工程地质课件第6章不良地质现象

• 设计路堑边坡时，应注意开挖后剩 余土体的稳定性。虽然路堑边坡较 缓，但其剩余土体呈尖端向下的楔 形体或狭长条，容易沿基岩面在边 坡底部产生剪切滑动。
• （4）水对岩堆的稳定性影响很大。 当公路通过岩堆体时，不论路基是 采用路堤或路堑的形式，都要十分 注意做好调制地表水和排除地下水 的工作。
汶川地震造成的山体崩塌
• 汶川地震导致宝成线隧道山体崩塌，约12万方巨 石滑落嘉陵江中造成河道严重堵塞，致使运行到 此的21043次货物列车脱轨，机后11辆油罐车起 火燃烧，中国西北通向西南的大动脉中断。
（三）崩塌的形成机理
• 1、倾倒－崩塌
• 以垂直节理或裂缝与稳 定岩体分开。
• 这类岩体的特点是高而 窄，横向稳定性差，失 稳时岩体以坡脚的某一 点为转点，发生转动性 倾倒。
2010年8月12日舟曲县地质灾害共造成1144人 遇难，600人失踪，直接经济损失4亿人民币。
• 4、岩溶：是指地表水和地 下水对可溶性岩石的长期溶 蚀作用及形成的各种岩溶现 象的总称。
• 呈奇特形状，有洞穴、石芽、 石沟、石林、溶洞、地下河、 峭壁。
岩溶景观—溶洞
岩溶景观—黄龙
岩溶—地基塌陷
（二）崩塌的形成条件及影响因素
• 1、地形地貌条件 • （1）多发生坡度大于45度的山坡。 • （2）峡谷陡坡易于发生。 • （3）河谷凹岸易于发生。 • （4）冲沟岸坡和陡崖易于发生。 • （5）丘陵和分水岭一般不易发生，
如果开挖高边坡，也会产生。
• 2、岩性条件 • 岩石的岩性较坚硬时易于发生。 • 3、地质构造条件 • （1）当建筑物的延伸方向和区域构造
（五）崩塌的防治 • 1、绕避 • 2、加固山坡和路堑边坡
锚固
嵌补
灌浆、勾缝
锚杆 金属网
喷层 锚喷支护结构平面示意图
喷浆
• 3、修筑拦挡等结构物 • （1）遮挡结构物 • 明洞是用明挖法修建的隧道。通常
由顶部结构和边墙组成。当底部地 层可能挤入洞内时，须设置仰拱。
• 棚洞是指明挖路堑后，构筑简支的 顶棚架，并回填而成的洞身。
• 平均每年因地质灾害死亡和失踪1050人， 直接经济损失55.2亿元，其中70%的地质 灾害是人为原因造成。
• 三、本章主要内容 • 崩塌与岩堆 • 滑坡 • 泥石流 • 岩溶 • 地震
第二节 崩塌与岩堆
• 一、崩塌 • （一）相关名词 • 1、崩塌 • 是较陡斜坡上的岩土体在重力作用
下突然（速度一般为5～200米／秒） 脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚 （或沟谷）的地质现象。
岩堆组成 碎屑岩堆 碎石岩堆
岩块一般粒经 （mm）
小于等于10
10～80
天然坡度
1：1.50～1：2.00 1：1.25～1：1.50
石块岩堆 大石岩堆
80～200 大于200
1：1.20～1：1.33 1：1.00～1：1.20
• 2、岩堆内部常具有向外倾斜的层理， 在外力作用或其他因素的扰动下，容 易发生表层或层间滑动变形。
• 棚洞的结构整体性比明洞差，但由 于顶棚与内外墙简支，因此对地基 的要求相对较低。
明洞
棚洞
棚洞
棚洞
• （2）支挡、拦截结构物 挡土墙
柔性防护网
落石平台
拦截措施
落石槽
挡石墙
• 4、清除危岩 • 5、做好排水工程
山坡上排水沟
山脚下排水沟
二、岩堆
• 岩堆多见于地质构造作用强烈，气候比 较干旱，风化严重的山区和高山峡谷地 区。特别是在页岩、千枚岩、板岩、片 岩等岩性软弱易风化的岩层分布地区， 以及在破碎的花岗岩、石灰岩等组成的 山坡的坡脚地带，常有岩堆分布。
• 岩堆的平面形态是多种多样的，主要取 决于局部的地形条件。岩堆床纵剖面形 态一般呈三种典型形状，它主要由岩堆 基底、傍依区和搬运区组成。
1-岩堆基底；2-傍依区；3-搬运区 岩堆床纵剖面示意图
• （一）岩堆的工程地质特征
• 1、近期堆积的岩堆，其表面坡度接近 于其组成物质在较干状态下的天然休 止角，浸水后易发生局部或整体移动。
• 3、岩堆一般结构松散、孔隙度大、 不均匀，有时由于地表水的下渗，局 部孔隙可能被细粒物质所充填，稍具 粘结性，处于软弱的半胶结状态或胶 结状态。有的岩堆上部比较密实，或 表面具有胶结壳，而内部教松散或有 夹层，结构极不均匀，在荷载作用下， 易发生不均匀沉陷。
• 4、岩堆的基底或傍依区，一般全部 或大部分坐落在基岩斜坡上，由于 地表水的下渗或基岩裂隙水的活动， 将浸润接触面而削弱其摩阻力，如 稍受外力作用就可能导致岩堆沿基 底或傍依区发生滑移。
节理 软岩
• 4、拉裂－崩塌
• 在悬臂岩体上，当A
点的拉应力超过岩
体的抗拉强度时，
岩体开裂，在长期
断面
重力、地震、风化
(特别是根劈和冰劈)
作用下，节理不断
向下发展，产生的
崩塌。
• 5、错断－崩塌
• 陡坡上的柱状、板状 的不稳定岩体，当地
壳上升或河流下切，
使岩体自重增加，或
由于风化或剥蚀作用
岩体截面减小，当岩
• 4、小型：因灾死亡和失踪 3 人以下或者 直接经济损失100万元以下的。
• （三）我国地质灾害现状
• 我国是世界上地质灾害最严重的国家之一。 滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的易发区 面积约占国土面积的65%，据统计，目前 全国约有地质灾害隐患点近23万处，其中 特大型和大型滑坡、崩塌、泥石流地质灾 害隐患点25000处。
体的剪应力超过抗剪
强度时，岩体的下部
断面
被剪断，或人为开挖
边坡造成下面岩体被
剪断而产生的崩塌。
（四）崩塌发生的前兆
• 1、崩塌的前缘掉块、坠落、小崩塌发 生；
• 2、崩塌的脚部出现新的破裂形迹，嗅 到异常气味；
• 3、不时听到岩石撕裂摩擦错碎声； • 4、出现热气、地下水等异常； • 5、动植物出现异常现象。
崩塌—高速公路的破坏
• 2、滑坡：是指斜坡上的岩土体 由于某种原因在重力的作用下 沿着一定的软弱面或软弱带整 体向下滑动的现象。
滑坡—房屋的破坏
滑坡—高速公路的破坏
• 3、泥石流：是山区特有的一 种自然现象。它是由于降水而 形成的一种带大量泥沙、石块 等固体物质条件的特殊洪流。
泥石流—房屋的破坏
线一致，而且采用深挖方案多易于发 生。
• （2）褶皱核部易于发生。 • （3）沿构造节理易于发生。
• 4、降雨和地下水
• （1）降雨持续时间越长、强度越大， 越易于发生。
• （2）地下水和雨水共同作用，使流 量增大，促进落石、崩塌发生。
• 5、地震 持续时间越长、强度越大，越易于
发生。 6、风化及人类工程活动
• 内部结构松散，岩块间无胶结现象，孔隙 度大。表面松散凌乱，人走其上有石块滑 落。
• （2）趋于稳定的岩堆
• 岩堆上方的基岩大部分已稳定，具有平顺 的轮廓，仅有个别的落石和碎石。
• 岩堆坡面近于凹形，大部分已生长草木。 岩堆坡面上部的坡度常稍陡于其天然休止 角。
• 岩堆的石块大部分已颜色陈旧，仅个别地 点有颜色新鲜的石块零星分布。
1：1.00～1： 1.25
平坦地区已经压实
1：0.75～1： 1.00
小颗粒为砂无粘结力 1：1.50
小颗粒为亚粘土或粘土
1：1.75～1： 2.00
小颗粒为亚粘土或粘土 1：1.25
碎石有棱角
1：1.50
1:1.50
• 对稳定的岩堆，可根据其胶结和密 实程度采用较陡的边坡，但对边坡 中出现的松散夹层应进行砌石防护。 当边坡高度超过20m时，宜采用阶梯 型边坡。
岩溶—公路塌陷
• 5、地震：地壳在内、外营力作 用下，集聚的构造应力突然释 放，产生震动弹性波，从震源 向四周传播引起的地面颤动。
地震-毁灭性破坏
2008年5月12日汶川地震死亡69227多人，失踪 17923多人，直接经济损失8451亿人民币。
地震—桥梁倒塌
地震—海啸
2011年3月11日日本海啸造成13116人死亡， 14377人失踪，直接经济损失3000亿美元。
地震—核电站破坏
地震—核泄漏
• 二、地质灾害
• 是指在自然或者人为因素的作用下形 成的，对人类生命财产、环境造成破 坏和损失的地质作用。
• （一）人为因素 • 1、开挖坡脚：修建公路、铁路、依
山建房等。
• 2、蓄水排水：水渠和水池的漫溢和 漏水，工业生产用水和废水的排放， 农业灌溉等。
• 3、堆填加载：在斜坡上大量兴建楼 房，大量堆放土石、矿渣等。
• 坡脚被冲蚀、软化，重 力、雨水地震作用下易 发生。
垂直节理
• 2、滑移－崩塌
• 在不稳定岩体下面有向坡下倾斜的 光滑结构面或软弱面时，在重力、 雨水、地震等作用下产生的崩塌。
结构面
软弱面
• 3、鼓胀－崩塌
• 在不稳定岩体下面有较 厚的软弱岩层或岩体本 身为软弱岩层，而且有 节理把不稳定岩体与稳 定岩体分开，在雨水、 重力等作用下，当压应 力超过软岩天然状态下 的无侧限抗压强度时， 软岩将被挤出，向外鼓 胀，产生的崩塌。
• 综上所述，可以看出岩堆的稳定性 差，当公路通过岩堆体时，容易发 生路基变形和边坡塌陷等病害。
• 2.岩堆的稳定性分类
• （1）正在发展的岩堆
• 山坡基岩裸露，坡面参差不齐，有新崩塌 痕迹，常有落石和碎石。
• 岩堆表面呈直线型，坡角近于天然休止角， 坡面无草木生长或仅有稀少的杂草。
• 堆积的石块大部分颜色新鲜。
• 岩堆的天然休止角与组成物质的性质 （表6－1）、粒经（表6－2）和表面 粗糙程度有关。一般介于25度～45度 之间。
不同岩石组成岩堆天然休止角参考值
岩石组成
岩堆天然休止角（度）
花岗岩
37
砂岩
32～33
钙质砂岩 页岩
34～35 38
砂页岩
35
石灰岩
32～36.5
片麻岩
34
云母片岩
30
不同粒经岩块石构成的岩堆天然坡度参考值
• （3）线路以路堑方式通过时，应注 意边坡稳定性问题。
• 一般边坡高度以不超过20～30m为宜， 并采用与岩堆天然休止角大致相适 应的边坡坡度，可参考表6-3选用。
Байду номын сангаас
岩堆路堑边坡坡度参考值
岩堆情况
不含杂质的碎石
碎石被小颗粒包 围互不接触
碎石间尚能接触 中间夹有亚粘土
一般堆积层
条件说明
边坡坡度
山区堆积层
第一节 概述
• 一、什么是不良地质现象？
• 不良地质现象：对工程建设不利或有不 良影响的动力地质现象。
• 包括：崩塌、滑坡、泥石流、岩溶、地 震、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等。
• 它们既影响场地稳定性，也对建筑、桥 梁、公路、边坡工程、地下洞室等产生 巨大破坏作用。
• 1、崩塌：是指较陡的斜坡上的 岩土体在重力的作用下突然脱离 母体崩落、滚动堆积在坡脚的地 质现象。
• 岩堆内部结构密实或中等密实，但表面还 是松散的。
• （3）稳定的岩堆 • 岩堆的上方的基岩已稳定，坡度平缓，
不稳定的块石已完全剥落。
• 岩堆的坡面呈凹形，已长满草木。 • 无颜色新鲜的石块。 • 岩堆体呈胶结密实，大孔隙已被充填。 • 有些地方因表层失去植被而有水流冲
刷的痕迹。
• 3.岩堆处理原则
• 土崩：产生在土体中者称为土崩 • 岩崩：产生在岩体中者称为岩崩
• 山崩：规模巨大、涉及到山体者称为 山崩
• 2、崩积物（岩堆）
• 大小不等、零乱无序的岩块（土块） 呈锥状堆积在坡脚的堆积物，称崩积 物，也称为岩堆。
• 3、落石
• 陡坡上的个别岩石块体在重力或其它外 力作用下，突然向下滚落的现象。
• 4、劈山开矿的爆破、山坡上乱砍乱 伐等。
• （二）地质灾害的级别划分
• 1、特大型 : 因灾死亡和失踪30人以上或 者直接经济损失1000万元以上的；
• 2、大型 : 因灾死亡和失踪 10 人以上 30 人以下或者直接经济损失500万元以上 1000 万元以下的；
• 3、中型 : 因灾死亡和失踪3人以上10人 以下或者直接经济损失100万元以上 500 万元以下的 ;
• （1）在选线时： • 对于正在发展的岩堆，以绕避为宜。绕避
如有困难，应选择在基底条件较好的部位 通过，以便设置防护建筑物。
• 对于趋于稳定的岩堆，应尽量避免破坏岩 堆的天然状态，可在岩堆的下部以路堤的 方式通过，不用或尽量少用路堑形式。
• 对于稳定岩堆，路线可以选择适当位置， 以低路堤或浅路堑通过，但注意不宜采用 半填半挖断面，或在岩堆下方大量开挖， 以免引起上部整个岩堆体下滑。
• （2）线路以路堤方式通过时，应注 意路堤位置的选择及基底的处理。
• 由于路堤所施加的荷载，对稳定的岩 堆，也可能导致局部或整体岩堆的滑 移，故一般以设置在岩堆体下部或坡 脚为宜。
• 在填筑路堤时，应注意清除表层松散 的堆积物，并挖成台阶，必要时可设 置挡墙以免路堤或岩堆滑移。
岩堆下部的路堤示意图