不良地质现象的工程地质问题滑坡.pptx

5.5.岩溶水岩溶水岩溶水岩溶水n定义：定义：赋存与运移于可溶岩的空隙、裂隙以及溶洞中的地下水叫岩溶水。n特征：特征：岩溶水分布具有不均匀性，由于岩溶分布和发育的不均匀性，岩溶含水层的富水性极不均匀；水力联系密切，由于地下溶洞与溶洞、溶洞与溶蚀裂隙之间相互连通，使得岩溶水具有密切的水力联系和较强的传递能力；水量动态多变，随季节变化大。6.6.泉泉泉泉 水水水水n定义：定义：地下水在地表的天然集中出露称为泉n按出露原因分类：按出露原因分类：侵蚀泉：侵蚀泉：河谷切割到潜水含水层时，为侵蚀下降泉；河谷切割到潜水含水层时，为侵蚀下降泉；切穿承压含水层的隔水顶板时，为侵蚀上升泉。切穿承压含水层的隔水顶板时，为侵蚀上升泉。接触泉：接触泉：透水性不同的岩层相接触，地下水流受阻，透水性不同的岩层相接触，地下水流受阻，沿接触面出露，称为接触泉。沿接触面出露，称为接触泉。断层泉：断层泉：断层使承压含水层被隔水层阻挡，当断水层断层使承压含水层被隔水层阻挡，当断水层导水时，地下水沿断层上升，在地面标高低于承压水导水时，地下水沿断层上升，在地面标高低于承压水位处出露，称为断层泉。位处出露，称为断层泉。n按泉水的温度分类：按泉水的温度分类：冷泉：冷泉：温度大致相当于或略低于当地平均气温。温度大致相当于或略低于当地平均气温。温泉：温泉：温度高于当地地平均气温。温度高于当地地平均气温。按补给源分按补给源分 潜水泉、包气带泉、自流水泉。潜水泉、包气带泉、自流水泉。土的渗流土的渗流地下水在多孔介质中的运动称为渗透或渗流。地下水在多孔介质中的运动称为渗透或渗流。岩土允许重力水渗透的能力称为透水性。岩土允许重力水渗透的能力称为透水性。土的渗透在工程中具有重要的意义。在水利工程中，土的渗透在工程中具有重要的意义。在水利工程中，水的渗透会引起两方面的问题：水的渗透会引起两方面的问题：一、渗漏问题：主要研究因渗透引起的水量损失。一、渗漏问题：主要研究因渗透引起的水量损失。二、渗透稳定性问题。主要研究受渗流影响时的土体二、渗透稳定性问题。主要研究受渗流影响时的土体稳定性问题。在建筑工程中，深基坑开挖中的边坡及地基稳定性问题。在建筑工程中，深基坑开挖中的边坡及地基的稳定性、降水设计和外力作用下饱和土的固结等都和土的稳定性、降水设计和外力作用下饱和土的固结等都和土的渗透问题有关。的渗透问题有关。许多实验研究结果指出，在由粗颗许多实验研究结果指出，在由粗颗粒组成的土体中，如果水力坡降进一步粒组成的土体中，如果水力坡降进一步增大，水在土中的渗透速度与水力坡降增大，水在土中的渗透速度与水力坡降之间不再服从达西定律。换句话说，粗之间不再服从达西定律。换句话说，粗粒土中渗透速度增大到一定程度时，达粒土中渗透速度增大到一定程度时，达西定律就不再适用。西定律就不再适用。地下水对工程的影响（地下水对工程的影响（1）1、地下水位的变化，如地下水位上升，可引起浅基础地基承载力降低，、地下水位的变化，如地下水位上升，可引起浅基础地基承载力降低，在有地震砂土液化的地区会引起液化的加剧，同时容易引起建筑物震陷在有地震砂土液化的地区会引起液化的加剧，同时容易引起建筑物震陷加剧，岩土体产生变形、滑移、崩塌失稳等不良地质作用。另外，在寒加剧，岩土体产生变形、滑移、崩塌失稳等不良地质作用。另外，在寒冷地区会有地下水的冻胀影响。就建筑物本身而言，若地下水位在基础冷地区会有地下水的冻胀影响。就建筑物本身而言，若地下水位在基础底面以下压缩层内发生上升变化，水浸湿和软化岩土，从而使地基土的底面以下压缩层内发生上升变化，水浸湿和软化岩土，从而使地基土的强度降低，压缩性增大，建筑物会产生过大沉降，导致严重变形。强度降低，压缩性增大，建筑物会产生过大沉降，导致严重变形。地下水位下降，往往会引起地表塌陷、地面沉降等。对建筑物本身而言，地下水位下降，往往会引起地表塌陷、地面沉降等。对建筑物本身而言，当地下水位在基础底面以下压缩层内下降时，岩土的自重压力增加，可当地下水位在基础底面以下压缩层内下降时，岩土的自重压力增加，可能引起地基基础的附加沉降。如果土质不均匀或地下水位突然下降，也能引起地基基础的附加沉降。如果土质不均匀或地下水位突然下降，也可能使建筑物产生变形破坏。可能使建筑物产生变形破坏。地下水对工程的影响（地下水对工程的影响（2）1、局部的抽水和排水，会产生基础底面下地下水位突然下降，建筑物发、局部的抽水和排水，会产生基础底面下地下水位突然下降，建筑物发生变形。另外，在软土地区，大面积的抽水也可能引起地面下沉。生变形。另外，在软土地区，大面积的抽水也可能引起地面下沉。2、地下水的侵蚀性的影响主要体现为水对混凝土、可溶性石材、管道以、地下水的侵蚀性的影响主要体现为水对混凝土、可溶性石材、管道以及金属材料的侵蚀危害。及金属材料的侵蚀危害。3、由地下水引起的流砂，表现为在工程施工中能造成大量的土体流动，、由地下水引起的流砂，表现为在工程施工中能造成大量的土体流动，致使地表塌陷或建筑物的地基破坏。致使地表塌陷或建筑物的地基破坏。4、潜蚀会引起土粒间的结合力和土的结构破坏，土粒被水带走，形成洞、潜蚀会引起土粒间的结合力和土的结构破坏，土粒被水带走，形成洞穴，致使地表塌陷，破坏建筑场地的稳定。穴，致使地表塌陷，破坏建筑场地的稳定。5、基坑涌水现象。涌水会冲毁基坑，破坏地基，给工程带来损失。、基坑涌水现象。涌水会冲毁基坑，破坏地基，给工程带来损失。基坑涌水基坑涌水建筑物基坑下有承压水时，开挖基坑会减小基坑底下建筑物基坑下有承压水时，开挖基坑会减小基坑底下承压水上部的隔水层厚度，减小过多会使承压水的水承压水上部的隔水层厚度，减小过多会使承压水的水头压力冲破基坑地板形成涌水现象。头压力冲破基坑地板形成涌水现象。H:水头高度水头高度M：基坑底面距含水层：基坑底面距含水层顶板的距离顶板的距离：土的重度：土的重度地下水对建筑工程的影响地下水对建筑工程的影响1、地下水位下降引起软土地基沉降、地下水位下降引起软土地基沉降2、动水压力产生流砂和潜蚀、动水压力产生流砂和潜蚀3、地下水的浮托作用、地下水的浮托作用4、地下水对基坑的作用（尤其承压水）、地下水对基坑的作用（尤其承压水）5、地下水对钢筋混凝土的腐蚀。、地下水对钢筋混凝土的腐蚀。（1）结晶类腐蚀）结晶类腐蚀-水泥杆菌（水化硫铝酸钙）水泥杆菌（水化硫铝酸钙）（2）分解类腐蚀）分解类腐蚀（3）结晶分解复合类腐蚀）结晶分解复合类腐蚀腐蚀评价标准、腐蚀的场地环境类别参见相关的国家标准腐蚀评价标准、腐蚀的场地环境类别参见相关的国家标准风化作用位于地壳表面或接近于地面的岩石经受着风、电、位于地壳表面或接近于地面的岩石经受着风、电、大气降水和温度等大气营力以及生物活动等因素的影响，大气降水和温度等大气营力以及生物活动等因素的影响，岩石会发生破碎或成分变化，这种变化的过程称为风化。岩石会发生破碎或成分变化，这种变化的过程称为风化。风化作用的类型按按风化营力风化营力的不同，风化作用可分为三大类型：的不同，风化作用可分为三大类型：1、物理风化作用、物理风化作用 物理风化作用是指岩石在风化营力的影响下，产生物理风化作用是指岩石在风化营力的影响下，产生一种单纯的机械破坏作用。其特点是破坏后岩石的化学一种单纯的机械破坏作用。其特点是破坏后岩石的化学成分不改变，只是岩石发生崩解、破碎、形成岩屑，岩成分不改变，只是岩石发生崩解、破碎、形成岩屑，岩石有坚硬变疏松。石有坚硬变疏松。引起岩石物理风化作用的因素，主要是温度变化和引起岩石物理风化作用的因素，主要是温度变化和岩石裂隙中水分的冻结。岩石裂隙中水分的冻结。2、化学风化作用、化学风化作用 化学风化作用是指岩石在水和各种水溶液的化学作化学风化作用是指岩石在水和各种水溶液的化学作用和有机体的生物化学作用下所引起的破坏过程。其特用和有机体的生物化学作用下所引起的破坏过程。其特点不仅破碎了岩石，而且改变了化学成分，产生了新的点不仅破碎了岩石，而且改变了化学成分，产生了新的矿物，直到适应新的化学环境为止。矿物，直到适应新的化学环境为止。风化作用有水化作用、氧化作用、水解作用以及溶风化作用有水化作用、氧化作用、水解作用以及溶解作用。解作用。风化作用的类型 3、生物风化作用、生物风化作用 岩石在动植物及微生物影响下所起的破坏作用称为岩石在动植物及微生物影响下所起的破坏作用称为生物风化作用。生物在地表的风化作用相当广泛，它对生物风化作用。生物在地表的风化作用相当广泛，它对岩石的破坏有物理的和化学的。岩石的破坏有物理的和化学的。风化作用的类型 按岩石风化深浅和特征，可将岩石风化程度划分为按岩石风化深浅和特征，可将岩石风化程度划分为六级：未风化、微风化、中等风化、强风化、全风化、六级：未风化、微风化、中等风化、强风化、全风化、残积土。残积土。从岩石风化程度的深浅，在风化剖面上自下而上可从岩石风化程度的深浅，在风化剖面上自下而上可分成四个风化带：未风化带、弱风化带、强风化带和全分成四个风化带：未风化带、弱风化带、强风化带和全风化带。风化带。岩石风化程度和风化带岩石风化的治理方法可采用岩石风化的治理方法可采用挖除挖除和和防治防治两种措施。两种措施。覆盖、灌注、排水覆盖、灌注、排水岩石风化的治理河流的地质作用河流的地质作用包括两个方面：一方面是侵蚀，切割河流的地质作用包括两个方面：一方面是侵蚀，切割地面和冲刷河岸；另一方面是堆积，形成各种沉积物和地面和冲刷河岸；另一方面是堆积，形成各种沉积物和流水沉积地貌。如河流阶地、冲积平原等。流水沉积地貌。如河流阶地、冲积平原等。河流的截弯取直现象河流的截弯取直现象滑坡1定义定义 斜坡土体和岩体在重力作用下失去原有的稳定状态，斜坡土体和岩体在重力作用下失去原有的稳定状态，沿着斜坡内某些滑动面（或滑动带）做整体向下滑动的沿着斜坡内某些滑动面（或滑动带）做整体向下滑动的现象。现象。2、特点、特点整体性整体性 滑动滑动 缓慢下滑（汇水地形）缓慢下滑（汇水地形）公路滑坡公路滑坡滑滑 坡坡滑坡的要素滑坡床滑坡床滑动面滑动面滑坡后壁滑坡后壁滑动带滑动带滑坡舌滑坡舌滑坡台地滑坡台地滑坡台地陡坎滑坡台地陡坎滑坡鼓丘滑坡鼓丘扇形张裂缝扇形张裂缝剪切裂缝剪切裂缝鼓张裂缝鼓张裂缝拉张裂缝拉张裂缝滑坡壁滑坡壁滑坡周界滑坡周界滑坡的要素滑坡的分类按滑坡体按滑坡体 的主要物质组成和滑坡与地质构造关系划分的主要物质组成和滑坡与地质构造关系划分1、覆盖层滑坡：粘性土、黄土、碎石、风化壳、覆盖层滑坡：粘性土、黄土、碎石、风化壳2、基岩滑坡：均质、顺层、切层（断裂）、基岩滑坡：均质、顺层、切层（断裂）3、特殊滑坡：融冻、陷落、特殊滑坡：融冻、陷落 按滑坡体的厚度划分：按滑坡体的厚度划分：浅层滑坡、中层滑坡浅层滑坡、中层滑坡 深层滑坡，超深层滑坡深层滑坡，超深层滑坡 按滑坡的规模大小划分：按滑坡的规模大小划分：小型滑坡、中型滑坡、大型滑坡、巨型滑坡小型滑坡、中型滑坡、大型滑坡、巨型滑坡 按形成的年代划分：按形成的年代划分：新滑坡、古滑坡新滑坡、古滑坡 按力学条件划分：按力学条件划分：牵引式滑坡；推动式滑坡。牵引式滑坡；推动式滑坡。滑坡的发育过程蠕动变形阶段：蠕动变形阶段：滑动面大体形成，但没有完全贯通；滑动面大体形成，但没有完全贯通；坡面出现裂缝。坡面出现裂缝。滑动破坏阶段：滑动破坏阶段：滑坡壁出露，滑动面完全贯通；滑滑坡壁出露，滑动面完全贯通；滑 坡体整体下滑；出现醉汉林等标志。坡体整体下滑；出现醉汉林等标志。渐趋稳定阶段：渐趋稳定阶段：滑坡壁处生长草木；地表无明显裂滑坡壁处生长草木；地表无明显裂缝；地势平坦；出现马刀树等标志。缝；地势平坦；出现马刀树等标志。滑坡的力学分析1、圆形滑动面：力矩法、圆形滑动面：力矩法2、直线形滑动面：力法、直线形滑动面：力法3、折线形滑动面：分段法、折线形滑动面：分段法 1）.在平面滑动面情形下，滑坡体的稳定系数K为滑动面上的总抗滑力F与岩土体重力Q所产生的总下滑力T之比。即 K=F/T 当 K1时，滑体发生滑动；K1时，滑体稳定或处于极限平衡状态。2）在圆形滑动面情形下，滑动面中心为O，滑弧半径为R.。过滑动圆心O作一铅直线，将滑坡体分成两部分。在线之右部分为滑动部分，其重量为Q1它能绕O点形成滑动力矩Q1d1，在其左部分，其重量为Q2形成抗滑力矩小，因此，该滑坡的稳定系数K为总抗滑力矩与总滑动力矩之比。K=Q2*d2+*AB*R/Q1*d1 当K1时，滑坡失去平衡，而发生滑坡。滑坡的影响因素1、斜坡外形：、斜坡外形：陡峭和高斜坡、上部突起而下部凹陷、汇水地形陡峭和高斜坡、上部突起而下部凹陷、汇水地形2、岩性：、岩性：亲水岩性、遇水易膨胀和软化岩土层、软岩层等。亲水岩性、遇水易膨胀和软化岩土层、软岩层等。3、构造：、构造：构造面倾向与斜坡一致且倾角小于坡角最易发生；构构造面倾向与斜坡一致且倾角小于坡角最易发生；构造面走向平行坡延伸方向。造面走向平行坡延伸方向。4、水：、水：软化性明显的岩层。软化性明显的岩层。5、地震：、地震：将斜坡岩土体结构破坏，使粉砂土液化。将斜坡岩土体结构破坏，使粉砂土液化。6、人为因素：、人为因素：切坡不当、排水不当、坡面加荷切坡不当、排水不当、坡面加荷滑坡的治理1、排水、排水地表排水：地表排水：截水沟和排水明沟将坡面水引出坡外。截水沟和排水明沟将坡面水引出坡外。地下排水：地下排水：渗沟或盲沟截排来自滑坡体外的地下水流。渗沟或盲沟截排来自滑坡体外的地下水流。2、支挡：、支挡：滑坡体下部修筑挡土墙，抗滑桩或用锚杆加固滑坡体下部修筑挡土墙，抗滑桩或用锚杆加固3、刷方减重：针对、刷方减重：针对“头重脚轻头重脚轻”类型，采用类型，采用“砍头压砍头压脚脚”。4、改善滑动面的岩土性质：岩质：固结灌浆；土质：、改善滑动面的岩土性质：岩质：固结灌浆；土质：电化学加固、冻结、焙烧。电化学加固、冻结、焙烧。滑坡的治理1、排水、排水地表排水地表排水地下排水地下排水2、支挡、支挡3、刷方减重、刷方减重4、改善滑动面的岩土性质、改善滑动面的岩土性质滑坡的治理1、排水、排水地表排水地表排水地下排水地下排水2、支挡、支挡3、刷方减重、刷方减重4、改善滑动面的岩土性质、改善滑动面的岩土性质36应用实例应用实例抗滑桩