岩(页岩,粘土岩)③

结构面发育程度

岩层层面，节理，断层等结构面的发育程度以及它们产状和坡面的产状之间的关系

④

地表水与地下水

⑤

地震

⑥

人为因素不合适的削坡以及坡顶的堆载人为破坏表层覆盖物，引起地下水下渗或破坏排水系统第三十二页，共77页。七、滑坡的防治

防治原则应当是以防为主、整治为辅；查明影响因素，采取综合整治方案；一次性根治，不留后患。第三十三页，共77页。

防治方法排水刷方减载修建支挡工程改善滑动面或滑动带的岩土性质第三十四页，共77页。滑坡地表排水系统示意图截水沟断面构造图排除地表水:对滑坡体地表水要截流旁引，使它不流入滑坡内。

排水第三十五页，共77页。支撑盲沟截水盲沟

排除地下水

其中水平排水设施有盲沟、盲洞、水平钻孔。垂直排水设施有井、钻孔等。第三十六页，共77页。第三十七页，共77页。

刷方减载对于头重脚轻的滑坡、高而陡的斜坡，可将滑坡上部或斜坡上部的岩土体削去一部分，并将其堆放在坡脚处。第三十八页，共77页。抗滑桩

修建支挡工程锚固滑体挡土墙

支挡工程的作用主要是增加抗滑力，直到不再滑坡。第三十九页，共77页。抗滑桩第四十页，共77页。预应力锚固第四十一页，共77页。

改善滑动面或滑动带的岩土性质

土质改良的目的在于提高岩土体的抗滑能力，主要用于土体性质的改善。一般有电化学加固法、硅化法水泥胶结法、冻结法、焙烧法、石灰灌浆法及电渗排水法等。第四十二页，共77页。某居住区后的山体滑坡第四十三页，共77页。滑坡周界四川云阳鸡筏子滑坡第四十四页，共77页。香港山体滑坡湖北省巴东县滑坡第四十五页，共77页。崩塌

崩塌——指陡峻斜坡上的岩、土体在重力作用下突然脱离坡体向下崩落的现象。第四十六页，共77页。

落石——陡峻斜坡上个别、少量岩块、碎石脱离坡体向下坠落的现象。

山崩——规模巨大的山区崩塌。第四十七页，共77页。盐池河崩塌第四十八页，共77页。第四十九页，共77页。

崩塌的形成条件及影响因素地形地貌条件岩性条件地质构造条件水的条件气候因素其它条件第五十页，共77页。地形地貌条件

地形是引起崩塌的基本因素。斜坡坡度大于55°、高度超过30m的地段易于发生崩塌。第五十一页，共77页。软、硬岩相间发生的崩塌岩性条件

岩性对崩塌有明显的控制作用。坚硬脆性的岩石组成的高陡边坡以及硬、软岩相间构成的边坡较易发生崩塌。第五十二页，共77页。层理、节理组合发生的崩塌地质构造条件

岩体中各种不连续面的存在是产生崩塌的基本条件。当各种不连续面的产状和组合有利于崩塌时，就成为发生崩塌的决定性因素。第五十三页，共77页。水的条件水是诱发崩塌的重要条件。气候条件

高寒地区冰劈作用广泛发育，干旱、半干旱气候区日温差及年温差较大，这些地区物理风化强烈，岩石易破碎成碎块，崩落极为盛行。第五十四页，共77页。其它条件

主要是人为因素和振动影响。如果在工程设计和施工中处理不当，会促使崩塌的发生；地震、列车、爆破施工引起的振动，也是诱发崩塌的因素。第五十五页，共77页。

崩塌的防治

排水

水的参与加大了发生崩塌的可能性，所以要在可能发生崩塌的地段上方修建截水沟，防止地表水流入崩塌区内。崩塌地段地表岩石的节理、裂隙可用粘土或水泥砂浆填封，防止地表水下渗。第五十六页，共77页。对于落石和小型崩塌

(1)清除危岩；(2)支护加固；(3)拦挡工程。拦石网崩塌支护加固措施第五十七页，共77页。

对于大型崩塌，可采用棚洞或明洞等防护工程。

若各种方法均不能解决问题时，只能采取绕避方案：或将线路内移作隧道；或将线路改移到河对岸。

防崩塌明洞第五十八页，共77页。

第五十九页，共77页。§6.4

泥石流第六十页，共77页。我国地震带和泥石流的分布第六十一页，共77页。

泥石流——含有大量泥砂、石块等固体物质，突然爆发的，具有很大破坏力的特殊洪流。泥石流第六十二页，共77页。第六十三页，共77页。泥石流的危害第六十四页，共77页。

2004年7月，云南省德宏州盈江县先后发生了两次特大洪涝泥石流灾害，

造成了巨大的经济损失和人员伤亡。第六十五页，共77页。泥石流形成条件必备条件丰富的松散固体物质陡峻的地形足够的突发性水源第六十六页，共77页。松散固体物质（地质条件）

在形成区内有大量易于被水流侵蚀冲刷的疏松土石堆积物，是泥石流形成的最重要的条件。第六十七页，共77页。地形条件

典型的泥石流流域可划分为形成区、流通区和沉积区三个区段。第六十八页，共77页。

该区多为三面环山、一面出口的半圆形宽阔地段，周围山坡陡峻，沟谷纵坡降可达30°以上。斜坡常被冲沟切割，且崩塌、滑坡发育；坡体光秃，无植被覆盖，这样的地形，有利于汇集周围山坡上的水流和固体物质。形成区又可分为汇水动力区和物质供给区。形成区第六十九页，共77页。

该区多为狭窄而深切的峡谷或冲沟，谷壁陡峻而纵坡降较大，常出现陡坎和跌水，泥石流进入本区后极具冲刷能力。流通区形似颈状或喇叭状。非典型的泥石流沟，可能没有明显的流通区。流通区第七十页，共77页。

一般位于山口外或山间盆地的边缘，地形较平缓。泥石流至此速度急剧变小，最终堆积下来，形成扇形、锥状堆积体，有的堆积区还直接为河漫滩或阶地。

沉积区第七十一页，共77页。第七十二页，共77页。第七十三页，共77页。水源条件

泥石流形成必须有强烈的地表径流，地表径流是暴发泥石流的动力条件。人为因素

人类工程活动的不当可促进泥石流的发生、发展、复活或加重其危害程度。第