常见的不良地质现象

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采用分段进行力学分析的方法:沿折线滑动面的转折处将滑 坡体分为若干段,从上至下逐块计算推力,每块滑坡体的下滑 力与抗滑力之差,称为剩余下滑力,是逐块向下传递的。
Ei 0,传给下一块
Ei
0,忽略,不传
E i F sT i N ifi c ili E i 1
当某一段滑坡体的剩余下滑力Ei≤0时,说明该段滑坡体对下一段 不存在推力。
由于地震的加速度,使斜坡岩土体承受巨大的惯性力,并使地 下水位发生强烈变化,促使斜坡发生大规模滑动。
7. 人为因素
①开挖边坡使岩土体的内力状态改变,还会使岩土体中的残余 构造应力释放;
②施工时放坡坡度太大、在斜坡上任意堆载、不合理的开挖;
③破坏地表植被,使地表水下渗增强,破坏自然排水系统;
④引水灌溉或排水管道泄漏使水渗入斜坡;
部快,则滑坡体下部会向上鼓起并开裂。 鼓张裂缝通常是张口的,其延伸方向大体上与滑动方向垂直。 ④扇形张裂缝:滑坡体向下滑动时,滑坡舌向两侧扩散,形成放射 状的张开裂缝。
8、滑坡主轴 (主滑线):是滑坡体滑动速度最快的纵向线
代表整个滑坡的滑动方向,可以是直线,也可以是折线 一般滑坡体的中部运动速度较快,滑坡体的两侧因受摩阻力较 多而运动速度较慢。 按一定间隔在滑坡体上取不同剖面,测出剖面上每一点的运动 速度,将不同剖面上速度最大的点连接起来,即为滑坡主轴。
箭头的长短表 示速度的大小
滑坡运动矢向平面图
滑坡壁 滑坡台阶
滑动面(带)
滑坡鼓丘 滑坡舌
滑坡体
三、滑坡的分类
1、按滑坡体的物质组成
①堆积层滑坡:产生于第四纪堆积物中的滑坡 ②黄土滑坡:发生于不同时期的黄土层中的滑坡 ③粘土滑坡:发生在均质或非均质粘土层中的滑坡 ④岩层滑坡:发生在各种基岩岩层中的滑坡;根据滑动面与岩层
均匀,在滑坡体内部及表面所产生的裂缝。
①拉张裂缝:在滑坡体将要滑动时,由于拉力的作用,在滑坡体的 上部产生一些张口的弧形裂缝。
②剪切裂缝:滑坡体两侧和相邻的不动岩土体发生相对位移时,会 产生剪切作用,形成与滑动方向大致平行的裂缝。
滑坡体中间部分比两侧滑动速度快时也会产生剪切裂缝。 ③鼓张裂缝:滑坡体在下滑过程中,如果滑动受阻或上部滑动比下
滑动速度一般较快,但其规模在通常情况下不再有较大发展。
3、按滑坡的规模大小 (滑坡体的体积)
①小型滑坡: <3万m3 ②中型滑坡: 3~50万m3 ③大型滑坡: 50~300万m3 ④巨型滑坡: >300万m3
4、按滑坡体的厚度
①浅层滑坡: <6m ②中层滑坡: 6~20m ③深层滑坡: 20~30m ④超深层滑坡: >30m
⑤人为开采、爆破。
滑坡
萨尔瓦多地震引发了一次巨大 的滑坡,数百户人家被埋在土 石里,估计有1200多人遇难
六、滑坡的野外识别
1、在滑坡发生之前,常有一些先兆现象
①地下水位发生明显变化;干涸的泉重新出水且浑浊; 坡脚附近湿地增多且范围扩大、井水明显上升;
②斜坡上部不断下陷,外围出现弧形裂缝; ③坡面树木逐渐倾斜、建筑物有变形开裂迹象; ④斜坡前缘土石零星掉落,坡脚附近的土石被挤紧,并出现4. 水:水的存在可以增加岩土体的容重、增加下滑力;
还可将岩土润湿,使之软化、膨胀,削弱矿物颗粒间的粘结, 加速岩土体风化,降低其内聚力,从而引起滑坡。
5. 风化作用:风化作用使岩石的裂隙增多、扩大,吸水性和透
水性增强,强度和稳定性大大降低。
6. 地震:地震可以诱发滑坡发生,在山区非常普遍。
9-剪切裂缝;10-鼓张裂缝;11-扇形裂缝
二、滑坡的形态要素
1、滑坡体、滑坡周界
①滑坡体:斜坡上沿软弱面(带)向下滑动的那部分岩土体 ②滑坡周界:滑坡体和周围不动岩土体的分界线(圈定滑坡范围)
2、滑动面、滑动带和滑坡床
①滑动面:滑坡体沿其向下滑动的面(平面/曲面)(粘土夹层/软弱岩层) ②滑动带:滑动面上,被揉皱了的厚数厘米至数米的结构扰动带 ③滑坡床:有些滑坡的滑动面(带)可能不只一个,在最后滑动面
地形条件、岩性条件、构造条件是形成崩塌的基本条件
④其它因素
地震作用,地表水和地下水的作用,风化作用,人类活动等
4、崩塌的防治
1)防治原则:由于崩塌发生突然而猛烈,一般多采用以防为主的原则。
①选址时,应根据斜坡的具体条件,分析崩塌的可能性及规模 对可能发生大、中型崩塌的地段,宜优先采用绕避方案;若绕避 有困难时,应尽量离开崩塌的影响范围。 对可能发生小型崩塌的地段,应视地形条件进行经济比较,确定 绕避还是设置防护工程。 ②在设计和施工中,避免使用不合理的高陡边坡,避免大挖大 填,以保持山体的平衡。
5、按形成年代
①新滑坡 死滑坡 ②古滑坡 活滑坡
四、滑坡的力学分析
1、滑坡的形成条件
滑坡的发生,是斜坡岩土体的平衡条件遭到破坏的结果。
2、力学分析
在均质粘土和软质岩石中,滑动面多为圆弧形 若沿岩层面或构造面滑动时,滑动面多呈直线形或折线形
①直线形滑动面 (以力的平衡为基础)
平衡条件:滑坡体重力的下滑分力T ≤ 滑动面上的抗滑阻力F
③对于稳定的岩堆,可选择适当位置,以低路堤或浅路堑的方 式通过。
2) 路线以路堤方式通过时,应注意路堤位置的选择和基底处理, 一般以设置在岩堆体下部或坡脚为宜。
3) 路线以路堑方式通过时,应注意边坡的稳定性问题,坡度应 小于岩堆的天然休止角。
4) 注意水对岩堆稳定性的影响,做好调整地表水和排除地下水 的工作。
斜此坡外的,上在部整对个其滑稳动定面性上不还利存,在而抗斜滑坡剪的应下力部 。对其稳定性有利。
平牵引衡式条滑件坡:的滑发动生部是分由对于O点斜的坡滑下动部力被矩切G割1.导d1 致≤ 随抗动滑部力分矩对减O小点;
的推抗动滑式力滑矩坡的G2发.d2生与是滑由动于面斜上坡的上抗部滑大力量矩堆.载AB使.R下之滑和力,矩即增大。 G1.d1≤G2.d2 + .AB.R
2、岩堆的工程地质特征
①坡度:岩堆大都为近期堆积,其表面坡度接近于组成物质在干燥 状态下的天然休止角,浸水后容易发生局部或整体移动。
②构造:岩堆内部常具有向外倾斜的层理,在外力作用或其它因素 的扰动下,容易发生表层或层间滑动变形。
③结构:岩堆一般结构松散,孔隙率大且不均匀,在荷载作用下易 发生不均匀沉降。
1. 斜坡外形:斜坡不同高度、坡度、形状等要素可使斜坡的内
力状态变化,从而导致斜坡失稳。
一般,斜坡越高、越陡,越容易失稳形成滑坡。
2. 岩土体性质:滑坡主要发生在易亲水软化的土层和软质岩层中
亲水性和膨胀性 湿陷性 结构松散,遇水易崩解
①容易产生滑坡的土层有粘土、黄土、粘性的山坡堆积层等, 这些土层与水作用后稳定性显著降低。
斜坡的外部形状(凸坡,陡坡)
②岩性条件
岩石性质不同,强度、透水性、抗风化和冲刷的能力都不同。 如果陡峭山坡是由软硬相间的岩层组成,由于软岩层易风化, 硬岩层失去支撑而引起崩塌。
③构造条件
岩层的层面、裂隙面、断层面、软弱夹层等都是抗 剪性能较低的“软弱构造面”; 当软弱构造面倾向临空且倾角较大时易发生崩塌。
常用稳定系数 k 表示两力之比:k 总 总下 抗滑 滑力 力TF
当k<1时,斜坡平衡条件遭到破坏形成滑坡; 当k=1时,斜坡处于极限平衡状态; 当k>1时,斜坡处于稳定状态。
②圆弧形滑动面 (以力矩的平衡为基础)
滑动圆心为O点,滑弧半径为R。通过滑动圆心O作铅垂线 OO : 在 O O 线右侧部分为“滑动部分”,其重心为O1、重量为G1, 对O点的滑动力矩为G1.d1;在 O O 线左侧部分为“随动部分”, 其重心为O2、重量为G2,对O点的抗滑力矩为G2.d2。
②容易产生滑坡的软质岩层主要是一些沉积岩(页岩、泥岩等)和
变质岩(千枚岩、片岩等)。
遇水易软化
片理构造
3. 构造:斜坡岩土体内部的一些层面、夹层、节理面、断层面、
片理面等,一般都是抗剪强度较低的软弱构造面。 当斜坡受力情况突然变化时,都可能成为滑坡的滑动面;
特别是这些软弱构造面的倾向与坡面倾向一致时,岩土体很 容易失稳而滑坡。
④基底:岩堆一般坐落在基岩斜坡上,与水作用后,岩堆可能沿基 底发生滑移。
3、岩堆按稳定程度分类
正在发展的岩堆、趋于稳定的岩堆、稳定的岩堆
4、岩堆的防治原则
1) 选线时,首先应查明路线通过地带岩堆的稳定情况: ①对于正在发展的岩堆,以绕避为宜;若绕避有困难,应选择
基底条件较好的部位通过。
②对趋于稳定的岩堆,应尽量避免破坏岩堆的天然状态,可在 岩堆下部以路堤方式通过。
滑坡是一种常见的地质灾害。大规模的滑坡,可以堵塞河道, 摧毁公路,破坏厂矿,掩埋村庄,对各类工程建筑以及人类的 生命和财产安全造成巨大的危害。
二、滑坡的形态要素
剖面示意图
平面示意图
滑坡要素示意图
1-滑坡体;2-滑坡面;3-滑坡床;4-滑坡壁; 5-滑坡周界;6-滑坡台阶;7-滑坡舌;8-拉张裂缝;
层面的关系,又可细分为均质滑坡、顺层滑坡、切层滑坡。
2、按滑坡的力学性质
①牵引式滑坡:由于坡脚被切割,使斜坡下部先变形滑动,从而 使斜坡上部失去支撑,引起斜坡上部相继向下滑动。
滑动速度比较缓慢,但会逐渐向上延伸,规模越来越大。
②推动式滑坡:由于斜坡上部不恰当地加载或在各种因素作用下, 斜坡上部先变形滑动,从而挤压推动下部斜坡向下滑动。
5) 公路通过岩堆时,可以采用挡土墙以稳定路基,但应注意挡 土墙和岩堆的整体稳定性和不均匀沉陷问题。
第二节 滑坡
一、滑坡的概念及危害
1、概念
斜坡上的岩土体在重力作用下失去原有的稳定状态、沿着斜 坡内某些软弱面(带)整体向下滑动的现象,称为滑坡。
2、危害
滑坡的规模有大有小。规模大的滑坡一般是缓慢地、长期地 往下滑动,滑动过程可以延续几年、十几年甚至更长的时间, 有些滑坡的滑动速度也很快。
③落石:悬崖陡坡上个别较大岩块的崩落。(坠石) ④碎落:斜坡的表层岩石由于强烈风化,沿破面发生经常性的
岩屑顺坡滚落现象。
2、危害
崩塌是山区常见的一种病害现象,它来势迅猛,会破坏建筑 物、引起人员伤亡,会掩埋公路和铁路、引起交通中断,有时 还会堵塞河道、使上游建筑物及农田淹没。
3、崩塌形成的条件
①地形条件 斜坡的高度和坡度(形成崩塌的必要条件)
滑坡的稳定系数k为总抗滑力矩与总滑动力矩之比:
k总 总 抗 滑 滑 动 力 力 矩 矩 G G22.d .d22G G11.dd .1 1A .ABB.R R
当k<1时,斜坡平衡条件破坏形成滑坡; 当k=1时,斜坡处于极限平衡状态; 当k>1时,斜坡处于稳定状态。
③折线形滑动面 (以剩余下滑力的正负为基础)
2)防治措施 ①清除坡面危石 ②坡面加固 (坡面喷浆、抹面、砌石铺盖;灌浆、勾缝、镶嵌、锚栓) ③危岩支顶 (用石砌或混凝土作护壁、支垛、支柱、支墩、支墙) ④拦截防御 (修筑落石平台、落石网、落石槽、拦石堤、拦石墙) ⑤调整水流 (修筑截水沟和排水沟)
二、岩堆
1、岩堆的概念
由碎落、崩塌和落石在山坡的低凹处或坡脚形成的疏松堆积体。
1、不良地质现象的概念
地壳上部的岩土体,在遭受各种内、外力地质作用之后,导 致地形地貌变化,形成了各种各样的地质现象,其中有些对工 程建筑的安全和使用有不同程度的不良影响,有的甚至危害很 大,因此,把这些地质现象称为不良地质现象。
2、常见的不良地质现象
地震、崩塌、岩堆、滑坡、泥石流、多年冻土、 岩溶、风沙、雪害等。
以下稳定的岩土体称为~。
3、滑坡壁:滑动面的上缘,即滑坡体与斜坡断开下滑后形成的
陡壁,其形态呈“圈椅”状。
4、滑坡台阶:滑坡体滑落后形成的阶梯状的地面。 5、滑坡舌:滑坡体的前缘,形如舌状伸出的部分。 6、滑坡鼓丘:滑坡体在向下滑动时,如果受到阻碍,就会形成
向上隆起的小丘。
7、滑坡裂缝:在滑坡运动时,由于滑坡体各部分的滑动速度不
若最后一段滑坡体的剩余下滑力En≤0,则整个滑坡体是稳定的; 若En>0,则整个滑坡体不稳定,应该按En的大小设计支挡结构。
五、影响斜坡稳定性的因素
凡是引起斜坡岩土体失稳的因素,统称为滑坡因素。 内在因素:斜坡外形、斜坡岩土体的性质、构造等; 外在因素:水文地质条件、风化作用,地震以及人为因素等。
3、工程意义
不良地质现象给工程建筑的稳定性和正常使用造成危害,并 给人类的生命财产安全造成巨大威胁,所以我们应该了解它们 形成和发展的规律,以便采取相应的措施予以防治。
第一节 崩塌与岩堆
一、崩塌
1、基本概念
①崩塌:在陡峭的斜坡上,巨大岩块在重力作用下突然而猛烈 地向下倾倒、翻滚、崩落的现象。
②山崩:规模巨大的山坡崩塌。
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