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工程地质学工程地质学(Engineering Geology)是一门研究是一门研究与与工程建设工程建设相关相关地责问题地责问题，为工程建设服务地质学，为工程建设服务地质学科。它是地质学分支学科，属于应用地质学范围。科。它是地质学分支学科，属于应用地质学范围。狭义狭义工程地质勘察学工程地质勘察学工程地质学基础工程地质学基础区域工程地质学区域工程地质学广义广义狭义狭义土力学土力学岩石力学岩石力学土质学土质学第1页研研 究究 对对 象象浅表层地质环境浅表层地质环境 工程建筑物工程建筑物1.研究目标：研究目标：二者关系、适应性、矛盾转化、处理，确保建筑物安全、经济和正常使用。2.研究方法：研究方法：勘察、分析评价勘察、分析评价说明条件、处理问题满足建筑物设计、施工、使用。第2页研研 究究 任任 务务n说明场地工程地质条件；说明场地工程地质条件；n评价工程地责问题；评价工程地责问题；n场址选择与建筑物配置；场址选择与建筑物配置；n环境影响及对策提议；环境影响及对策提议；n建筑物结构和施工方法提议；建筑物结构和施工方法提议；n地质灾害防治方案。地质灾害防治方案。基本任务基本任务：查明工程地质条件查明工程地质条件中心任务中心任务：工程地责问题分析、评价工程地责问题分析、评价第3页工程地质条件工程地质条件：与工程建筑物相关地质条件与工程建筑物相关地质条件综合。综合。n岩土类型及其工程性质岩土类型及其工程性质n地质结构地质结构n地形地貌地形地貌n水文地质水文地质n工程动力地质作用工程动力地质作用n天然建筑材料天然建筑材料 因为不一样地域地质环境不一样，工程地质条因为不一样地域地质环境不一样，工程地质条件不一样，对工程建筑物有影响地质原因主次关系件不一样，对工程建筑物有影响地质原因主次关系不一样。不一样。第4页工程地责问题工程地责问题：工程建筑物与工程地质条工程建筑物与工程地质条件之间所存在矛盾或问题。件之间所存在矛盾或问题。n场地工程地质条件不一样、建筑物内容不一样，所出场地工程地质条件不一样、建筑物内容不一样，所出现工程地责问题也各不相同。现工程地责问题也各不相同。n房屋工程：地基承载力、沉降、基坑边坡变形房屋工程：地基承载力、沉降、基坑边坡变形n矿山开采：边坡稳定性、基坑突水、矿坑稳定矿山开采：边坡稳定性、基坑突水、矿坑稳定n水利水电工程：渗透变形、水库渗漏水利水电工程：渗透变形、水库渗漏 、斜坡稳定性、斜坡稳定性、坝体抗滑稳定性坝体抗滑稳定性n地下工程：地下工程：围岩稳定性、地应力、突水围岩稳定性、地应力、突水第5页研研 究究 内内 容容n1.1.岩土工程性质研究岩土工程性质研究 研究与工程建筑物相关岩土体工程地质性质及其改变规律，研究与工程建筑物相关岩土体工程地质性质及其改变规律，即分布规律、成因类型、力学性质等即分布规律、成因类型、力学性质等 分支学科：工程岩土学分支学科：工程岩土学n2.2.工程动力地质作用研究工程动力地质作用研究 研究工程动力地质作用形成机制、规模、空间分布及发展研究工程动力地质作用形成机制、规模、空间分布及发展趋势，对由此引发工程地责问题进行评价、防治和改造趋势，对由此引发工程地责问题进行评价、防治和改造 分支学科：工程动力地质学分支学科：工程动力地质学n3.3.工程地质勘察理论和技术方法研究工程地质勘察理论和技术方法研究 研究勘察方法选择、工作布置标准、工作量分配，勘察技研究勘察方法选择、工作布置标准、工作量分配，勘察技术、方法理论改进。规范、手册为指南。术、方法理论改进。规范、手册为指南。分支学科：工程地质勘察分支学科：工程地质勘察 、岩土工程勘察。、岩土工程勘察。第6页v4.4.区域工程地质研究区域工程地质研究n 为工程规划设计提供地质依据，进行工程为工程规划设计提供地质依据，进行工程地质区划地质区划n 分支学科：区域工程地质学分支学科：区域工程地质学v5.5.环境工程地质研究环境工程地质研究n 研究人类工程活动和地质环境之间联结模研究人类工程活动和地质环境之间联结模式，科学预测人类活动对地质环境影响式，科学预测人类活动对地质环境影响n 分支学科：环境工程地质学分支学科：环境工程地质学第7页研研 究究 方方 法法n自然历史分析法自然历史分析法n数学力学分析法数学力学分析法n模型模拟试验法模型模拟试验法n工程地质类比法工程地质类比法第8页第第2章章 活断层活断层与地震与地震第9页1.活断层基本特征活断层基本特征 全新活动断裂，活全新活动断裂，活断断层类型，活层类型，活断断层活动层活动方式。方式。2.2.活断层地质、地貌和水文地质标志活断层地质、地貌和水文地质标志3.3.地震分类，地震震级，地震烈度地震分类，地震震级，地震烈度4.4.地震效应地震效应 砂土液化机理砂土液化机理第10页n活断层普通是指现今正在活动断层，或近期曾活动过、很快未来可能重新活动过断层。后者也称为潜在活断层。n岩土工程勘察规范n 全新活动断裂：全新世（10000）年内有过活动或近期正在活动，在未来（1）可能继续活动断裂。n 发震断裂：近期（5）发生过5级以上地震，或在未来1内预测可能发生5级以上地震断裂。n水利水电工程地质勘察规范n 活断层：最终一次错动距今10-15万年（晚更新世）断层。第11页活断层基本特征活断层基本特征 按照位移方向与水平面关系：按照位移方向与水平面关系：（1 1）正断型活断层）正断型活断层 差异升降活动为它断陷盆地边缘。下降盘分支断层多差异升降活动为它断陷盆地边缘。下降盘分支断层多见，形成地堑式正断层组合。见，形成地堑式正断层组合。特征：断层面较陡特征：断层面较陡4545（1 1直立，直立，3 3水平）；断水平）；断带宽，较破碎；活动性强，相关地震少；上盘性质差。带宽，较破碎；活动性强，相关地震少；上盘性质差。n 东非大裂谷、汾渭地堑、银川地堑等。东非大裂谷、汾渭地堑、银川地堑等。第12页n（2）逆断型活断层）逆断型活断层n 多分布于板块碰撞挤压带。上盘变形带大，出现多分支断层。多分布于板块碰撞挤压带。上盘变形带大，出现多分支断层。n断层面较缓，断层面较缓，45（1水平，水平，3直立）；波状起伏；断带宽，破碎；直立）；波状起伏；断带宽，破碎；大型，伴震；上盘性质差。大型，伴震；上盘性质差。l 喜山、祁连山、天山山前逆冲断层等。喜山、祁连山、天山山前逆冲断层等。n（3）走滑型活断层）走滑型活断层n 常分布于大陆内部地块之间接触部位，水平错动量大，断层带宽常分布于大陆内部地块之间接触部位，水平错动量大，断层带宽度不大，极少分支断裂。度不大，极少分支断裂。n走滑（左旋、右旋）走滑（左旋、右旋）-断面窄，陡倾（断面窄，陡倾（1、3水平）；大型，伴震。水平）；大型，伴震。l 安德烈斯、安纳托里、小江、红河等。安德烈斯、安纳托里、小江、红河等。第13页活断层活动方式活断层活动方式n（1 1）粘滑型活断层）粘滑型活断层n间歇性突然滑动，常伴有地震活动，也称为地震断层。间歇性突然滑动，常伴有地震活动，也称为地震断层。n发生在强度较高岩石中，断层带锁固能力强，危害大。发生在强度较高岩石中，断层带锁固能力强，危害大。n发震断裂特征：深断裂，裂谷，板块接触带。发震断裂特征：深断裂，裂谷，板块接触带。n（2 2）蠕滑型活断层）蠕滑型活断层n沿断层面两侧岩层连续迟缓地滑动沿断层面两侧岩层连续迟缓地滑动n发生在强度较低软岩中，断层带锁固能力弱发生在强度较低软岩中，断层带锁固能力弱n普通无震发生，有时可伴有小震普通无震发生，有时可伴有小震。第14页活断层判别标志活断层判别标志n地质方面地质方面最新沉积物被错断最新沉积物被错断 只要是见到第四系中、晚期沉积物被错断，均视断层为活断层。如只要是见到第四系中、晚期沉积物被错断，均视断层为活断层。如位于汾渭地堑中段平遥活断层，错断晚更新世中晚期黄土，以及早中位于汾渭地堑中段平遥活断层，错断晚更新世中晚期黄土，以及早中期期更新世更新世地层，断距地层，断距4050m。断层破碎带结构形迹断层破碎带结构形迹 活动断层因其形成时间较晚，普通表现为结构带物质欠固结欠胶活动断层因其形成时间较晚，普通表现为结构带物质欠固结欠胶结状态，较为涣散。另外，表现出脉体变形被切断，结构岩片理化，结状态，较为涣散。另外，表现出脉体变形被切断，结构岩片理化，透镜化，断面新鲜无风化，第四系物质牵引弯折等。断层矿物显微变透镜化，断面新鲜无风化，第四系物质牵引弯折等。断层矿物显微变形出现显微组构（如不等颗粒拉长，光轴微定向等）形出现显微组构（如不等颗粒拉长，光轴微定向等）第15页地貌方面地貌方面 不一样地貌单元突然相接，或两边沉积物厚度显著差异不一样地貌单元突然相接，或两边沉积物厚度显著差异n 比如，隆起山区与断陷盆地突然相接。一次错动量大活断层，沿比如，隆起山区与断陷盆地突然相接。一次错动量大活断层，沿线分布断层三角面、断层崖、陡坎、垭口、线分布断层三角面、断层崖、陡坎、垭口、“V型谷型谷”等等 地貌单元分解和异常地貌单元分解和异常n 比如，河流阶地、山脊、水系、夷平面、坡洪积扇等地貌单元因比如，河流阶地、山脊、水系、夷平面、坡洪积扇等地貌单元因为活断层作用，使其产生错断、分解。为活断层作用，使其产生错断、分解。n 活断层作用使正常发育地貌系统出现异常形态或特殊地貌景观。活断层作用使正常发育地貌系统出现异常形态或特殊地貌景观。如断层带一侧，河流同时肘状拐弯、宽窄变异，断层下降盘一侧线状如断层带一侧，河流同时肘状拐弯、宽窄变异，断层下降盘一侧线状排列洪积群、泥石流、滑坡、串珠状洼地等。排列洪积群、泥石流、滑坡、串珠状洼地等。第16页n水文地质方面水文地质方面n 因为断层带结构物质涣散，轻易形成强导水带，因而因为断层带结构物质涣散，轻易形成强导水带，因而活断层带一线分布泉水、温泉，出现植被发育现象。也因活断层带一线分布泉水、温泉，出现植被发育现象。也因为活断层为深大断裂，深循环水将造成水化学异常。为活断层为深大断裂，深循环水将造成水化学异常。第17页 地震地震:在地壳表层在地壳表层,因弹性波传输所引发振动作用或现象。因弹性波传输所引发振动作用或现象。结构地震结构地震 火山地震火山地震 陷落地震陷落地震 诱发地震诱发地震按成因分类按成因分类 浅源地震：浅源地震：0300 km 占占4%，最深达，最深达720km震源深度震源深度 大地震大地震：M=7级级 强烈破坏地震强烈破坏地震 中地震：中地震：7M=5 破坏性地震破坏性地震 小地震：小地震：5M=3,2-4级有感地震级有感地震 微地震：微地震：3M=1 超地震：超地震：M40%40%时，极易液化；时，极易液化；粘粒含量粘粒含量12.5%12.5%时，时，极难液化。极易液化土特征是：极难液化。极易液化土特征是：平均粒度平均粒度0.02-0.100.02-0.10mmmm，=2-8=2-8，粘粒含量粘粒含量10%10%第28页密实度密实度 松砂极易液化，密砂不易液化。松砂极易液化，密砂不易液化。相对密度相对密度Dr50%Dr80%Dr80%时，不易液化。时，不易液化。成因及年代成因及年代 多为冲积成因粉细砂土，如滨海平原、河口三多为冲积成因粉细砂土，如滨海平原、河口三角洲等。角洲等。沉积年代较新：结构涣散、含水量丰富、地下沉积年代较新：结构涣散、含水量丰富、地下水位浅水位浅第29页2 2）饱和砂土埋藏分布条件饱和砂土埋藏分布条件 埋藏条件包含：砂层厚度、上覆非液化土层厚埋藏条件包含：砂层厚度、上覆非液化土层厚度（即埋藏深度）、地下水埋深。度（即埋藏深度）、地下水埋深。砂层上覆非液化土层愈厚，液化可能性愈小。普通砂层上覆非液化土层愈厚，液化可能性愈小。普通埋深埋深大于大于10-1510-15m m以下就难以液化了。以下就难以液化了。地下水位埋深地下水位埋深愈大，愈不易液化。实际上，地下水愈大，愈不易液化。实际上，地下水埋深埋深3-43-4m m时，液化现象极少，普通把液化最大地下水时，液化现象极少，普通把液化最大地下水埋深定为埋深定为5 5m m。砂层越厚越易液化。砂层越厚越易液化。第30页3 3）地震活动强度及历时地震活动强度及历时 地震力（剪应力）地震力（剪应力）是砂土液化动力是砂土液化动力 地震愈强，历时愈长，则愈易引发砂土液化，地震愈强，历时愈长，则愈易引发砂土液化，而且涉及范围愈广。而且涉及范围愈广。度以下地域极少有液化现象；度以下地域极少有液化现象；度区只度区只能使疏松粉、细砂层液化；而能使疏松粉、细砂层液化；而 度以上地域才度以上地域才能使粗粒及粘粒含量较高土液化。强度很高地域能使粗粒及粘粒含量较高土液化。强度很高地域即震中区附近，因地振动以垂直为主，也不易产即震中区附近，因地振动以垂直为主，也不易产生液化。液化范围（液化最远点，以震中距生液化。液化范围（液化最远点，以震中距R R表表示，示，KmKm）lgR=0.77M-3.6lgR=0.77M-3.6第31页4.4.砂土液化防护办法砂土液化防护办法（1 1）慎重选择场地）慎重选择场地（2 2）选择基础类型）选择基础类型（3 3）地基处理）地基处理处理标准：处理标准：应处理至液化深度下限应处理至液化深度下限处理后土层标贯击数实测值应大于临界值处理后土层标贯击数实测值应大于临界值压密压密 经过振动、夯击、爆破等伎俩，使砂土急剧液化排水，而到达经过振动、夯击、爆破等伎俩，使砂土急剧液化排水，而到达压密，提升天然地基土相对密度压密，提升天然地基土相对密度DrDr 排渗法排渗法 经过排渗井等来消散因振动时而产生孔隙水压力，预防液化经过排渗井等来消散因振动时而产生孔隙水压力，预防液化 换土或盖重换土或盖重 用非液化土更换地表液化土层，或在地表液化土层上覆盖填用非液化土更换地表液化土层，或在地表液化土层上覆盖填 土。土。第32页 第第3 3章章 斜坡工程斜坡工程第33页地球科学大辞典地球科学大辞典 地质灾害是指地质动力活动或地质环境变地质灾害是指地质动力活动或地质环境变异为主要成因自然灾害。异为主要成因自然灾害。地质灾害概念地质灾害概念 主要包含：主要包含：火山、地震、崩塌、滑坡、泥火山、地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地面塌陷和地裂缝石流、地面沉降、地面塌陷和地裂缝等。等。第34页1 1、斜坡变形破坏基本形式、斜坡变形破坏基本形式n拉裂，拉裂，蠕滑蠕滑，弯曲倾倒；，弯曲倾倒；n滑坡，崩塌；滑坡，崩塌；2 2、滑坡基本要素、滑坡基本要素3 3、崩塌形成条件、崩塌形成条件4 4、斜坡稳定性影响原因、斜坡稳定性影响原因 岩土类型与性质，岩体结构和地质结构，地岩土类型与性质，岩体结构和地质结构，地表水和地下水，地震，人类活动等。表水和地下水，地震，人类活动等。5 5、滑坡时间预报、滑坡时间预报 岩土体蠕变理论岩土体蠕变理论6 6、滑坡防治办法、滑坡防治办法第35页 滑坡基本要素滑坡基本要素 滑动带滑动带 ：滑坡体与滑坡床之间分界面。形态可分为圆弧状、平：滑坡体与滑坡床之间分界面。形态可分为圆弧状、平面状和阶梯状等。面状和阶梯状等。滑坡床滑坡床 ：滑坡体之下未经过滑动岩土体。：滑坡体之下未经过滑动岩土体。滑坡体滑坡体 ：与母体脱离经过滑动部分岩体。：与母体脱离经过滑动部分岩体。滑坡周界滑坡周界 ：滑坡体与周围未变位岩土体在平面上分界限。：滑坡体与周围未变位岩土体在平面上分界限。滑坡壁滑坡壁 ：滑坡体后缘因为滑动作用所形成母岩陡壁，其坡：滑坡体后缘因为滑动作用所形成母岩陡壁，其坡角多为角多为35-8035-80度，平面上多呈圈椅状。滑坡壁上常见铅直方度，平面上多呈圈椅状。滑坡壁上常见铅直方向擦痕。向擦痕。滑坡台阶滑坡台阶 ：滑坡体下滑时各部分运动速度不一样而形成错台。：滑坡体下滑时各部分运动速度不一样而形成错台。滑坡舌滑坡舌 ：滑坡体前部伸出如舌状部位。常伸入沟谷、河流。：滑坡体前部伸出如舌状部位。常伸入沟谷、河流。最前端滑坡面出露地表部位，称最前端滑坡面出露地表部位，称滑坡剪出口滑坡剪出口。第36页 滑坡洼地（湖滑坡洼地（湖)主滑线主滑线 滑坡裂隙滑坡裂隙：滑坡体在滑动过程中各部位受力性质和大小不一：滑坡体在滑动过程中各部位受力性质和大小不一样，样，在各部位产生不一样力学性质裂隙。在各部位产生不一样力学性质裂隙。拉张裂隙拉张裂隙：位于滑体后部、滑床后壁，弧形分布，与滑动方向垂：位于滑体后部、滑床后壁，弧形分布，与滑动方向垂直；直；剪切裂隙剪切裂隙：羽状分布于滑坡体中前部两侧，因滑坡体与滑坡床：羽状分布于滑坡体中前部两侧，因滑坡体与滑坡床之间相对位移力偶作用形成，与滑动方向斜交；之间相对位移力偶作用形成，与滑动方向斜交；鼓张裂隙鼓张裂隙：分布滑体前缘，因为滑体后部推挤鼓起而成，与滑动：分布滑体前缘，因为滑体后部推挤鼓起而成，与滑动方向垂直；方向垂直；扇形裂隙扇形裂隙：位于滑体舌部，因前部岩土体向两侧扩散产生，放射：位于滑体舌部，因前部岩土体向两侧扩散产生，放射状呈扇形分布。状呈扇形分布。第37页第五节第五节 崩塌崩塌一、一、崩塌类型及形成条件：崩塌类型及形成条件：崩塌普通发生在厚层崩塌普通发生在厚层坚硬岩体坚硬岩体中。灰岩、砂岩、石英中。灰岩、砂岩、石英岩等厚层硬脆性岩石常能形成高陡斜坡，其前缘常由岩等厚层硬脆性岩石常能形成高陡斜坡，其前缘常由于于卸荷裂隙卸荷裂隙发育而形成发育而形成陡而深张裂缝陡而深张裂缝，并与其它结，并与其它结构而组合，逐步发展而形成构而组合，逐步发展而形成连续贯通分离面连续贯通分离面，在触发，在触发原因作用下发生崩塌。另外，由缓倾角软硬相间岩层组原因作用下发生崩塌。另外，由缓倾角软硬相间岩层组合陡坡，因为软弱岩层被风化剥蚀而形成凹龛，使上合陡坡，因为软弱岩层被风化剥蚀而形成凹龛，使上部坚硬岩层失去依靠，故也常发生局部崩塌。部坚硬岩层失去依靠，故也常发生局部崩塌。第38页 第六节第六节 影响斜坡稳定性原因影响斜坡稳定性原因 岩土类型及性质岩土类型及性质 振动作用（如地震）振动作用（如地震）地质结构地质结构 降水（雨、雪）水库蓄水降水（雨、雪）水库蓄水 地形地形 人类活动（开挖、加载人类活动（开挖、加载 水文地质水文地质 植被、水等）植被、水等）风化、剥蚀作用风化、剥蚀作用 内在内在原因原因外部外部原因原因第39页一、内在原因一、内在原因 1.岩土类型及性质岩土类型及性质决定抗滑力根本原因决定抗滑力根本原因 强度、自稳能力：强度、自稳能力：坚硬岩石坚硬岩石 半坚硬岩石半坚硬岩石 涣散土坡涣散土坡 结构：结构：层理、软弱夹层、原生节理、片理等层理、软弱夹层、原生节理、片理等 特殊性质：膨胀性、湿陷性等特殊性质：膨胀性、湿陷性等 滑坡往往集中在一些特定岩层中滑坡往往集中在一些特定岩层中“易滑岩组易滑岩组”如：西北黄土分布地域、成都平原地域成都粘土层、四川盆地红层如：西北黄土分布地域、成都平原地域成都粘土层、四川盆地红层地域（砂、泥岩互层）、青海、甘肃地域第三系地层（半成岩砂、地域（砂、泥岩互层）、青海、甘肃地域第三系地层（半成岩砂、泥岩），川西北、陕南和甘南浅变质岩地域（主要是千枚岩分布地泥岩），川西北、陕南和甘南浅变质岩地域（主要是千枚岩分布地域域）第40页2.2.地质结构地质结构 结构面结构面结构面产状、力学性质、规模。结构面产状、力学性质、规模。沉积岩地域：特大型滑坡主要与层面结构相关沉积岩地域：特大型滑坡主要与层面结构相关 不一样结构部位滑坡差异：如在褶皱两翼部位，结构不一样结构部位滑坡差异：如在褶皱两翼部位，结构面往往形成上陡下缓勺形；沿着大结构断裂带，滑坡往往面往往形成上陡下缓勺形；沿着大结构断裂带，滑坡往往呈带状分布。呈带状分布。3.3.地形地貌地形地貌 斜坡坡度越大、越高，斜坡稳定性越差。斜坡坡度越大、越高，斜坡稳定性越差。第41页按按结构面产状与临空面结构面产状与临空面关系，可分为：关系，可分为：(1)(1)平迭坡平迭坡：主要软弱结构面为水平：主要软弱结构面为水平 (2)(2)逆向坡逆向坡：主要软弱结构面倾向与坡面倾向相反：主要软弱结构面倾向与坡面倾向相反 (3)(3)顺向坡顺向坡：主要软弱结构面倾向与坡面倾向一致：主要软弱结构面倾向与坡面倾向一致 时，稳定性最差，极易发生顺层滑坡时，稳定性最差，极易发生顺层滑坡 时，稳定性很好时，稳定性很好 (4)(4)斜交坡斜交坡：主要软弱结构面与坡面成斜交关系。其交：主要软弱结构面与坡面成斜交关系。其交角越小，稳定性就越差。角越小，稳定性就越差。(5)(5)横交坡横交坡：主要软弱结构面走向与坡面走向近于垂：主要软弱结构面走向与坡面走向近于垂直，稳定性很好，极少发生大规模滑坡。直，稳定性很好，极少发生大规模滑坡。第42页 1.1.地震：震中周围地震：震中周围 烈度七度区，考虑烈度七度区，考虑附加应力附加应力2.2.降水：三种效应降水：三种效应 (1)(1)水平推力水平推力侧向水压力侧向水压力 (2)(2)浮托力浮托力减小滑动面上有效应力减小滑动面上有效应力 (3)(3)软化效应软化效应降低岩土体抗剪强度降低岩土体抗剪强度水库（河流）水作用：水库（河流）水作用：动水压力动水压力 冲刷、掏空作用冲刷、掏空作用 二、外部原因：二、外部原因：第43页区域性滑坡预测：区域性滑坡预测：以一个大区域为依据对象，确定滑以一个大区域为依据对象，确定滑 坡可能发生区段范围。坡可能发生区段范围。地段性滑坡预测：地段性滑坡预测：以一个地段滑坡调查资料为依据，确定以一个地段滑坡调查资料为依据，确定 未来可未来可 能发生滑坡大致位置、可能能发生滑坡大致位置、可能 类型等。类型等。场地性滑坡预测：场地性滑坡预测：针对某一特定场址，预测滑坡可能发生针对某一特定场址，预测滑坡可能发生 确实切位置、范围大小、运动速度及类确实切位置、范围大小、运动速度及类 型。型。空间预测按照预测范围大小可分为空间预测按照预测范围大小可分为：第44页时间预报按照预测时间长短关系，可分为时间预报按照预测时间长短关系，可分为：滑坡滑坡长久长久预报：对未来滑坡运动趋预报：对未来滑坡运动趋势作判断，以确定滑坡活动可能年势作判断，以确定滑坡活动可能年份。份。滑坡滑坡短期短期预报：对滑坡活动可能季预报：对滑坡活动可能季节或月份作出预测。节或月份作出预测。滑坡滑坡临滑临滑预报：对滑坡将要暴发详预报：对滑坡将要暴发详细日期、乃至时分作出预报。细日期、乃至时分作出预报。第45页三、滑坡时间预报三、滑坡时间预报（1 1）滑坡变形前兆现象预报法）滑坡变形前兆现象预报法（2 2）位移时间曲线改变趋势判断法）位移时间曲线改变趋势判断法（3 3）斋滕法和改进斋滕法）斋滕法和改进斋滕法（4 4）统计数学模型）统计数学模型 回归模型、灰色理论模型、生物生长模、灾变理论模型等回归模型、灰色理论模型、生物生长模、灾变理论模型等（5 5）黄金分割法）黄金分割法（6 6）非线性动力学模型预报法）非线性动力学模型预报法（7 7）声发射等参数预报法）声发射等参数预报法第46页 第九节第九节 滑滑 坡坡 防防 治治防治目标：防治目标：是减灾、防灾、保护环。是减灾、防灾、保护环。防治标准：防治标准：以防为主，治理为辅。应该把防灾贯以防为主，治理为辅。应该把防灾贯通到工程建设各个步骤，在工程规划选址、设计、施通到工程建设各个步骤，在工程规划选址、设计、施工各阶段均应重视防灾减灾。比如灾害预测及危险性工各阶段均应重视防灾减灾。比如灾害预测及危险性评定正表达了这一标准。评定正表达了这一标准。第47页防治指是预防与治理两方面：防治指是预防与治理两方面：滑坡滑坡预防预防：指是滑坡灾害没有产生以前，人们已经了：指是滑坡灾害没有产生以前，人们已经了解其存在危险性和危害性，并采取对应办法加以防范，解其存在危险性和危害性，并采取对应办法加以防范，使滑坡损失降至最小程度。预防是以勘察分析、预测预使滑坡损失降至最小程度。预防是以勘察分析、预测预报、动态监测为基础，同时提出有效预防办法及对应设报、动态监测为基础，同时提出有效预防办法及对应设计施工工作。计施工工作。滑坡滑坡治理治理：指是对潜在不稳定体采取有针对性工程办：指是对潜在不稳定体采取有针对性工程办法，确保其稳定，从根本上消除隐患。治理是一项工程，法，确保其稳定，从根本上消除隐患。治理是一项工程，它包含对灾害体勘察、评价，提出经济合理工程办法，它包含对灾害体勘察、评价，提出经济合理工程办法，并付之实施。并付之实施。第48页1 1 防预办法：防预办法：（1 1）绕避绕避：改线、架桥跨越、隧道穿越：改线、架桥跨越、隧道穿越 （2 2）拦截拦截：拦石墙、拦栅网：拦石墙、拦栅网 （3 3）排水排水：地表排水：排水沟、坡面防渗：地表排水：排水沟、坡面防渗 地下排水：盲沟、排水洞、排水孔地下排水：盲沟、排水洞、排水孔（4 4）监测预警监测预警 第49页12 2 治理办法：治理办法：（1 1）排水办法排水办法：（同上（同上）（2 2）削方、堆：削方、堆：格栅（室）护坡格栅（室）护坡 （3 3）支挡工程：支挡工程：挡土墙挡土墙：砌置挡墙：砌置挡墙 加筋土挡墙加筋土挡墙 锚固锚固：单一锚杆（索）：单一锚杆（索）挂网挂网+喷浆喷浆+锚杆（索）锚杆（索）构构+锚杆（索）锚杆（索）抗滑桩抗滑桩：钢管桩：钢管桩 钢筋钢筋+砼桩砼桩 砼桩砼桩 结合形式：桩结合形式：桩+锚锚 桩桩+墙（板、梁）墙（板、梁）（4 4）坡面防护坡面防护：横向护坡横向护坡 植基绿色护坡植基绿色护坡 （5 5）其它其它：固结灌浆固结灌浆 阻滑键（栓）阻滑键（栓）第50页第第4 4章章 地地 下下 工工 程程第51页n1 1、概念：围岩，围岩应力重分布，围岩、概念：围岩，围岩应力重分布，围岩压力压力n2 2、地下建筑工程主要工程地责问题、地下建筑工程主要工程地责问题n3 3、参数、参数 n4 4、巴顿岩体质量分类、巴顿岩体质量分类n5 5、地质超前预报惯用预报方法：、地质超前预报惯用预报方法：地质预报法，超前勘探法，物探法地质预报法，超前勘探法，物探法第52页围岩围岩：由开挖洞室引发：由开挖洞室引发应力状态应力状态重大改变重大改变局限在洞周一定范围之内。通常此范围等局限在洞周一定范围之内。通常此范围等于地下洞室横剖面中最大尺寸于地下洞室横剖面中最大尺寸35倍，习倍，习惯上将此范围内岩体称为惯上将此范围内岩体称为“围岩围岩”。第53页应力重分布范围内岩体称围岩。应力重分布范围内岩体称围岩。开挖洞室，应力平衡被打破，围岩向洞内松开挖洞室，应力平衡被打破，围岩向洞内松胀位移，引发一定范围内胀位移，引发一定范围内应力调整应力调整，使天然，使天然应力大小、方向和性质改变，到达新平衡。应力大小、方向和性质改变，到达新平衡。二、围岩中重分布应力二、围岩中重分布应力 地下建筑稳定性主要取决于地下建筑稳定性主要取决于围岩稳定性围岩稳定性。第54页洞顶底出现拉应力；洞顶底出现拉应力；洞壁围岩内洞壁围岩内全为压应力全为压应力洞室侧壁出现拉应力，洞顶洞室侧壁出现拉应力，洞顶底出现较高压应力集中。底出现较高压应力集中。取不一样取不一样值，洞壁应力状态不一样。值，洞壁应力状态不一样。第55页围岩破坏自洞壁始，向内（深部）发展。围岩破坏自洞壁始，向内（深部）发展。围岩破坏自洞壁始，向内（深部）发展。围岩破坏自洞壁始，向内（深部）发展。u 应力重分布特征：应力重分布特征：环向应力增或减，并出现拉应力；环向应力增或减，并出现拉应力；产生分异现象，径向应力趋于零；产生分异现象，径向应力趋于零；洞周应力差最大（拉应力集中）。洞周应力差最大（拉应力集中）。洞周应力差最大（拉应力集中）。洞周应力差最大（拉应力集中）。第56页第第第第5 5 5 5节节节节 围岩压力围岩压力围岩压力围岩压力 围岩在重分布应力作用下产生变形（位移），进而围岩在重分布应力作用下产生变形（位移），进而引发引发施加于支护衬砌上压力，施加于支护衬砌上压力，称围岩压力。称围岩压力。围岩压力围岩压力是围岩与支衬间相互作用力，是是围岩与支衬间相互作用力，是外力外力。围岩应力围岩应力是岩体中是岩体中内力内力。若围岩强度高，不需支护可自稳，便不存在若围岩强度高，不需支护可自稳，便不存在围岩压力。围岩压力。围岩压力大小是围岩压力大小是支护设计主要依据支护设计主要依据支护设计主要依据支护设计主要依据。p 一、概念一、概念第57页第第第第1 1 1 1节节节节 概述概述概述概述uu关键问题关键问题-洞室围岩稳定性洞室围岩稳定性u其它工程地责问题其它工程地责问题岩爆岩爆地下建筑地下建筑 天然或人工开挖作为各种用途构筑物。天然或人工开挖作为各种用途构筑物。有害气体突出有害气体突出涌水涌水高地温高地温地下建筑主要工程地责问题地下建筑主要工程地责问题第58页第第第第4 4 4 4节节节节 围岩分类围岩分类围岩分类围岩分类分类指标为：分类指标为：式中：式中：式中：式中：RQDRQDRQDRQD岩芯质量指标；岩芯质量指标；岩芯质量指标；岩芯质量指标；节理组数；节理组数；节理组数；节理组数；节理粗糙系数；节理粗糙系数；节理粗糙系数；节理粗糙系数；节理蚀变系数；节理蚀变系数；节理蚀变系数；节理蚀变系数；节理水折减系数；节理水折减系数；节理水折减系数；节理水折减系数；SRFSRFSRFSRF应力折减系数。应力折减系数。应力折减系数。应力折减系数。p 四、巴顿岩体质量分类四、巴顿岩体质量分类（挪威-系统）第59页第第第第4 4 4 4节节节节 围岩分类围岩分类围岩分类围岩分类个参数组合反应了岩体质量三个方面，即：个参数组合反应了岩体质量三个方面，即：表示水与其它应力存在表示水与其它应力存在时对岩体质量影响。时对岩体质量影响。岩体完整性；岩体完整性；结构面形态、充填特征及结构面形态、充填特征及次生改变等情况；次生改变等情况；p 四、巴顿岩体质量分类四、巴顿岩体质量分类第60页第第7节节 地质超前预报地质超前预报一、概念一、概念一、概念一、概念 地下工程地质超前预报地下工程地质超前预报地下工程地质超前预报地下工程地质超前预报：利用一定技术和伎俩，：利用一定技术和伎俩，：利用一定技术和伎俩，：利用一定技术和伎俩，搜集和分析地下工程所在岩土体相关信息，对施搜集和分析地下工程所在岩土体相关信息，对施搜集和分析地下工程所在岩土体相关信息，对施搜集和分析地下工程所在岩土体相关信息，对施工掌子面前方岩土体情况、不良地质体工程部位工掌子面前方岩土体情况、不良地质体工程部位工掌子面前方岩土体情况、不良地质体工程部位工掌子面前方岩土体情况、不良地质体工程部位及成灾可能性作出及成灾可能性作出及成灾可能性作出及成灾可能性作出解释、预测和预报解释、预测和预报解释、预测和预报解释、预测和预报。二、目标二、目标二、目标二、目标 查明掌子面前方地质结构、围岩性状、结查明掌子面前方地质结构、围岩性状、结构面发育特征，尤其是构面发育特征，尤其是溶洞、断层、各类破溶洞、断层、各类破碎带、岩体含水情况碎带、岩体含水情况，方便提前、及时、合，方便提前、及时、合理地制订安全施工进度、修正施工方案，理地制订安全施工进度、修正施工方案，确确保施工安全、加紧施工进度保施工安全、加紧施工进度。第61页第第5 5章章 泥泥 石石 流流第62页1 1、泥石流形成条件、泥石流形成条件2 2、泥石流运动特征：直进性和脉动性、泥石流运动特征：直进性和脉动性3 3、稀性泥石流与粘性泥石流区分、稀性泥石流与粘性泥石流区分?（书上）（书上）4 4、泥石流治理办法、泥石流治理办法第63页二、泥石流活动特点二、泥石流活动特点二、泥石流活动特点二、泥石流活动特点 1 1 1 1）突然暴发）突然暴发）突然暴发）突然暴发 2 2 2 2）来势凶猛）来势凶猛）来势凶猛）来势凶猛 3 3 3 3）历时短暂）历时短暂）历时短暂）历时短暂 4 4 4 4）破坏力大）破坏力大）破坏力大）破坏力大 第64页第第第第2 2节节节节 泥石流形成条件泥石流形成条件泥石流形成条件泥石流形成条件一、地形条件一、地形条件一、地形条件一、地形条件纵比降大、坡面多、流域面积大、汇流纵比降大、坡面多、流域面积大、汇流纵比降大、坡面多、流域面积大、汇流纵比降大、坡面多、流域面积大、汇流快速，提供固体物、势能、加大径流强度。快速，提供固体物、势能、加大径流强度。快速，提供固体物、势能、加大径流强度。快速，提供固体物、势能、加大径流强度。1 1、地形地形地形地形-相对高差大于相对高差大于相对高差大于相对高差大于200m200m200m200m地域有泥石流分布，相对高地域有泥石流分布，相对高地域有泥石流分布，相对高地域有泥石流分布，相对高差大于差大于差大于差大于1000m1000m1000m1000m地域为泥石流高频区。地域为泥石流高频区。地域为泥石流高频区。地域为泥石流高频区。2 2、地貌地貌地貌地貌-我国第一地貌阶梯青藏高原我国第一地貌阶梯青藏高原我国第一地貌阶梯青藏高原我国第一地貌阶梯青藏高原4000m4000m4000m4000m，第二阶第二阶第二阶第二阶梯云贵、黄土高原、陇南山区梯云贵、黄土高原、陇南山区梯云贵、黄土高原、陇南山区梯云贵、黄土高原、陇南山区1000100010001000m m m m，第三阶梯四川，第三阶梯四川，第三阶梯四川，第三阶梯四川盆地盆地盆地盆地300300300300700m700m700m700m，其过渡地带高差大、切割猛烈，为泥其过渡地带高差大、切割猛烈，为泥其过渡地带高差大、切割猛烈，为泥其过渡地带高差大、切割猛烈，为泥石流活跃地带（滇东北、川西、陇南石流活跃地带（滇东北、川西、陇南石流活跃地带（滇东北、川西、陇南石流活跃地带（滇东北、川西、陇南)。第65页3.3.经典泥石流流域分为：经典泥石流流域分为：经典泥石流流域分为：经典泥石流流域分为：形成区、流通区和堆积区形成区、流通区和堆积区形成区、流通区和堆积区形成区、流通区和堆积区。1 1 1 1）泥石流形成区（上游）泥石流形成区（上游）泥石流形成区（上游）泥石流形成区（上游）多为三面环山、一面出口半圆形宽敞地段，周多为三面环山、一面出口半圆形宽敞地段，周多为三面环山、一面出口半圆形宽敞地段，周多为三面环山、一面出口半圆形宽敞地段，周围山坡陡峻，多为围山坡陡峻，多为围山坡陡峻，多为围山坡陡峻，多为30-6030-60陡坡。陡坡。陡坡。陡坡。坡体光秃破碎，无植被覆盖。坡体光秃破碎，无植被覆盖。坡体光秃破碎，无植被覆盖。坡体光秃破碎，无植被覆盖。斜坡常被冲沟切割，且有崩塌、滑坡发育。斜坡常被冲沟切割，且有崩塌、滑坡发育。斜坡常被冲沟切割，且有崩塌、滑坡发育。斜坡常被冲沟切割，且有崩塌、滑坡发育。有利于聚集周围山坡上水流和固体物质。有利于聚集周围山坡上水流和固体物质。有利于聚集周围山坡上水流和固体物质。有利于聚集周围山坡上水流和固体物质。第66页2 2 2 2）泥石流流通区（中游）泥石流流通区（中游）泥石流流通区（中游）泥石流流通区（中游）泥石流搬运经过地段。泥石流搬运经过地段。泥石流搬运经过地段。泥石流搬运经过地段。多为狭窄而深切峡谷或冲沟，谷壁陡峻而纵坡多为狭窄而深切峡谷或冲沟，谷壁陡峻而纵坡多为狭窄而深切峡谷或冲沟，谷壁陡峻而纵坡多为狭窄而深切峡谷或冲沟，谷壁陡峻而纵坡降较大。降较大。降较大。降较大。含有极强冲刷能力，将沟床和沟壁上土石冲刷含有极强冲刷能力，将沟床和沟壁上土石冲刷含有极强冲刷能力，将沟床和沟壁上土石冲刷含有极强冲刷能力，将沟床和沟壁上土石冲刷下来携走。下来携走。下来携走。下来携走。第67页3 3 3 3）泥石流堆积区（下游）泥石流堆积区（下游）泥石流堆积区（下游）泥石流堆积区（下游）泥石流物质停积场所。泥石流物质停积场所。泥石流物质停积场所。泥石流物质停积场所。多位于山口外或山间盆地边缘，地形较平缓。多位于山口外或山间盆地边缘，地形较平缓。多位于山口外或山间盆地边缘，地形较平缓。多位于山口外或山间盆地边缘，地形较平缓。泥石流动能能急剧变小，最终停积下来，形成泥石流动能能急剧变小，最终停积下来，形成泥石流动能能急剧变小，最终停积下来，形成泥石流动能能急剧变小，最终停积下来，形成扇形、锥形或带型堆积体。扇形、锥形或带型堆积体。扇形、锥形或带型堆积体。扇形、锥形或带型堆积体。特点：地面往往垄岗起伏，坎坷不平，大小