第七章常见的不良地质现象.docx
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第七章常见的不良地质现象
第七章常见的不良地质现象
第七章常见的不良地质现象
第一节崩塌
一、概述
1、崩塌的定义:
在陡峻的斜坡上~巨大岩块在重力作用下突然而猛烈的
向下倾倒、翻滚、崩落的现象~称为崩塌。
2、发生位臵:
山区陡峭的山坡、及高陡的路堑边坡。
3、种类:
山崩:
规模巨大的崩塌称为山崩,
碎落:
斜坡表面由于岩石的风化强烈~产生岩屑顺坡滚落的现象,落石:
悬崖陡坡上个别较大岩块的崩落称为,。
4、形成崩塌的条件oA、地形条件:
斜坡高、陡是必要条件。
一般高度大于30m~坡度大于45~oo多数55-75之间。
B、岩性条件:
坚硬的岩石~具有较大的抗剪强度和抗风化能力~形成高峻的斜坡~在外来因素下~一旦稳定性遭到坡坏~产生崩塌现象。
软硬互层,相间,构成的陡峻斜坡。
C、构造条件
岩性不同的岩层以各种不同的构造和产状组合而成~常为各种构造面所切割。
从而消弱岩体内部的联结。
D、其他自然因素
强烈风化,冻融循环,植物根系的楔入。
大规模的崩塌一般发生在暴雨、久雨或强震后。
降雨形成软化层、产生静水压力、动水压力,
流水冲击坡脚~消弱支撑。
人为不合理的工程活动、路堑的开挖、边坡过陡、无坡面防护、不当的爆破、弃方堆弃不当等。
二、崩塌的防治
1、防治原则
1,选线时~对于发生大、中型崩塌的地段~优先采用绕避方案,当
绕避有困难时~应离开崩塌一段位臵~尽量减少防治工程、或采
用其他方案,明洞、隧道,通过。
2,设计与施工中~避免使用不合理的高、陡边坡~避免大切大挖。
维持山体平衡。
2、防治措施
1,清除坡面危石,
2,坡面加固:
坡面喷浆、抹面、砌石铺盖,灌浆、勾缝、镶嵌、锚
拴。
3,危岩支顶混凝土作支垛、护壁、支柱、支墩等】
4,拦截防御落石平台、落石网、拦石堤。
5,调整水流修筑截水沟、堵塞裂隙、排水沟渠
6,防护设施明洞、棚洞、悬臂式棚洞
第二节滑坡
一、概述
1、定义:
斜坡大量土体和岩体在重力作用下~沿一定的滑动面,或带,整体向下滑动的现象~称为滑坡。
2、形态:
滑坡体:
斜坡沿滑动面向下滑动的土体或岩体,
滑动面、滑动带、滑坡床:
滑坡体沿其向下滑动的面称为滑动面。
滑动面以上~被揉皱了的厚数厘米
至数米的结构扰动带~称为滑动带。
有些滑坡的滑动面,带,可能不只一
个。
在最后滑动面以下稳定的土体或岩体称为滑坡床。
滑坡壁:
滑动面的上缘~即滑动体与斜坡断开下滑后形成的陡壁~称为滑坡壁。
滑坡周界:
滑坡体与周围未滑动的稳定斜坡在平面上的分界线~称为滑坡周界。
滑坡周界圈定了滑坡的范围。
滑坡台阶:
有几个滑动面或经过多次滑动的滑坡~由于各段滑坡体的运动速度不
同~而在滑坡体上出现的阶段梯状的错台~称为滑坡台阶滑坡舌:
滑坡体的前缘~形如舌状伸出的部分~称为滑坡舌。
滑坡裂缝:
滑坡体的不同部分~在滑动过程中~因受力性质不同~所形成的不同
特征的裂缝。
按受力性质~滑坡裂缝可分为下面四种:
1(拉张裂缝分布在滑坡体上部~与滑坡壁的方向大致吻合~多呈弧形~因滑坡体向下滑动时产生的拉力形成~裂缝张开。
2(剪切裂缝分布在滑坡体中部的两侧~因滑坡体下滑~在滑坡体内两侧所产生的剪切作用形成的裂缝。
它与滑动方向大致平行~其两边常伴有呈羽毛状排列的次一级裂缝。
3(鼓张裂缝主要分布于滑坡体的下部~由于滑坡体上、下部分运动速度的不同或滑坡体下滑受阻~致使滑坡体鼓张隆起所形成的裂缝。
鼓张裂缝的延伸方向大体上与滑动方向垂直。
4(扇形张裂缝分布在滑坡体的中下部,尤以舌部为多,~当滑坡体向下滑动时~滑坡体的前缘向两侧扩散引张而形成的张开裂缝。
其方向在滑动体中部与滑动方向大致平行~在舌部则呈放射状~故称为扇形张裂缝。
滑坡洼地:
滑坡滑动后~滑坡体与滑坡壁之间常拉开成沟槽~构成四周高中间低的封闭洼地~称为滑坡洼地。
滑坡洼地往往由于地下水在此处出露~或者由于地表水的汇集~常成为湿地或水塘。
二、滑坡的形成条件和影响因素
一,形成条件
总抗滑力FK,,总下滑力T斜坡岩体平衡条件遭到破坏~,二,影响滑坡的因素
1、岩性
滑坡主要发生在易于亲水软化的土层中和一些软质岩层中~当坚硬岩层或岩体内存在有利于滑动的软弱面时~在适当的条件下也可能形成滑坡。
容易产生滑坡的土层有胀缩粘土、黄土和黄土类土~以及粘性的山坡堆积层等。
容易产生滑坡的软质岩层有页岩、泥岩、泥灰岩、千枚岩、片岩等遇水易软化的岩层。
2、构造
埋藏于土体或岩体中倾向与斜坡一致的层面、夹层、基岩顶面、古剥蚀面、不整合面、层间错动面、断层面、裂隙面、片理面等抗剪强度较低的软弱面~可能成
为滑坡的滑动面。
如黄土滑坡的滑动面~往往就是下伏的基岩面或是黄土的层面,有些粘土滑坡的滑动面~就是自身的裂隙面。
3、水:
地表水改变坡形、水渗入滑坡体~起到润滑剂的作用~增大下滑力~减小了抗滑力。
4、其他因素
风化作用、降水、人为不合理开挖或破定加载等、地表水对坡脚的冲刷、地震。
三,滑坡与崩塌的区别
滑坡的滑动多数缓慢~而崩塌运动快、猛烈,变形期,,滑坡沿固定的面(或带)滑动~而不是沿固定的面,滑坡发生后~多数仍保持眼来的相对稳定性~崩塌的整体性完全坡坏,结构性,,滑坡的水平位移大于垂直位移~崩塌则反之。
三、滑坡的分类
一,按滑坡体物质组成划分
1(堆积层滑坡
2(黄土滑坡
3(粘土滑坡
4(岩层滑坡
沿岩层层面、裂隙面和前述的堆积层与基岩交界面滑动的滑坡~统称为顺层滑坡~如图7-6所示。
但有些岩层滑坡也可能切穿层面滑动而成为切层滑坡~如图7-7所示。
二,规模大小
小型滑坡:
滑坡体小于3万立方米,
中型滑坡:
3-50万立方米
大型滑坡:
50-300万立方米
巨型滑坡:
大于300万立方米
如按滑坡体的厚度大小~又可分为:
浅层滑坡,滑坡体厚度小于6m,,中层滑坡,滑坡体厚度为6,20m,,深层滑坡,滑坡体厚度大于20m,。
三,按滑坡的力学特征~可分为牵引式滑坡和推动式滑坡。
1(牵引式滑坡
主要是由于坡脚被切割,人为开挖或河流冲刷等,使斜坡下部先变形滑动~因而使斜坡的上部失去支撑~引起斜坡上部相继向下滑动。
2(推动式滑坡
主要是由于斜坡上部不恰当地加荷,如建筑、填堤、弃渣等,或在各种自然因素作用下~斜坡的上部先变形滑动~并挤压推动下部斜坡向下滑动
四、滑坡的野外识别和稳定性质
一,滑坡的野外识别
斜坡在滑动之前~常有一些先兆现象。
如地下水位发生显著变化~干涸的泉水重新出水并且混浊~坡脚附近湿地增多~范围扩大~斜坡上部不断下陷~外围出现孤形裂缝~坡面树木逐渐倾斜~建筑物开裂变形,斜坡前缘土石零星掉落~坡脚附近的土石被挤紧~并出现大量鼓张裂缝等。
1、地形地物标志
1,圈椅状地形和槽谷地形~其上部有陡壁及弧形拉张裂缝,中部坑洼起伏~有一级或多级台阶~其高程和特征与外围河流阶地不同~两侧可见羽毛状剪切裂缝,下部有鼓丘~呈舌状向外突出~有时甚至侵占部分河床~表面多鼓张扇形裂缝,两侧常形成沟谷~出现双沟同源现象,
2,有时内部多积水洼地~喜水植物茂盛~有“醉林”及“马刀树”和建筑物开裂、倾斜等现象
2、地层构造标志
滑坡范围内的地层整体性常因滑动而破坏~有扰乱松动现象,层位不连续~出现缺失某一地层、岩层层序重叠或层位标高有升降等特殊变化,岩层产状发生明显的变化,构造不连续,如裂隙不连贯、发生错动,等水文地质标志3、水文地质标志
滑坡地段含水层的原有状况常被破坏~使滑坡体成为单独含水体~水文地质条件变得特别复杂~无一定规律可循。
如潜水位不规则、无一定流向~斜坡下部有成排泉水溢出等
二,稳定程度的野外识别
1、地貌形态比较
稳定滑坡与不稳定滑坡的形态特征
相对稳定的滑坡地貌特征不稳定的滑坡地貌特征
1(滑坡后壁较高~长满了树木~1(滑坡后壁高、陡~未长草木~常找不到擦痕和裂缝能找到擦痕和裂缝
2(滑坡台阶宽大且已夷平~土体密2(滑坡台阶尚保存台坎~土体松散~实~无陷落不均现象地表有裂缝~且沉陷不均
3(滑坡前缘的斜坡较缓~土体密3(滑坡前缘的斜度较陡~土体松散~实~长满草木~无松散坍塌现象未生草木~并不断产生小量的坍塌
4(滑坡两侧的自然沟谷切割很深~4(滑坡的两侧多是新生的沟谷~切谷底基岩出露割较浅~沟底多为松散堆积物
5(滑坡体较干燥~地表一般没有泉5(滑坡体湿度很大~地面泉水和湿水或湿地~滑坡舌泉水清澈地较多、舌部泉水流量不稳定
6(滑坡前缘舌部有河水冲刷的痕6(滑坡前缘正处在河水冲刷的条件迹~舌部的细碎土石已被河水冲走~残下
留有一些较大的孤石。
2、地质条件对比
将需要判断稳定性的滑坡的地层岩性、地质构造及水文地质等条件与附近相似条件下的稳定斜坡、不稳定斜坡以及不同滑动阶段的滑坡进行对比~分析其异同~再结合今后地质条件可能发生的变化~即可判断滑坡整体的各个部分的稳定程度。
3、影响因素变化分析
斜坡发生滑动后~如果形成滑坡的不稳定因素并未消除~则在转入相对稳定的同时~在新的条件下~又会开始不稳定因素的积累~并导致发生新的滑动。
只有当不稳定因素消除~滑坡才能由于稳定因素的逐渐积累而趋于长期稳定。
五、滑坡的防治
一,防治原则
“以防为主~整治为辅”
1、整治大型滑坡~技术复杂~工程量大~时间较长~因此勘测阶段对于可以绕
避且属经济合理的首选绕避方案。
2、中小型滑坡连续地段~一般可不绕避~但注意调整路线平面位臵~减小工程
量,
3、路线通过滑坡地区~要慎重对待~详细占有资料。
4、整治滑坡~应做好临时排水工程~再针对滑坡形成的主要因素~采取措施。
三,防治措施
排水、力学平衡、改变滑动面土石性质三类
1、排水
1,地表排水设臵截水沟、设臵树状排水系统
2,地下排水渗沟、盲沟
2、力学平衡的方法
滑坡体上方:
刷方减重~
滑坡体下方:
抗滑挡墙、抗滑桩等
3、改善滑动面上的土石性质
培烧、电渗排水、压浆及化学加固
为了防治滑坡下部水流的冲刷~设臵护坡、护堤、石笼防护。
泥石流第三节
一、概述
1、定义:
泥石流是一种突然爆发的含有大量泥沙、石块的特殊洪流。
2、状态
形成区位于流域上游~包括汇水动力区和固体物质供给区。
多为高山环抱的山间小盆地~山坡陡峻~沟床下切~纵坡较陡~有较大的汇水面积~区内岩层破碎~风化严重~山坡不稳~植被稀少~水土流失严重~崩塌、滑坡发育~松散堆积物储量丰富。
区内岩性及剥蚀强度直接影响着泥石流的性质和规模。
流通区一般位于流域的中、下游地段~多为沟谷地形~沟壁陡峻~河床狭窄、纵坡大~多陡坎或跌水。
堆积区多在沟谷的出口处。
地形开阔~纵坡平缓~泥石流至此多漫流扩散~流速减低~固体物质大量堆积~形成规模不同的堆积扇。
二、泥石流的形成条件及发育特点
一,形成条件
三个基本条件:
流域中有丰富的固体物质补给给泥石流,有陡峭的地形和较大的
沟床纵坡,流域的中上游有强大的暴雨或冰雪强烈消融等形成充沛水源。
1、地质条件
岩性软弱~风化强烈~地质构造复杂~褶皱、断裂发育~新构造运动强烈~地震频繁的地区。
由于这些原因~导致岩层破碎~崩塌、滑坡等各种不良地质现象普遍发育~为形成泥石流提供了丰富的固体物质来源地形条件
2、地形条件
泥石流流域的地形特征~是山高谷深~地形陡峻~沟床纵坡大。
完整的泥石流流域~它的上游多是三面环山~一面出口的漏斗状圈谷。
这样的地形既利于储积来自周围山坡的固体物质~也有利于汇集坡面迳流。
水文气象条件
水既是泥石流的组成部分之一~也是泥石流活动的基本动力和触发条件。
降雨~特别是强度大的暴雨~在我国广大山区泥石流的形成中具有普遍的意义。
在高山冰川分布地区~冰川、积雪的急剧消融~往往能形成规模巨大的泥石流。
此外~因湖的溃决而形成泥石流~在西藏东南部山区~也是屡见不鲜的。
3、人类的活动
在山区建设中由于植被破坏~矿山剥土、工程弃渣处理不当~也可导致发生泥石流。
二,发育特点
泥石流的发育~具有区域性和间歇性,周期性,的特点。
二(泥石流的分类
1、固体物质组成分类
1,泥流
所含固体物质以粘土、粉土为主,约占80%,90%,~仅有少量岩屑碎石~粘度大~呈不同稠度的泥浆状。
主要分布于甘肃的天水、兰州及青海的西宁等黄土高原山区和黄河的各大支流、如渭河、湟水、洛河、泾河等地区。
2,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。
西藏波密地区、四川西昌地区、云南东川地区及甘肃武都地区的泥石流~大都属于此类。
3,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~
~主要分布于石灰岩、石英岩、大理岩、白去岩、玄武岩及砂岩分布一般,10%
地区。
如陕西华山、山西太行山、北京西山及辽东山地的泥石流多属此类。
2、泥石流的流体性质分类
黏性泥石流,结构性泥石流,~固体物质,40-80,,,稀性泥石流,紊流型泥石流,小于40%
3、流流域的形态特征分类
标准型泥石流:
具有明显的形成、流通、沉积三个区段
河谷型泥石流:
流域呈狭长形~形成区分散在河谷的中、上游。
固体物质补给远离堆积区
山坡型泥石流:
沟小流短~沟坡与山坡基本一致~没有明显的流通区~形成区直
接与堆积区相连。
三、泥石流的防治
一,防治原则
1、路线跨越泥石流沟时~首先从流通区或沟床比较稳定、冲淤变化不大的堆
积扇顶部用桥跨越
2、河谷开阔~泥石流沟距大河较远~可采用走堆积扇前缘
3、泥石流分布集中、规模较大、频繁~危害严重的地段~进行方案比选~走
对岸或绕避
4、泥石流流量不大~在堆积扇中以桥隧或过水路面通过
5、散流发育并有相当固定的沟槽的宽大堆积扇时~宜按天然沟床分散设桥。
6、活动阶段的泥石流堆积扇~不宜设路堑。
三,泥石流的防治措施
跨越、拦截、排导、水土保持
1、水土保持
2、跨越:
桥梁、涵洞、过水路面
3、排导:
排导沟、急流槽、导流堤
4、滞流与拦截
第四节岩溶
1岩溶作用:
指地表水和地下水对地表及地下可溶性岩石所进行的以化学溶解作
用为主~机械侵蚀作用为辅的溶蚀作用、侵蚀,溶蚀作用以及与之相
伴生的堆积作用的总称。
2岩溶现象:
在岩溶作用地区所产生的特殊地质、地貌和水文特征~概称为岩溶现象。
3岩溶地区修筑公路的主要问题:
1,由于地下岩溶水的活动~或因地面水的消水洞穴被阻塞~导致路基基底冒水、水淹路基、水冲路基以及隧道涌水等
2,由于地下洞穴顶板的坍塌~引起位于其上的路基及其附属构造物发生塌陷、下沉或开裂,
3,利用天生桥以跨越地表河流、利用暗河、溶洞以扩建隧道等岩溶形态的改造利用问题。
一、岩溶的形态
漏斗、溶蚀洼地、坡立谷和溶蚀平原、落水洞和竖井、溶洞、暗河与天生桥、土洞。
二、岩溶的发育条件及影响因素
一,发育条件
可溶岩层的存在,可溶岩必须是透水的,水具有侵蚀能力,流动的水。
1、岩石的可溶性:
取决于岩石的岩性成分和结构。
可溶性岩石石灰岩、白云岩、石膏、岩盐等
2、岩石的透水性:
主要取决于岩体的裂隙性和孔隙度
3、水的溶蚀性:
取决于水溶液的成分~主要决定于水中侵蚀性CO的含量。
24、水的流动性
二,影响岩溶发育的因素
1、气候条件
气候湿热的南方地区~岩溶远较干燥寒冷的北方发育。
2、地层的组合、厚度及产状的影响
取决于碳酸岩层及非碳酸岩层的分布。
水平岩层中岩溶发育,直立地层区岩溶可发育很深,
倾斜地层中~由于水的运动扩展面增大~最有利岩溶的发育。
3、构造的影响
断裂与褶皱有利于岩溶的发育~尤其是断裂构造发育的地区~沿断裂破碎带岩溶发育较为强烈。
正断层破碎带~有利于岩层的发育,正断层或逆断层~一般上盘的岩溶发育程度较下盘显著。
褶皱构造对岩溶发育的影响:
控制水流的循环动态,褶皱区裂隙较为发育。
4、水文与地形条件的影响
水文网的切割程度~决定着地下水的排泄条件。
三、岩溶发育地区修筑公路应注意的问题
一,选线
1、在可溶性岩石分布区~路线应选择在难溶岩石分布区通过,2、路线方向不宜与岩层构造线方向平行~而应与之斜交或垂直通过,3、路线应尽量避开河流附近或较大断层破碎带~不可能时~宜垂直或斜交通过~以免由于岩溶发育或岩溶水丰富而威胁路基的稳定,
4、路线应尽量避开可溶岩与非可溶岩或金属矿床的接触带~因这些地带往往岩溶发育强烈~甚至岩溶泉成群出露。
5、岩溶发育地区选线~应尽量在土层覆盖较厚的地段通过~因一般覆盖层起到
防止岩溶继续发展~增加溶洞顶板厚度和使上部荷载扩散的作用。
6、桥位宜选在难溶岩层分布区或无深、大、密的溶洞的地段,7、隧道位臵应避开漏斗、落水洞和大溶洞~并避免和暗河平行。
二,岩溶的工程处理
疏导对岩溶水宜疏不宜堵。
一般可以明沟、泄水洞等加以疏导。
跨越以桥涵等建筑物跨越流量较大的溶洞、暗河。
加固为防止溶洞塌陷和处理由于岩溶水引起的病害~常采用加固的方法。
如洞径大~洞内施工条件好~可用浆砌片石支墙加固,洞深而小~不便洞内加固时~可用大块石或钢筋混凝土板加固,或炸开顶板~挖去填充物~换以碎石等换土加固,利用溶洞、暗河作隧道时~可用衬砌加固等。
堵塞对基本停止发展的干涸溶洞~一般以堵塞为宜。
如用片石堵塞路堑边坡上的溶洞~表面以浆砌片石封闭。
对路基或桥基下埋藏较深的溶洞~一般可通过钻孔向洞内灌注水泥砂浆或混凝土等加以堵填。
钻孔充气是为克服真空吸蚀作用所引起的地面塌陷的一种措施。
通过钻孔~可消除岩溶在封闭条件下所形成的真空腔的作用。
恢复水位是从根本上消除因地下水位降低造成地面塌陷的一种措施。