工程地质课件——第六章不良地质现象的工程地质问题.ppt
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1、第六章不良地质现象的工程地质问题,第六章不良地质现,内容提要:风化作用河流地质作用滑坡与崩塌泥石流岩溶与土洞地震及其效应不良地质现象对地基稳定性的影响不良地质现象对地下工程选址的影响不良地质现象对道路选线的影响不良地质现象对海港建设的影响,内容提要:,第一节 风化作用,一.风化作用 是指地表或接近地表的坚硬岩石、矿物在原地与大气、水及生物接触过程中产生物理、化学变化而形成松散堆积物的全过程 。二.风化作用类型: 根据风化作用的因素和性质可将其分为三种类型:物理风化作用、化学风化作用、生物风化作用,第一节 风化作用 一.风化作用,1.物理风化作用在地表或接近地表条件下,岩石、矿物在原地产生的机械
2、破碎而不改变其化学成分的过程。2.化学风化作用地表或接近地表条件下,岩石、矿物在原地发生化学变化而分解并产生新物质的过程。3.生物风化作用生物对岩石、矿物产生的破坏作用。,1.物理风化作用在地表或接近地表条件下,岩石、矿物在原地产生,三.风化作用的方式,地表岩石时时刻刻都在与大气、水和生物接触,不断地进行着各种方式的风化作用。归纳起来,风化作用的方式可分为物理的方式:包括岩石的释荷,岩石的热胀冷缩,水的冻融;化学的方式:包括氧化作用、溶解作用、水化作用和水解作用;此外就是生物的作用 。,三.风化作用的方式 地表岩石时时刻刻都在与大气、水和生,在地下深处的岩石承受巨大静压力,其潜在膨胀力是十分惊
3、人。岩石从地下深处变到地表条件时由于上覆静压力减小而产生张应力形成一系列与地表平行的宏观和微观的内部破裂面。形成这种裂隙构造的作用称为剥离作用。,1.岩石的释荷,在地下深处的岩石承受巨大静压力,其潜在,2.岩石的热胀冷缩,温差大的地区,在白天当太阳光直射时,岩石表层增温而膨胀,而内部膨胀小甚至未发生变化。到了夜晚气温骤降,岩石表面收缩。这样使其岩石表面与内部产生应力差。这种生应力差就会使岩石破裂。,2.岩石的热胀冷缩 温差大的地区,3.水的冻融,贮藏在地表岩石空隙中的液态水,当温度下降到摄氏零度以下时,就会结冰,结冰后的体积体积增大111左右空隙中产生巨大的,这种压力就会岩石裂开。,3.水的冻
4、融 贮藏在地表岩石空隙中的液,4.氧化作用,大气圈中氧含量为201。当岩石和矿物暴露于地表或位于地表层时,与氧充分接触,发生一系列氧的反应化学。,4.氧化作用 大气圈中氧含量,5.水解作用,水解作用的实质是水的电离产物(H+及OH-)进入矿物晶格,分别取代阳离子和阴离子,从而使矿物解体形成新的含水矿物的过程 。,5.水解作用 水解作用的实质是水的电离,6.生物的作用,生物的机械风化作用主要发生在生物的生命活动过程中。生长在岩石裂隙中的植物,随着根系不断地长大,对裂隙壁产生挤压,使岩石裂隙扩大,从而引起岩石破坏,这种作用称根劈作用 。,生物的化学风化作用是通过生物的新陈代谢及生物死亡后的遗体腐烂
5、分解来进行的。植物和细菌在陈代谢中常常析出有机酸及CO2。这些物质一方面酸化土壤,另一方面腐蚀岩石。,6.生物的作用生物的机械风化作用主要发生在生,四.影响风化作用的因素,岩石类型,气候,地形,花岗岩,石灰岩,四.影响风化作用的因素岩石类型气候地形花岗岩石灰岩,五.风化作用的产物,土壤 岩石经过物理风化作用、化学风化作用之后,再经过生物风化作用,形成具有矿物质、腐殖质、水和空气的松散堆积。残积物 岩石经过长期风化作用后,形成一些在地表条件稳定的产物,(多为铁、铝的氧化物)残留原地。风化壳 残积物 、土壤在陆地的地表形成的一层不连续薄壳(层)。,土壤,残积层,基岩,风化壳,五.风化作用的产物土壤
6、 土壤残积层基岩风化壳,六.岩石风化的治理1.挖除方法 挖除一部分危及建筑物安全的风化厉害的岩层,挖除的深度是根据风化岩的风化程度、风化裂隙、风化岩的物理力学性质和工程要求等来确定。挖除风化岩石是一个困难而耗费时间的过程。.防治方法 采取制止风化作用继续发展,或采用人工方法加固风化岩的措施。,六.岩石风化的治理,第二节 河流地质作用,体现两方面:1.侵蚀、切割地面和冲刷河岸2.堆积,形成各种沉积物和流水沉积地貌。,第二节 河流地质作用体现两方面:,一、流水的侵蚀作用,流水的侵蚀作用包括溶蚀和机械侵蚀1.流水对河床的冲刷冲刷的形成:PT 土石粒开始流动临界流速,一、流水的侵蚀作用流水的侵蚀作用包
7、括溶蚀和机械侵蚀,2.流水对河岸的掏蚀横向环流的形成及影响运动水质点所受离心力:,横向水力坡度:,2.流水对河岸的掏蚀横向水力坡度:,二、河谷的类型及河流阶地,侵蚀谷发展为河谷的三阶段:1.峡谷型2.河漫滩河谷3.成形河谷,二、河谷的类型及河流阶地侵蚀谷发展为河谷的三阶段:,三、河岸掏蚀破坏的预测和防护,1.确定河岸掏蚀破坏地段2.对河岸掏蚀破坏地段的防护措施,可分两类:(1)直接防护边岸不受冲蚀作用的措施(2)调节径流以改变水流方向、流速和流量的措施,三、河岸掏蚀破坏的预测和防护1.确定河岸掏蚀破坏地段,第三节 滑坡与崩塌,一、滑坡的定义及构造1.滑坡是斜坡土体和掩体在中立作用下失去原有的稳
8、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。,第三节 滑坡与崩塌一、滑坡的定义及构造,2.构造(1)滑坡体(2)滑动面(3)滑坡后壁(4)滑坡台地(5)滑坡鼓丘(6)滑坡舌(7)滑坡裂缝(8)滑坡主轴,2.构造,滑坡,滑坡,二、滑坡分类1.按滑动面与岩土体的关系分:,均质滑坡,顺层滑坡,切层滑坡,二、滑坡分类均质滑坡顺层滑坡切层滑坡,推移式滑坡,平移式滑坡,牵引式滑坡,2.按滑坡的动力学特征分:,推移式滑坡平移式滑坡牵引式滑坡2.按滑坡的动力学特征分:,4.按滑坡体厚度分:浅层滑坡:50m,3.按滑坡的 岩土类型分:堆积层滑坡黄土滑坡粘土滑坡岩层滑坡,4.按滑坡体厚度分:3.
9、按滑坡的,三、影响滑坡稳定性的因素,1.内因边坡岩土体性质地质构造岩体结构地应力,2.外因地表水和地下水地震风化作用人工开挖、爆破,三、影响滑坡稳定性的因素1.内因2.外因,工程地质课件第六章-不良地质现象的工程地质问题,特大暴雨和异常洪水,特大暴雨和异常洪水,四、滑坡的识别,1.据地貌特征: 圈椅型地貌 , 双沟同源现象 河床凹岸反向河中突出 , 树木歪倒,四、滑坡的识别1.据地貌特征:,2.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。 3.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
10、。,2.据岩性条件: 软弱岩层如页岩、泥岩、千枚岩和坡洪积松,4.据水文地质现象: 山坡脚泉水较多,地表潮湿。5. 据边坡变形迹象: 山体裂缝,岩土体扰动、松散。,4.据水文地质现象: 山坡脚泉水较多,地表潮湿。,五、滑坡稳定分析方法,地质分析法极限平衡分析法赤平投影图解分析法有限单元法工程地质类比法,五、滑坡稳定分析方法地质分析法,六、防治边坡变形破坏的工程措施,防渗与排水,六、防治边坡变形破坏的工程措施防渗与排水,工程地质课件第六章-不良地质现象的工程地质问题,2、削坡减载,2、削坡减载,3、支挡加固,3、支挡加固,七、崩塌,七、崩塌,1.崩塌发生条件和发育因素(1)山坡的坡度及其表面的构
11、造(2)岩石性质和节理程度(3)地质构造,1.崩塌发生条件和发育因素,2.崩塌的防治(1)爆破或打楔(2)堵塞裂隙或向裂隙内灌浆(3)调整地表水流(4)为了防止风化将山坡和斜坡铺砌覆盖起来(5)筑明洞或御塌棚(6)筑围墙及围护棚(7)在软弱岩石出露处修筑挡土墙,2.崩塌的防治,第四节 泥石流,一种突然暴发的含有大量泥沙石块的特殊洪流。 主要发生在地形陡峻的山区。 具区域性和间歇性特点。,第四节 泥石流 一种突然暴发的含有大量泥沙石块的特殊洪,1.地形条件上游三面环山,一面出口.中游为狭窄陡峻的深谷.下游开阔平坦.2.地质条件 岩性破碎,地质构造复杂.3.水文气象条件 暴雨,冰雪消融.,一、泥石
12、流的形成条件,1.地形条件一、泥石流的形成条件,我国地震带和泥石流的分布,我国地震带和泥石流的分布,二、泥石流的防治原则,方案I问题: 平面线型较差,沟口两侧易滑坡.方案II问题: 堆积扇逐年向下延伸,路基遭水毁.方案III问题: 需架两座桥,造价高.方案IV问题:难以克服排导沟逐年淤积.,二、泥石流的防治原则方案I问题:,泥石流的防治措施:水土保持跨越:采用桥涵、过水路面、渡槽等。拦截:修筑拦挡坝等。排导:采用排导沟、急流槽、导流堤。,泥石流的防治措施:,第五节 岩溶与土洞,对工程不利影响:岩石结构的破坏地表突然塌陷地下水循环改变。,第五节 岩溶与土洞对工程不利影响:,地下水的地质作用 潜蚀
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