工程地质学第5章常见的几种不良地质现象

1、第5章 常见的几种不良地质现象,5.1 地震 地震（earthquake）是一种地质现象，是地壳构造运动的一种表现。地下深处的岩层，由于某种原因突然破裂、塌陷以及火山爆发等而产生振动，并以弹性波的形式传递到地表，这种现象称为地震。 5.1.1 震源与震中 地壳或地幔中发生地震的地方称为震源（earthquake focuse）。震源在地面上的垂直投影称为震中（earthquake center）。,震源与地面的垂直距离，称为震源深度（图 5.1.1）。,图5.1.1 震源、震中、等震线,图5.1.2 云南通海地震的等震线图,5.1.2 地震及地震波 （1）地震的成因类型 形成地震的原因是各种各

2、样的。地震按其成因，可分为天然地震与人为地震两大类型。人为地震所引起的地表振动都较轻微，影响范围也很小，且能做到事先预告及预防，不是所要讨论的对象，以下所讲皆指天然地震。 1）构造地震 2）火山地震,3）陷落地震 4）激发地震 （2）地震分布 1）世界地震分布 a.环太平洋地震带 b.地中海喜马拉雅地震带 2）我国地震分布 a.东南沿海及台湾地震带 b.郯城庐江地震带 c.华北地震带,d.横贯中国的南北向地震带 e.西藏滇西地震带 （3）地震波 地震时震源释放的应变能以弹性波的形式向四面八方传播，这就是地震波（earth-quake wave）。地震波使地震具有巨大的破坏力，也使人们得以研究地

3、球内部。地震波包括两种在介质内部传播的体波和两种限于界面附近传播的面波。 1）体波,体波（body wave）有纵波（longitudinal wave）与横波（transverse wave）两种类型。,图5.1.3 地震震中的位置,2）面波 面波（surface wave）（L波）是体波达到界面后激发的次生波,只是沿着地球表面或地球内的边界传播。,图5.1.4 典型的地震波记录图或地震谱,5.1.3地震的震级与烈度 地震能否使某一地区的建筑物受到破坏，主要取决于地震本身的大小和该区距震中的远近，距震中愈远则受到的振动愈弱，所以需要有衡量地震本身大小和某一地区振动强烈程度的两个尺度，这就是震

4、级和烈度 （1）地震震级 地震震级（magnitude）是表示地震本身大小的尺度，是由地震所释放出来的能量大小所决定的。,（2）地震烈度 地震烈度（seismic intensity）是指某一地区的地面和各种建筑物遭受地震影响的强烈程度。,1）基本烈度 2）场地烈度 3）设计烈度 5.1.4 场地及地基的评价 （1）场地及其地质条件 1）地形 2）断层 3）场地土质条件 （2）场地土的类型,（3）建筑场地类别,5.1.5 建筑工程的震害及防震原则 建筑工程常见震害及防震原则 常见震害 1）地基的液化 初步判别,由标准贯入试验判别,2）软土的震陷 3）地震滑坡和地裂 4）防震原则,a.建筑场地的

5、选择 b.软土及不均匀地基 5.1.6 公路工程的震害及防震原则 （1）地震对公路工程的破坏作用 1）地变形的破坏作用 2）地震促使软弱地基变形、失效的破坏作用 3）地震激发滑坡、崩塌与泥石流的破坏作用 （2）平原地区的路基震害及防震原则 1）平原地区路基的震害,2）平原地区路基的防震原则 （3）山岭地区的路基震害及防震原则 1）山岭地区路基的震害 2）山岭地区路基的防震原则 （4）桥梁的震害及防震原则 1）桥梁的震害 2）桥梁防震原则 5.2 滑坡与崩塌 5.2.1 滑坡,（1）滑坡要素及特征 1）滑坡要素,图5.2.1 滑坡要素 1滑坡体；2滑坡周界；3滑坡壁；4滑坡台阶；5滑动面；6滑动

6、带；7滑坡舌；8滑动鼓丘 ；9滑坡轴；10破裂线；11封闭洼地；12拉张裂缝；13剪切裂缝；14扇形裂缝； 15鼓张裂缝；16滑坡床,2）滑坡的特征,图5.2.2 滑坡特征,（2）滑坡分类 1）按滑动时力的作用分类 2）按组成滑坡的主要物质成分分类,3）按滑动面通过各岩（土）层的情况分类,图5.2.3 顺层滑坡示意图 （a）沿岩层层面滑动；（b）沿坡积层与基岩交接面滑动,图5.2.4 切层滑坡示意图,（3）滑坡的形成条件 1）滑坡发育的内部条件 2）滑坡发育的外部条件 （4）滑坡勘察 （5）滑坡防治原则和方法 防治滑坡的措施和方法有： 1）避开 2）消除或减轻水对滑坡的危害,图5.2.5 树枝

7、状排水系统平面布置示意图,图5.2.6 截水盲沟断面示意图,3）改善滑坡体力学条件，增大抗滑力,图5.2.7 平孔排水及截水墙 （a）平面示意图；（b）剖面示意图,图5.2.8 减与压示意图,图5.2.9 抗滑挡土墙,图5.2.10 抗滑桩的平面布置和形式,图5.2.11 抗滑桩示意图,图5.2.12 锚杆构造,4）改善滑带土的性质 5.2.2 崩塌和岩堆,图5.2.13 崩塌示意图 1崩塌体;2堆积块石; 3裂隙切割的边坡岩体,在山区比较陡峻的山坡上，巨大的岩体或土体在自重作用下，脱离母岩，突然而猛烈地由高处崩落下来，这种现象称为崩塌（dilapidation）,如图5.2.13所示。,（1

8、）崩塌的形成条件及因素,图5.2.14 差异风化形成的崩塌,图5.2.15 半填半挖路基的悬臂式棚洞,（2）人工开挖边坡造成的崩塌 （3）崩塌的防治,图5.2.16 半路堑棚洞,图5.2.17 落石平台与挡石墙,图5.2.18 落石槽与挡石,图5.2.19 嵌补,图5.2.20 支顶,图5.2.21 支撑危石并防止 风化的支护墙,图5.2.22 护面加固,5.3 泥 石 流 泥石流（debris flow）是山区特有的一种自然地质现象。它是由于降水（暴雨、融雪、冰川）而形成的一种挟带大量泥砂、石块等固体物质,突然爆发，历时短暂，来势凶猛，具有强大破坏力的特殊洪流。 5.3.1 泥石流的分类及形

9、成条件 （1）泥石流的分类 1）按其流域的地质地貌特征可分为 a.标准型泥石流,图5.3.1 （a）泥石流流域示意图；（ b）河谷型泥石流流域示意图； （c）山坡型泥石流流域示意图,b.河谷型泥石流 c.山坡型泥石流,2）泥石流按其组成物质分 a.泥流 所含固体物质以粘土、粉土为主（占80%90%），仅有少量岩屑碎石，粘度大，呈不同稠度的泥浆状。 b.泥石流 固体物质由粘土、粉土及石块、砂砾所组成。它是一种比较典型的泥石流类型。 c.水石流 固体物质主要是一些坚硬的石块、漂砾、岩屑及砂等，粉土和粘土含量很少，一般小于10%,3）泥石流按其物理力学性质、运动和堆积特征分 a.粘性泥石流 粘性泥石

10、流（又称结构泥石流）,含有大量的细粒物质（粘土和粉土）。 b.稀性泥石流 稀性泥石流是水和固体物质的混合物。其中水是主要的成分，固体物质中粘土和粉土含量少，因而不能形成粘稠的整体。,（2）泥石流的形成条件 泥石流的形成条件 a.地形条件 b.地质条件 c.水文气象条件 d.其他条件 5.3.2 泥石流的防治 （1）预防措施 （2）治理措施,图5.3.2 格栅坝,图5.3.3 谷坊坝,图5.3.4 1排洪道与大河交接以锐角平面图 2排洪道剖面图形式 （a）梯形;（b）矩形;（c）复式形;（d）锅底形,图5.3.5 导流堤的平面示意图,5.4岩溶及土洞 5.4.1岩溶 岩溶，又称喀斯特（karst

11、），是指可溶性岩层，如碳酸盐类岩（石灰岩、白云岩）、硫酸盐类岩层（石膏）和卤素类岩层（岩盐）等受水的化学和物理作用产生的沟槽、裂隙和空洞，以及由于空洞顶板塌落使地表产生陷穴、洼地等特殊的地貌形态和水文地质现象作用的总称。岩溶是不断流动着的地表水、地下水与可溶岩相互作用的产物。可溶岩被水溶蚀、迁移、沉积的全过程称“岩溶作用”过程。而由岩溶作用过程所产生的一切地质现象称“岩溶现象”。,图5.4.1 岩溶岩层剖面示意图 1石牙、石林;2塌陷洼地;3漏斗;4落水洞 5溶沟、溶槽;6溶洞;7暗河;8溶蚀裂隙;9钟乳石,（1）岩溶发育的条件和规律 1）岩溶发育的条件 2）岩溶发育的规律 3）地基稳定性评价和地基处理措施,5.4.2 土洞 土洞是指埋藏在岩溶地区可溶性岩层的上覆土层内的空洞。土洞继续发展，易形成地表塌陷。 （1）土洞的形成条件 （2）土洞的工程处理 1）地表水形成土洞的处理 2）地下水形