《工程地质学教程 教学课件 ppt 作者 姜晨光 主编 唐平英 方绪华 范千 副主编第8章 常见地质灾害的类型与特点》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程地质学教程 教学课件 ppt 作者 姜晨光 主编 唐平英 方绪华 范千 副主编第8章 常见地质灾害的类型与特点（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第8章 常见地质灾害的类型与特点 地质灾害是指由于地质作用对人类生存和发展造成的危害。它包括自然地质灾害和人为地质灾害2大类。自然地质灾害是指由自然地质作用引起的灾害。人为地质灾害是指由于人类工程活动使周围地质环境发生恶化而诱发的地质灾害。由自然地质作用和人类工程活动所引起的物理地质现象包括岩石风化、冲沟、滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、潜蚀、冻融、地震、风沙、地面沉降、海岸（湖岸或水库岸）的岸边再造、等等，这些作用都给工程建设活动带来了严重的影响和危害。我们把这些危害工程建设的地质作用统称为不良地质作用。对不良地质作用的发生、发展规律进行研究，预测它们对建筑物的危害程度，拟定与之进行斗争的措施等是
2、工程地质工作的重要任务之一。 8.1 滑坡 斜坡上的大量岩土体在一定的自然条件（地质结构、岩性和水文地质条件、等）及其重力的作用下，部分岩土体会失去稳定性而沿斜坡内部一个或几个滑动面（带）整体地向下滑动的现象，称之为滑坡。滑坡的存在和发展会迫使交通线路改迁、导致房屋倒塌、严重危害水利枢纽工程和其它工程的安全与正常使用。滑坡会干扰各项工程建设、耽误工期、耗费大量的人力、物力、财力，因此对滑坡应给予足够的重视并加强相应的研究工作。,8.1.1 滑坡的形成条件及影响因素 滑坡的形成的必备条件是滑动面、切割面与临空面。滑动面是斜坡岩体中最薄弱的面，它有效地分割了滑坡体与滑坡床之间的联结。切割面分割了滑
3、坡体与其周围岩土（母岩）之间的联结。临空面是滑坡体滑动后的堆积场所，是滑坡体向下游滑动时能够自由滑出的面。常见的滑动面的形态有平面形、折线形、弧形、等。 当斜坡岩土体处于极限平衡状态时，所有作用在滑动体上的力应处于力矩平衡状态，即 （8-1-1） 令稳定系数K为 （8-1-2） K有时也被称作安全系数。K1时斜坡稳定；K=1时斜坡处于极限平衡状态；K1时滑体下滑。由此，我们可以得出滑坡产生的力学条件，即在贯通的滑动面上总下滑力大于抗滑力。,影响滑坡的因素比较复杂，概括起来主要表现为地形地貌、地层岩性、地质构造、地下水和人为因素、等的影响。对地形地貌来讲，斜坡的高度、坡度和形态影响着斜坡的稳定性
4、，高而陡峻的斜坡较不稳定，因为地形上的有效临空面提供了滑动的空间，是滑坡形成的重要条件。对地层岩性而言，沉积物和岩石是产生滑坡的物质基础，松散沉积物（尤其是粘土与黄土）容易发生滑坡，坚硬岩石较难发生滑坡，基岩区的滑坡常和页岩、粘土岩、泥岩、泥灰岩、板岩、千枚岩、片岩等软弱岩层的存在有关，若组成斜坡的岩石性质不一（特别是当上层为松散堆积层而下部是坚硬岩石时）则沿两者的接触面最容易产生滑坡。滑坡的产生与地质构造关系极为密切，滑动面常常是构造软弱面（比如层面、断层面、断层破碎带、节理面、不整合面、等），另外，岩层的产状也影响滑坡的发育（如果岩层向斜坡内部倾斜则斜坡比较稳定，如果岩层的倾向和斜坡坡向相
5、同就有利于滑坡的发育（特别是当倾斜岩层中有含水层存在时滑坡最易形成）。绝大多数滑坡的发生发育都有地下水的参与，因为地下水进入滑动体到达滑动面后会使滑动体的自重增大且使滑动面的抗剪强度降低，再加上对滑动体的静、动水压力，都成为诱发滑坡形成和发展的重要因素。在人为因素及其它因素方面，人工切坡、渠道开挖、露天采矿等人类的工程活动如设计施工不当也可破坏斜坡平衡面而引起滑坡。此外，地震、大爆破和各种机械震动也常常诱发滑坡，因为地面震动不仅增加了土体的下滑力，而且也破坏了土体的内部结构。当上述条件同时具备时滑坡几乎难以避免的。,8.1.2 滑坡的分类 目前滑坡的分类方法较多，按滑动面与地质构造特征可将滑坡
6、分为均质滑坡、顺层滑坡、切层滑坡、等。通常多按滑坡的力学特征进行分类，按滑坡的力学特征可将滑坡分为牵引式滑坡和推动式滑坡。牵引式滑坡是滑体下部先失去平衡发生滑动，逐渐向上发展，使上部滑体受到牵引而跟随滑动。推动式滑坡是滑体上部局部破坏，上部滑动面局部贯通，向下挤压下部滑体，最后整个滑体滑动。 8.1.3 滑坡的防治 滑坡的防治方法可概括为“排、挡、减、固”，排指排水，挡指修建支挡工程，减指刷方减载，固指改土。 当线路工程（比如铁路、公路、管道）遇到严重不稳定斜坡地段且处理又很困难时则可采取防御绕避措施。 防治滑坡的方法和措施很多，具体采用哪种方法应综合考虑滑坡的具体地质条件、滑坡的特征、滑坡产
7、生的主要因素及次要因素、经济性、等问题，应因地制宜地选用具体的防治方法，达到止滑目的，这是防治滑坡的基本原则。,8.2 崩塌、落石与岩堆 8.2.1 崩塌与落石 崩塌是指陡峻斜坡上的岩、土体在重力作用下突然脱离坡体向下崩落的现象。崩塌常发生在新近上升的山体边缘、坚硬岩石组成的悬崖峡谷地带；河、湖、海岸的陡岸位置；等。大规模的崩塌能摧毁铁路、公路、隧道、桥梁，能破坏工厂、矿山、城镇、村庄和农田；能对人民的生命安全造成极大威胁并引起巨大灾害，是土木工程结构的“山区病害”之一。崩塌的规模大小差异悬殊。陡峻斜坡上的个别、少量岩块、碎石脱离坡体向下坠落称为“落石”，小型的崩塌称为“坠石”，规模巨大的山区
8、崩塌称为“山崩”。 崩塌的形成条件及影响因素包括地形条件、岩性、地质构造、水的作用、气候及其它因素。 崩塌防治时应先查清崩塌形成的条件和诱因，然后有针对性地采取整治措施。前已述及，水的参与加大了发生崩塌的可能性，因此要在可能发生崩塌的地段上方修建截水沟以防止地表水流入崩塌区内，对崩塌地段地表岩石的节理、裂隙可用粘土或水泥砂浆填封以防止地表水下渗。对落石和小型崩塌可采用清除危岩、支护加固、拦挡、等方式处置。对于大型崩塌可修建棚洞或明洞等进行防护。当感觉各种方法均不能解决问题时，只能采取绕避方案（对线路工程，可将线路内移作隧或将线路改移到河对岸）。,8.2.2 岩堆 陡峻斜坡上的岩体受物理风化作用
9、形成岩石碎屑，崩落下来会在坡脚形成疏松的岩块堆积体，被称为岩堆。岩堆一般位于高陡崩塌斜坡的坡脚处，从平面上看上窄、下宽（近如三角形或梯形），岩堆表面的坡度与组成岩堆物质的天然休止角接近。岩堆内部结构疏松，多为大小块石、碎石天然杂乱叠置而成，其中的细粒泥砂较少，一般没有胶结或稍有胶结。岩堆内部稍具层理，层理面与表面坡度大致平行。岩堆底部为原坡脚地面，上陡、下缓，由于岩堆与下伏原地面间连接薄弱，在外力及水的作用下岩堆易沿底面滑动。 岩堆治理应以防为主。对于规模大、正在发展的岩堆应以绕避为宜。对于中、小岩堆以及已趋停止或已停止发展的岩堆，铁路、公路通过此类岩堆时可采取排水和合理选择线位的措施。排水是
10、指排除岩堆附近的地表水和地下水。线路位置选择过程中，若以路堑形式通过线位应选在岩堆的顶部，若以路堤形式通过线位应选在岩堆的下部。在岩堆上的线路应尽量少填、少挖。,8.3 泥石流 我国是世界上泥石流最发育的国家之一，主要集中分布在西南、西北、华北山区，在华东、中南及东北部分山区也有零星分布。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被称为“泥石流”。当泥石流堆积于平缓开阔的山前地带时就形成了洪积扇。泥石流规模有大有小，从数万方至数百万方不等，由于它暴发突然、流速快且运动轨迹基本呈直线状，因此挟带能力强，比一般洪水具有更大的能量，破坏性也极大，常冲毁交通线路和耕地，大的泥石
11、流甚至会毁坏城镇、村庄、房屋或堵塞河道给人民的生命财产和国民经济建设带来严重危害。 8.3.1 泥石流的形成条件 泥石流形成必须具备适宜的地质条件（即具有丰富的松散固体物质）足够的突发性水源和陡峻的地形三个基本条件，另外，某些人为因素对泥石流的形成也有不可忽视的影响。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，地质条件决定了这些松散固体物质的来源。形成泥石流的地质条件要求大气降水能迅速汇聚并拥有巨大动能，因此，沟的上游应有一个汇水面积较大且地形、沟床坡度比较陡的区域，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。泥石流形成必须有强烈的地表径流，地表径
12、流是暴发泥石流的动力条件。泥石流的地表径流来源于暴雨、高山冰雪的强烈融化或水体溃决、等。因此，泥石流在时间上多发生在降雨集中的雨季或高山冰雪消融季节，主要是在每年的夏季。人类不当工程活动可促进泥石流的发生、发展、复活或加重其危害程度。,8.3.2 泥石流的分类 泥石流按所含固体物质成分的不同可分为泥流、泥石流、水石流，按地貌特征可分为沟谷型和山坡型，按流体性质的不同可分为粘性泥流、粘性泥石流、稀性泥流、稀性泥石流、水石流、等，按泥石流规模大小的不同可分为小型泥石流、中型泥石流、大型泥石流、特大型泥石流，按泥石流发育阶段的不同可分为发育初期泥石流、旺盛期泥石流、间歇期泥石流、等。 8.3.3 泥
13、石流地区道路位置的选择原则 山区道路选线一般都利用山坡坡脚至河岸间的坡地或阶地沿河前进，因此，穿越泥石流地区是难以避免的现象。铁路、公路通过泥石流区应遵循以下7条原则： 1）绕避处于发育旺盛期的特大型、大型泥石流或泥石流群以及淤积严重的泥石流沟。2）远离泥石流堵河严重地段的河岸。3）线路高程应考虑泥石流的发展态势。4）峡谷河段应以高桥大跨通过。5）宽谷河段的线路位置与高程应根据主河床与泥石流沟的淤积率和主河的摆动趋势确定。6）线路跨越泥石流沟时应避开河床纵坡由陡变缓或平面上的急弯部位且不宜压缩沟床断面改沟并桥或沟中设墩，同时在桥下还应留足净空。7）严禁在泥石流扇上挖沟设桥或作路堑。 8.3.4
14、 泥石流的防治 目前泥石流的防治措施很多。归纳起来有绕避、采取工程措施、整治、等方法。,8.4 岩溶 岩溶又称喀斯特（Karst），是可溶性岩石在漫长的地质年代里受地表水和地下水以化学溶蚀为主、机械侵蚀和岩浆侵蚀为辅的地质营力的综合作用以及由此产生的各种现象的统称。地表水、地下水对可溶岩进行溶解和冲刷可在岩石内造成了空洞，使岩石结构发生变化和破坏，从而形成了一系列独特的地貌景观、造成特殊的地下水类型并使原有岩石的强度发生降低，进而导致更复杂的地质问题。岩溶在我国分布广泛，有的岩溶发育在岩盐类岩石（比如岩盐、钾盐、等）中，有的则发育在硫酸盐类岩石（比如石膏、硬石膏、等）中，但以碳酸盐类岩石中发育
15、的岩溶现象最为普遍（比如石灰岩、白云岩、等，这类岩石在我国西南各省几乎到处可见，因而岩溶地质现象也奇丽壮观、引人入胜，尤其以广西桂林之岩溶现象为著名，因此有“桂林山水甲天下、阳朔山水甲桂林”之誉）。我国岩溶主要分布在西南、中南地区，其中桂、黔、滇、川东、鄂西、粤北连成一片面积达56万km2，另外，岩溶在华北、华东、东北地区也有分布。常见的岩溶形态有溶沟和石芽、漏斗和落水洞、溶蚀洼地和坡立谷（溶蚀盆地）峰丛、峰林和孤峰、干谷、溶洞、多层溶洞、暗河、等。云南路南县的石林奇观堪称世界之最，其中石芽最高达30m以上，峭壁林立、各有风姿。 岩溶的形成条件是可溶性岩石、岩石的裂隙性、水的溶蚀能力以及岩溶水
16、的运动与循环。岩溶地基的处理方法主要有挖填、跨盖、灌注、排导、等。在岩溶地区修建水利工程结构，渗漏和塌陷常常是主要的工程地质问题，因此防治的措施可以采用设置铺盖、截水墙、帷帽、隔离、堵塞溶洞和导排、等方法，这些防治方法可单独使用也可综合同时使用。隧道穿过岩溶区应视所遇溶洞规模及出现部位采取相应的措施。岩溶地基的处理应综合分析确定。,8.5 地震 地震是地壳发生的颤动或振动，是由地球内动力作用引起的，是地壳运动的一种特殊形式，也是一种与地质构造有密切关系的物理现象。地震作用会使地表产生一系列的地质现象（比如地面隆起与陷落、滑坡及山崩、褶皱与断裂、地下水的流失与集中、喷水冒砂、等）。 地震按成因的不同可分为构造地震、火山地震、陷落地震、人工诱发地震、等类型。 地震时在地壳内部振动的发源地叫震源。震源在地面上的竖直投影叫震中（可看作是地面上震动的中心）。震中到震源的距离叫震源深度。地面上任何地方到震中的距离称为震中距。地震发生时，震源处产生剧烈振动并大致以弹性波的方式向四周传播，此弹性波被称为地震波。通常，人们为了模拟或研究的方便，习惯将地震波简化分解为纵波、横波、面波、体波、瑞利波、
