工程地质第六章[3]
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工程地质学-第六章岩质边坡
综合评估
综合多种方法对加固后的边 坡进行评估，得出较为准确 的评估结果，为后续的工程 设计和施工提供依据。
04 岩质边坡的监测与预警
监测内容与方法
变形监测 通过测量边坡的位移、倾斜、沉 降等参数，评估边坡的稳定性。 方法包括全站仪测量、GPS监测、 裂缝尺等。
声波监测 利用声波在岩石中的传播速度和 波形变化，判断边坡内部的裂隙、 破碎带等结构特征。
准确性和完整性。
数据处理与分析
03
建立数据处理中心，对采集的数据进行实时处理、分析，提取
关键信息，为预警提供依据。
预警系统运行与维护
数据采集与传输
确保传感器正常运行，数据能够实时、准确地传输到数据处理中心。
预警阈值调整
根据实际监测数据和工程经验，适时调整预警阈值，提高预警的准 确性和可靠性。
系统维护与升级
稳定性计算模型
01
02
03
极限平衡法
基于力的平衡原理，通过 计算岩体的滑动力和抗滑 力，评估边坡的稳定性。
有限元法
通过建立边坡的有限元模 型，模拟岩体的应力分布 和变形过程，预测可能的 破坏模式和稳定性状况。
离散元法
针对岩体的离散性质，模 拟岩块之间的相互作用和 运动过程，评估边坡的整 体稳定性。
工程地质学-第六章岩质边坡
目录
• 岩质边坡的定义与分类 • 岩质边坡的稳定性分析 • 岩质边坡的加固与防护 • 岩质边坡的监测与预警 • 岩质边坡工程实例分析
01 岩质边坡的定义与分类
定义
总结词
岩质边坡是指由岩石构成的边坡，其稳定性对工程安全至关重要。
详细描述
岩质边坡是由各种岩石（如沉积岩、岩浆岩、变质岩等）构成的边坡，其特点是岩石的物理、化学和力学性质较 为稳定，不易发生风化、侵蚀等现象。岩质边坡的稳定性对于工程安全具有重要意义，特别是在山区、河流两岸 等地区，岩质边坡的稳定性问题尤为突出。
《工程地质》第三作业第6章满分100分
《工程地质》第三作业(第6章)(满分100分)一.选择题（每小题3分，共90分）1.“马刀树”常用来判断下列哪种地质现象？( )A)崩塌。
B)滑坡。
D)地面沉降。
D)地震。
答案：B2.“醉林”是滑坡体上（）阶段的特征。
A)蠕动变形阶段。
B)滑动阶段。
D)渐趋稳定阶段。
D)以上都不是。
答案：B3.关于岩石风化作用的说法，不正确的是( )。
A)岩石的风化作用使岩体的结构构造发生变化，即其完整性遭到削弱和破坏。
B)岩石的风化作用可以使岩石的矿物成分和化学成分发生变化。
C)岩石的风化作用使岩石的工程地质性质劣化。
D)岩石的风化作用仅发生在地表。
答案：D4.关于河流地质作用，正确的是( )。
A)河流裁弯取直是由于河流具有向源侵蚀作用。
B)向源侵蚀属于河流的侧蚀作用。
C)河流地质作用加上地壳的间断性升降运动，可以在河谷形成多级阶地。
D)以上都不对。
答案：C5.下列条件中不是岩溶发育的必需条件( )。
A)具有可溶性岩层。
B)具有溶解能力与足够流量的水。
C)地下水或地表水有渗流的途径。
D)存在褶曲等地质构造。
答案：D6.激发泥石流的决定性因素为( )。
A)合适的地质构造条件。
B)短时间内有大量的水的来源。
C)人类破坏森林，生态环境恶化。
D)岩土体中有贯通的破坏面。
答案：B7.河流侵蚀作用按其作用方向可分为( )。
A)搬运、沉积。
B) 侧方侵蚀、垂直侵蚀（向源侵蚀）。
C）向源侵蚀、冲刷侵蚀。
D）向前侵蚀、向后侵蚀。
答案：B8.对风化岩石的处理、预防措施不合适的说法有( )。
A)当风化壳厚度较厚，施工条件复杂时，可将风化岩石全部挖除，使建筑物基础砌置在稳妥可靠的新鲜基岩上。
B）对地基要求不高的建筑物，强风化带甚至全风化带也能满足要求时，根本不用挖除，但必须选择合理的基础砌置深度。
C）当风化壳厚度虽较厚，但经锚杆或水泥灌浆加固等处理后在经济上和效果上反比挖除合理，则不必挖除。
D）对于施工前满足要求，但在工程使用期限内因风化而不能满足建筑物要求的岩石，甚至在施工开挖过程中易于风化的岩石，必须采取预防岩石风化的措施。
工程地质课件第6章不良地质现象
工程地质课件第6章 不良地质现象
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。
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
泥石流—房屋的破坏
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
• 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。
• 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
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。
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
泥石流—房屋的破坏
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
• 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。
• 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
6工程地质地质年代详解
岩石地层会携带生命演化的信息：古生物化石。
地质学家发现：在从下到上的地层中，古生物在不可逆地 演化，相同的物种生活在大体相同的时代里，主要物种在 全球各地的地层中都保存了化石。
单祖论：同一个物种不可能在两个隔绝的环境中独立地演 化出来。
地层中的化石，可以成为其在地质演化进程中相对位置的标志
如三叶虫，是最早的较大体 形的动物。那个时代称为寒 武纪（虽然开始不知道其绝 对的时间）。
20世纪前，虽然对地球以及地球上某一地层或岩体的绝对 年龄无法确定，但却完全有办法确定地壳上地层或岩体的 相对年龄，即他们形成的先后顺序：
第二节 相对地质年代的确定
将今论古的现实主义思想方法： The present is the key to the past.
1、地层学方法
1669年，丹麦学者Nicolas Steno (1631-1686)以直观方 法提出了地层学三定律：
1751年1月，巴黎大学宣布其观点违背 了宗教的信条。在长期压力下，1769 年被迫宣布“我放弃…”
1856年，德国科学家赫姆霍兹（H. L. F. von Helmholtz，1821-1894)假定太阳能来自引力收缩，计 算出太阳只够消耗1千9百万年。
1862年，英国物理学家汤姆森(William Thomson (Lord Kelvin)，1824-1907)，假 定太阳辐射能来自引力收缩，计算出太阳的 年龄在1千万年到5亿年之间。
水 平 地 层
－ － 地 层
的 原 始 状
态
变动后的地层
变动后的地层
地层是原始水平和连续的。依此原理，可以在同一地区确定 不同地层的相对新老(先后)。也可追索地层到不同地区，从 而确定同一地区及不同地区间地层的同时性、相对的新老。
地质学家发现：在从下到上的地层中，古生物在不可逆地 演化，相同的物种生活在大体相同的时代里，主要物种在 全球各地的地层中都保存了化石。
单祖论：同一个物种不可能在两个隔绝的环境中独立地演 化出来。
地层中的化石，可以成为其在地质演化进程中相对位置的标志
如三叶虫，是最早的较大体 形的动物。那个时代称为寒 武纪（虽然开始不知道其绝 对的时间）。
20世纪前，虽然对地球以及地球上某一地层或岩体的绝对 年龄无法确定，但却完全有办法确定地壳上地层或岩体的 相对年龄，即他们形成的先后顺序：
第二节 相对地质年代的确定
将今论古的现实主义思想方法： The present is the key to the past.
1、地层学方法
1669年，丹麦学者Nicolas Steno (1631-1686)以直观方 法提出了地层学三定律：
1751年1月，巴黎大学宣布其观点违背 了宗教的信条。在长期压力下，1769 年被迫宣布“我放弃…”
1856年，德国科学家赫姆霍兹（H. L. F. von Helmholtz，1821-1894)假定太阳能来自引力收缩，计 算出太阳只够消耗1千9百万年。
1862年，英国物理学家汤姆森(William Thomson (Lord Kelvin)，1824-1907)，假 定太阳辐射能来自引力收缩，计算出太阳的 年龄在1千万年到5亿年之间。
水 平 地 层
－ － 地 层
的 原 始 状
态
变动后的地层
变动后的地层
地层是原始水平和连续的。依此原理，可以在同一地区确定 不同地层的相对新老(先后)。也可追索地层到不同地区，从 而确定同一地区及不同地区间地层的同时性、相对的新老。
工程地质6第六章
各类原生和构 造裂隙，表生 破裂结构面 岩石的隐微裂 隙
3.结构面形态
结构面的形态(平整性、光滑性)直接影响岩体的力学性 能和水力性质。结构面的起伏程度用起伏角表示；粗糙程 度用粗糙度表示。 平直型：包括大多数层面、片理和剪切破裂面。 结 构 面 的 形 态 特 征 起伏度 波状起伏型：如波痕层面、轻度揉曲的片理 锯齿状型：张扭性结构面 不规则型
2. 岩体结构：
结构面和结构体按力学性能可分为若干类 型，不同类型的岩体结构单元在岩体内组合 、排列的形式即为岩体结构。故岩体结构是 指岩体中结构面和结构体两个要素的组合特 征。包含以下三方面内容：
第一岩体的结构单元或结构要素； 第二结构要素的组合特征（不同类型要素的搭 配）； 第三结构要素的排列特征（是否有序、是否贯 通等）。
层状结构岩体：结构面以层面与不密集的节理为主，结构面多闭合~
微张状、一般风化微弱、结合力一般不强，结构体块度较大且保持着母岩岩 块性质，故这类岩体总体变形模量和承载能力均较高，可作为工程建筑地基， 但应注意结构面结合力不强的情况。
碎裂结构岩体：节理、裂隙发育、常有泥质充填物质，结合力不强，
其中层状岩体常有平行层面的软弱结构面发育，结构体块度不大，岩体完整 性破坏较大，其中镶嵌结构岩体因其结构体为硬质岩石，尚具较高的变形模 量和承载能力，工程地质性能尚好；而层状碎裂结构和碎裂结构岩体则变形 模量、承载能力均不高，工程地质性质较差。
规范中的相关规定
１、关于岩质边坡的稳定性分析
目前为止，对于岩质边坡的稳定性分析，可以说仍没有一套比较完善 统一的体系，我国的相关规范中建议使用赤平投影的方法进行定性分析 ，说明该方法在定性分析方面是比较成熟的。
２、建筑边坡工程技术规范GB50330-2002
工程地质(六章完整版) 第六章 土的工程性质
工程特性：
1. 高含水量、高塑性，硬塑或可塑状态。
2. 孔隙比大、低密度、孔隙饱水。
3. 压缩性低、强度高、地基承载力高。 4. 浸水后膨胀量小，但失水后收缩剧烈。
黄土(loessal soil)：
是干旱气候条件下形成的一种特殊沉积物。
分布: 我国西北及华北地区,面积约63万km2。
特征：以粉粒为主，富含碳酸钙，肉眼 可见大孔隙，垂直节理发育，常呈现 直立的天然边坡。
第二节 土的野外鉴别 一、土的工程分类 1、按堆积年代分 2、按地质成因分 3、按有机质含量分 4、按颗粒级配和塑性指数分 二、野外鉴别 1、碎、卵石土 2、砂土 3、粘性土、粉土 4、新近堆积土 5、土的主要成因类型鉴定
残积土(residual soil)：
岩石经风化后未被搬运而 残留于原地的碎屑物质所 组成的土体，它处于岩石 风化壳的上部。 其粒度成分和矿物成分受 气候和母岩岩性的控制。 其发育情况还和地形有关。
湿陷起始压力:开始出现明显湿陷的压力。
盐渍土(saline soil): 土中易溶盐含量>0.5% . 分布: 滨海型、冲积平原型、内陆型
盐渍土类型：
1. 氯盐型：具强烈的吸湿性导致土有 很大的塑性和压缩性。 2. 硫酸盐型：结晶时体积膨胀，失水 干燥时体积缩小，周期性松胀变化 使土的结构破坏。
湖积土( limnetic soil )：
湖边沉积物是湖浪冲蚀湖岸形成的碎屑物质 在湖边沉积而形成的。近岸带沉积的多是粗 颗粒的卵石、圆砾和砂土，远岸带则是细颗 粒的砂土和粘性土。
湖心沉积物是由河流携带的细小悬浮颗粒到 达湖心后沉积形成，主要是粘土和淤泥，常 夹有细砂、粉砂薄层，土的压缩性高，强度 低。 沼泽土主要由半腐烂的植物残体－泥炭组成， 含水量极高，承载力极低，不宜作天然地基。
工程地质勘察的主要方法
第六章工程地质勘察的主要方法勘察方法应根据勘察阶段要求的内容和深度、公路的等级、工程规模及其工作难易程度的不同而加以选择。
其中可行性研究勘察应符合场地方案确定的要求，一般以收集资料为主；初步勘察应符合初步设计或扩大初步设计的要求，一般以工程地质调查和测绘为主，并有重点的进行勘探和试验；详细勘察应符合施工设计的要求，一般以勘探和试验为主，并对重点或初勘未查明的地段进行工程地质调查和测绘。
对工程地质条件复杂或有特殊施工要求的重要工程，还应进行施工勘察；对面积不大，工程地质条件简单的场地或有建筑经验的地区，可简化勘察阶段。
工程地质勘察的方法主要有收集资料、工程地质调绘和测绘、工程地质勘探、地球物理勘探、工程地质试验、工程地质长期观测等。
工程构建筑物（路基、桥梁、隧道）对水文勘察的要求各不相同，故该部分内容详见相关章节；物探专列为第七章，本章不再赘述。
第一节收集资料工程地质勘察首先应全面收集研究当地的区域地质、第四纪地质、地震地质、水文地质及工程地质资料，使工程地质选址落在实处。
重点了解当地的水文地质及工程地质条件，了解可能存在的环境工程地质问题，以及特殊不良地质体的分布。
我国除少数地区以外，基本均完成了大比例尺地质填图，基础地质方面的研究积累了丰富的资料，充分搜集研究这方面的资料，尤其对于工可阶段有着十分重要的现实意义，对于后期勘察工作的布置也有一定的指导作用。
收集和研究既有的有关资料，不仅是外业工作之前准备工作的重要内容，也是工程地质勘察的一个主要方法。
收集的资料一般应包括以下几个方面的内容：（1）地域地质资料，如地层、地质构造、岩性、土质等；（2）地形、地貌资料，如区域地貌类型及主要特征，不同地貌单元与不同地貌部位的工程地质评价等；（3）区域水文地质资料，如地下水的类型、分带及分布情况，埋藏深度、变化规律等；（4）各种特殊地质地段及不良地质现象的分布情况，发育程度与活动特点等；（5）地震资料，如沿线及其附近地区的历史地质情况，地震烈度、地震破坏情况及其与地貌、岩性、地质构造的关系等；（6）气象资料：如气温、降水、蒸发、温度、积雪、冻积深度及风速、风向等；（7）其它有关资料，如气候、水文、植被、土壤等；（8）工程经验、区内已有公路、铁路等其它土建工程的工程地质问题及其防治措施等。
第六章_不良地质现象的工程地质问题
第六章不良地质现象的工程地质问题1．不良地质现象：不良地质现象（地质灾害）是指由于地质作用对人类生存和发展造成的危害。
它包括：自然地质灾害：自然地质作用引起的灾害。
人为地质灾害：由于人类工程活动使周围地质环境发生恶化而诱发的地质灾害。
由自然地质作用和人类工程活动所引起的物理地质现象，包括岩石风化、冲沟、滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、潜蚀、冻融、地震、风沙、地面沉降、海岸湖岸水库的岸边再造等等，这些作用都给工程建设活动带来严重的影响和危害。
我们把这些危害工程建设的地质作用统称为不良地质作用。
2．风化作用（地表及地面以下一定深度的岩石，在气温变化、水溶液、气体及生物等各种营力的作用下，其成分和结构不断地发生变化，这些改变岩体成分和结构的地质作用，总称为风化作用。
）（1）物理风化作用；特点：岩石有自然因素作用下，发生机械破碎，而无明显的成分改变。
影响因素：气温变化、冰劈作用、盐类结晶膨胀等（2）化学风化作用（地表岩石受水、氧及二氧化碳的作用而发生化学成分的变化，并产生新矿物的作用，称为化学风化作用。
）：水化作用、氧化作用、水解作用、溶解作用（3）生物风化作用：由于生物的活动对岩石与矿物所引起的破坏作用，为生物风化作用。
生物对岩石的破坏作用既有机械的又有化学的3．河流地质作用（1）流水的侵蚀作用：包括溶蚀和机械溶蚀两种方式。
1）流水对河床的冲刷2）流水对河岸的掏蚀（2）流水的搬运作用（3）流水的堆积作用4．河谷的类型：（1）侵蚀谷发展成为河谷分三个阶段：峡谷型、河漫滩河谷、形成河谷（2）河流阶地可分为：侵蚀阶地、堆积阶地（上迭阶地、内迭阶地、嵌入阶地）、基座阶地。
5．河岸掏蚀破坏的防护:首先要确定河岸掏蚀破坏的地段。
防护措施可分为两类：一类是直接防护河岸不受冲蚀作用的措施。
如抛石、铺砌、混凝土块堆砌、混凝土板、护岸挡墙、岸坡绿化等。
另一类是调节径流以改变水流方向、流速和流量的措施。
只有综合采用整治与预防措施并举，以及按经济技术指标对比的方法来选择决定方案时，才能取得最大的效益。
工程地质学_第6章 岩体的工程地质性质及岩体工程分类
2、结构体特征及性质
(1)特征 可用其规模、形态及其产状进行描述 a.按不同级别结构面对岩岩体的切割，可将结构体划分为 4级。 Ⅰ级结构体——地质体或称断块体 Ⅱ级结构体——岩块 Ⅲ级结构体——块体 Ⅳ级结构体——山体
b.基本形状有柱状、块状、板状、楔形、锥形、菱形等。一般 来说其稳定程度，板状结构体比柱状、块状的差。而楔状的比 菱形及锥状的差. c.产状一般用结构体表面上最大结构面的长轴方向表示，平卧 的板状结构体比竖直的板状结构体对岩体稳定性的影响要大— 些.
变质较浅的沉积岩，如千枚岩等路 堑边坡常见塌方。片岩夹层有时对 工程及地下洞体稳定也有影响
对岩体稳定影响很大．在上述许 多岩体破坏过程中．大都有构造结 构面的配合作用．此外常造成边坡 及地下工程的塌方、冒顶
在天然及人工边坡上造成危害， 有时对坝基，坝肩及浅埋隧洞等工 程亦有影响，但一般在施工中予以 清基处理
侧壁的起伏程度
结构面粗糙
结构面的粗糙度可用粗糙度系数(JRC)表示: 它可以
增加结构面的摩擦角．进而提高了岩体的强度。据结构面 的粗糙程度可将粗糙度系数（JRC）分为10级。在实际工作 中，可用剖面仪测出所研究结构面的粗糙剖面、然后与标 准剖面进行比较，即可求得结构面的粗糙度系数(JRC).
e. 结构面的张开度
层状结构 （Ⅱ1）
与围岩接触面可具 接触面延伸较 熔合及破坏两种不 远，比较稳定而 同的特征。原生节 原生节理往往短 理一般为张裂面， 小密集 较粗糙不平 结构面光滑平 片理短小，分布 直．片理在岩层深 变质 1.片理 产状与岩层或 极密．片岩软弱 部往往闭合成隐蔽 构造方向一致 夹层延展较远， 结构面，片岩、软 结构面 2.片岩软 弱夹层 具固定层次 弱夹层、岩片状矿 物．呈鳞片状 张性断裂不平整， 1.节理（X型节理， 张性断裂较短小, 常具次生充填．呈 张节理） 产状与构造线 剪切断裂延展较 锯齿状，剪切断裂 2.断层（正断层，逆 呈一定关系， 远，压性断裂规 较平直．具羽状裂 构造结构面 断层，走滑断层） 层间带动与岩 模巨大．但有时 晾，压性断层具多 3.层间错动带 层一致 为横断层切割成 种构造岩，成带状 4.羽状裂隙劈理 不连续状 分布，往往含断层 泥、糜棱岩 1.卸荷裂隙 2.风化裂隙 次生结构面 3.风化夹层 4.泥化夹层 5.次生夹泥 分布上往往呈不 连续状，透镜 受地形及原结 一般为泥质物充 体，延展性差， 构面控制 填，水理性质很差 且主要在地表风 化带内发育
土木工程地质-第六章-地下洞室特殊地质问题
3. 腐蚀易发生地区：
R、K、J红层及T灰岩等中的含膏地层 泥炭、淤泥、沼泽等地 我国东南沿海有红树林残体的冲积层 我国长江以南的酸性红土 含硫矿床的地下水层 冶炼厂、化工厂、废渣场、堆煤场等地的地下水层
第三节 地下洞室特殊地质问题
T＝T0 (H h)G
0.05 k
（三）地温：
G＝1℃／33m≈ ℃∕m
② 由于开挖地段涌水量推算：
Q
L L0
Q0
第三节 地下洞室特殊地质问题 （2）水均衡法：Q 1000 F A
T
（3）地下水动力学法： ① 潜水含水层中的完整型隧道：
Q B K H 2 h2 R
② 承压水含水层中的完整型隧道：
[M (2H M ) h2 ] Q BK
R
第三节 地下洞室特殊地质问题
造成地下洞室大量突水的条件是：
①洞室通过溶洞发育的石灰岩地段，尤其是遇到蓄水洞穴或 地下暗河系统时，可能有大量的突水，其突水量可达几百至几千 吨/小时。
②洞室通过厚层的含水砂砾石层，突水量可达几百吨/小时。 ③遇到富水的断层破碎带，特别是它又与地表水连通时，也 会发生大量的突水，突水量一般也在几十至几百吨/小时。 ④洞室通过节理发育的背斜、向斜轴部，当其富水时。
（四）瓦斯：（以甲烷为主的有害气体的总称，主要发生
在含煤地层）
危害条件：瓦斯浓度小于5－6％；能在高温下燃烧
瓦斯浓度为5 ~ 6％－14 ~ 16%；易爆炸。
（特别是含量为8％时）
瓦斯浓度为42 ~ 57％时，易使人窒息。
施工要求：瓦斯浓度大于1％，不准装药放炮。 瓦斯浓度大于2％，工作人员撤离现场。
从已有资料来看，造成突水的多是有丰富的地表水，沿着溶 洞、暗河或断层破碎带以及节理发育的背斜、向斜轴部等良好通 道进入地下洞室通过部位，形成局部富水区，当洞室开挖时便突 然产生大量突水。
R、K、J红层及T灰岩等中的含膏地层 泥炭、淤泥、沼泽等地 我国东南沿海有红树林残体的冲积层 我国长江以南的酸性红土 含硫矿床的地下水层 冶炼厂、化工厂、废渣场、堆煤场等地的地下水层
第三节 地下洞室特殊地质问题
T＝T0 (H h)G
0.05 k
（三）地温：
G＝1℃／33m≈ ℃∕m
② 由于开挖地段涌水量推算：
Q
L L0
Q0
第三节 地下洞室特殊地质问题 （2）水均衡法：Q 1000 F A
T
（3）地下水动力学法： ① 潜水含水层中的完整型隧道：
Q B K H 2 h2 R
② 承压水含水层中的完整型隧道：
[M (2H M ) h2 ] Q BK
R
第三节 地下洞室特殊地质问题
造成地下洞室大量突水的条件是：
①洞室通过溶洞发育的石灰岩地段，尤其是遇到蓄水洞穴或 地下暗河系统时，可能有大量的突水，其突水量可达几百至几千 吨/小时。
②洞室通过厚层的含水砂砾石层，突水量可达几百吨/小时。 ③遇到富水的断层破碎带，特别是它又与地表水连通时，也 会发生大量的突水，突水量一般也在几十至几百吨/小时。 ④洞室通过节理发育的背斜、向斜轴部，当其富水时。
（四）瓦斯：（以甲烷为主的有害气体的总称，主要发生
在含煤地层）
危害条件：瓦斯浓度小于5－6％；能在高温下燃烧
瓦斯浓度为5 ~ 6％－14 ~ 16%；易爆炸。
（特别是含量为8％时）
瓦斯浓度为42 ~ 57％时，易使人窒息。
施工要求：瓦斯浓度大于1％，不准装药放炮。 瓦斯浓度大于2％，工作人员撤离现场。
从已有资料来看，造成突水的多是有丰富的地表水，沿着溶 洞、暗河或断层破碎带以及节理发育的背斜、向斜轴部等良好通 道进入地下洞室通过部位，形成局部富水区，当洞室开挖时便突 然产生大量突水。
第六章 岩体的工程地质性质及其分类
由以上试验结果可知：
（1）岩体的变形模量比岩块的小，而且受结构面发育 程度及风化程度等因素影响十分明显。
（2）不同地质条件下的同一类型的岩体，其变形模量 相差较大。
（3）试验方法不同、压力大小不同，得到的岩体变形 模量不同。 岩体与岩块比：弹性摸量E小，峰值强度低，残余强度低， 各向异性显著，相同荷载下的变形大。
岩体的变形是岩块变形和结构变形的总和。结构变形通 常包括结构面闭合、充填物的压密及结构体转动和滑动等变 形。
岩体变形=岩块变形+结构面闭合+充填物压缩+其他变形 在一般情况下，岩体的结构变形起着控制作用。 一、岩体变形试验及其变形参数确定
岩体的变形试验包括静力法和动力法两大类：
1. 基本方法 （1）静力法
β
据单结构面理论，岩体中存在一组结构面时，岩体的 极限强度与结构面倾角β间的关系为：
由上式可知：当围压σ3不变时，岩体强度(σ1－σ3) 随结构面倾角β变化而变化。
四 连续性 结构面的连续性反映结构面的贯通程度。 1、线连续性系数：指沿结构面延伸方向，结构面各段长度 之和(Σa)与测线长度的比值。如下图所示，可按下式计算。
（1）抗剪断强度 ——是指在任一法向应力下，岩体沿新鲜岩石剪 切破坏时能抵抗的最大剪应力。 （2）抗剪强度 ——是指在任一法向应力下，岩体沿已有破裂面 剪切破坏时的最大应力。 （3）抗切强度 ——是指剪切面上的法向应力为零时的抗剪断强 度。
五 密度 结构面的密度反映结构面发育的密集程度。 1、线密度(Kd) 指结构面法线方向单位测线长度上交切结 构面的条数(条/m)。 2、间距(d) 指同一组结构面法线方向上两相邻结构面的 平均距离。
Kd与d互为倒数关系
结构面间距分级表
工程地质学第六章课件
可溶性岩石
岩石的裂隙性
垂直循环带
水的溶蚀能力
季节循环带
岩溶水的运动与循环 水平循环带
深部循环带
85-49
三、岩溶地区工程地质问题
主要有：
地基塌陷 不均匀下沉 基坑、洞室涌水等
85-51
四、岩溶的防治措施
1．挖填
回填溶洞
隧道拱顶溶洞回填
85-55
2．跨盖
采用梁式基础或 拱形结构跨越溶洞、 沟槽等，或用刚性大 的平板基础覆盖沟槽 、溶洞。
拦挡工程 排导工程 水土保持
85-21
（一）拦挡工程
主要用于上游形成区的后缘，主要建筑物是 各种形式的坝。它的作用主要是拦泥滞流和护床 固坡。
谷坊群
格栅坝
85-22
（二）排导工程 主要用于下游的洪积扇上，目的是防止泥 石流漫流改道。减小冲刷和淤积的破坏以保护 附近的居民点、工矿点和交通线路。 排导工程主要包括排导沟、渡槽、急流槽 、导流堤、排洪道等。
隧道边墙下溶洞处理
85-56
形成区又可分为汇水动力区和物质供给区。
85-10
流通 区
该区多为狭窄而深 切的峡谷或冲沟，谷壁 陡峻而纵坡降较大，常 出现陡坎和跌水，泥石 流进入本区后极具冲刷 能力。流通区形似颈状 或喇叭状。非典型的泥 石流沟，可能没有明显 的流通区。
85-11
沉积 区
一般位于山口外 或山间盆地的边缘，地 形较平缓。泥石流至此 速度急剧变小，最终堆 积下来，形成扇形、锥 状堆积体，有的堆积区 还直接为河漫滩或阶地 。
岩溶的形态特征 ——落水洞
85-37
岩溶的形态特征 ——溶蚀洼地
85-38
岩溶的形态特征 ——溶蚀盆地
85-39
第6章土的工程地质分类
• 细砂土、粉砂土的工程地质性质较差，特别是受振动时易产 生液化现象，开挖时也极易随同地下水涌入基坑，形成流砂； 其颗粒细小，一般不宜用作混凝土骨料。
三、细粒土(粘性土) •粗粒含量(＞0.075mm)不到50％的土称为细粒土，习惯称为 粘性土. •具结合水连结和团聚结构，有时有胶结连结，孔隙较细而多； 随着含水率的不同，土表现出不同稠度状态。 •由于水分的浸入或蒸发，土的体积会膨胀或收缩。
4．膨胀土的判别和服缩性分级 具有下列工程地质特征的地区，且自由膨胀率大于或等于 40％的土，应判定为膨胀土： ①裂隙发育，常有光滑面和撩痕，有的裂隙中充填着灰白、 灰绿色粘土，在自然条件下呈坚硬或硬塑状态；
②多出露于二级或一级以上阶地及山前和盆地边缘丘陵地 带，地形平缓，无明显自然陡坎；
③常见浅层塑性滑坡、地裂，新开挖坑(槽)壁易发生坍塌 等； ④建筑物裂缝随气候变化而张开和闭合。
• 土质分类有两种分类原则： 一是按土的粒度成分;
二是按土的塑性特性。
• 国内外已有的土分类方案很多，归纳起来有三种不同体系： 一种是按粒度成分； 一种是按塑性指数； 一种是综合考虑粒度成分和塑性的影响。
• 三、我国主要的土质分类简介
• 《土的分类标准》(GBJ145—90)是我国工程建设所涉及土 类的通用分类标准．结束了无全国统一土分类的局面。 • 经过修订的《岩土工程勘察规范》(GB50021—94)中规定 的“土的工程分类”是目前工程建设中应用最广泛而有重 大影响的一种专门分类标准。下面着重介绍这两种土质分 类。
土的第二级分类是土质类型
• 按土的形成条件和内部连结，划分为 “一般土”和 “特殊 土”。
• 一般土，可划分为巨粒土、粗粒土和细粒土；
• 特殊土包括淤泥类土、黄土类土、膨胀性土、人工填土、 冻土等类型。
三、细粒土(粘性土) •粗粒含量(＞0.075mm)不到50％的土称为细粒土，习惯称为 粘性土. •具结合水连结和团聚结构，有时有胶结连结，孔隙较细而多； 随着含水率的不同，土表现出不同稠度状态。 •由于水分的浸入或蒸发，土的体积会膨胀或收缩。
4．膨胀土的判别和服缩性分级 具有下列工程地质特征的地区，且自由膨胀率大于或等于 40％的土，应判定为膨胀土： ①裂隙发育，常有光滑面和撩痕，有的裂隙中充填着灰白、 灰绿色粘土，在自然条件下呈坚硬或硬塑状态；
②多出露于二级或一级以上阶地及山前和盆地边缘丘陵地 带，地形平缓，无明显自然陡坎；
③常见浅层塑性滑坡、地裂，新开挖坑(槽)壁易发生坍塌 等； ④建筑物裂缝随气候变化而张开和闭合。
• 土质分类有两种分类原则： 一是按土的粒度成分;
二是按土的塑性特性。
• 国内外已有的土分类方案很多，归纳起来有三种不同体系： 一种是按粒度成分； 一种是按塑性指数； 一种是综合考虑粒度成分和塑性的影响。
• 三、我国主要的土质分类简介
• 《土的分类标准》(GBJ145—90)是我国工程建设所涉及土 类的通用分类标准．结束了无全国统一土分类的局面。 • 经过修订的《岩土工程勘察规范》(GB50021—94)中规定 的“土的工程分类”是目前工程建设中应用最广泛而有重 大影响的一种专门分类标准。下面着重介绍这两种土质分 类。
土的第二级分类是土质类型
• 按土的形成条件和内部连结，划分为 “一般土”和 “特殊 土”。
• 一般土，可划分为巨粒土、粗粒土和细粒土；
• 特殊土包括淤泥类土、黄土类土、膨胀性土、人工填土、 冻土等类型。
工程地质学-第六章 活断层工程地质研究-2-活断层的基本特征与鉴定标志
④ 根据第四纪地层、地质错动证据，结合年龄测定确定周期。
据研究，活断层活动周期一般在1—2千年左右，少数上万年或几百年。
三次运动： ①第一次（4200a）上盘块体下滑， 产生张裂缝，堆积W1 ②第二次（2700a）上盘继续下滑， 产生拉张裂缝，将W1拉开，途中 堆积W2 ②第三次（820a）继续下滑，出现F1 断裂，将W2错断（垂直距离0.6m）
研究夷平面、阶地、水系、断崖、土层等，通过测 量错动量及相对年龄，可以计算出平均错动速率。
等级
错动速率 (㎜/a) 活动性
AA >10 极强
A
B
C
D
1－10 0.1－1 0.01－0.1 <0.01
强
弱
微
非活动
47m
缺失的沉积物 老沉积物
C14=2.51万年
多次运动 丽江断裂
2、错动周期
断层两次错动之间的时间间隔定义为活断层错动周期R。 断层运动是地质体能量积累释放的结果，显然能量积累 要经历一个时期，积累的过程断层处于平静期（休眠期）， 释放的过程为活动期。断层表现为活动——平衡——再活动 的周期恢复。断层应变速率、锁固段深度等不同，表现了不 同的错动周期。对于粘滑型断层，一次错动对应的是一次地 震活动。
对于历史活断层长度和断距，可以从被错动的形迹得 到，而对于潜在活断层，要根据有关方面进行预测。
一般认为，活断层地表产生的断裂长度与震源体处断 裂长度相一致。通常是根据活断层可能产生最大地震震级M， 利用统计经验方式及查表确定L和D。
如下关系图也可以作为确定L、D时使用
有的情况下，可以采用数字分析（如有限元）方 法确定断层长度及断距。
错动速率是指断层年错动位移量，一般是用若干年总的错动 量计算得到，因而也称平均错动速率。分为水平和垂直分量。断层 错动速率从三个方面获得：
工程地质6不良地质现象的工程地质问题
6.5.3岩溶和土洞的工程地质问题 1、溶蚀岩石的强度大大降低 2、造成基岩面的不均匀起伏 3、溶蚀漏斗对地面稳定性的影响 4、溶洞和土洞对地基稳定性的影响 ①分布密度和发育情况 ②洞孔埋深 ③抽水降压对顶板的影响
6.5.4岩溶和土洞地基的防治 1、挖填 2、跨盖 3、灌注 4、排导 5、打桩
6.6 地震及其效应
6、地震效应 1）、地震力效应 2）、地震破裂效应 （1）地震断层 （2）地裂缝 3）、地震液化效应 4）、地震激发灾害效应 滑坡、坍塌、泥石流等次生灾害
6.7 不良地质现象对地基稳定性的影响
6.7.1 地基承载力 1、地基承载力 两个条件：（1）地基受载后不会产生破坏而丧失稳定 （2）沉降量在允许范围内 2、持力层的选择 （1）低层结构 （2）持力层的条件：a、承载力高 b、厚度大 稳定均匀； d、埋深尽可能浅 e、沉降量小 6.7.2 岩溶与土洞对地基稳定性的影响 1、洞顶稳定性 2、基岩面的起伏性 3、覆盖层的均匀性与稳定性
c、分布
6.7.3 地震液化与断裂对地基稳定性的影响 1、液化层的判别 2、断层带的影响 （1）全新世活动断裂 （2）发震断裂 （3）非全新活动断裂 （4）地裂：构造性地裂、重力性地裂 6.7.4 斜坡岩土体移动对地基稳定性的影响 （1）建筑物稳定性 （2）整体稳定性
6.8 不良地质现象对地下工程选址的影响 6.9 不良地质现象对道路选线的影响 6.10 不良地质作用对海港建设的影响
6.2 河流地质作用
河流：是河谷中流动的常年性水流。 河谷：谷底、河床、谷坡、坡缘及坡麓等构成。 水流的功能： 消耗于水的粘滞性、条流、涡流等形成 消耗于对河床的侵蚀 消耗于对泥沙的搬运 河流的地质作用： 侵蚀作用：侵蚀切割与搬运 堆积作用
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4
第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
我国历史上死亡人数较多的几次地震
2008年
四川汶川
8级
6.92万
5
第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
全球近10年发生的大规模地震 2003年3月25日，阿富汗北部5.8级地震，1000人死亡。 2002年6月22日，伊朗西北部6级地震，500人死亡。 2001年1月26日，印度7.9级地震，2500人死亡。 1999年9月21日，中国台湾省7.6级地震，2400人死亡 1999年8月17日，土耳其西部7.4级地震，17000人死亡。 1999年1月25日，哥伦比亚西部6级地震，1171人死亡。 1998年5月30日，阿富汗北部6.9级地震，5000人死亡。
K——地震系数，地面最大加速度与重力加速度比值。
23
第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
对于建筑物，特别是高层建（构）筑物，水平向刚度 相比垂直向刚度小得多。因此，建（构）筑物的损毁主要 由水平力造成，故在抗震设计中，都必须考虑水平向地震 力的影响。
地震系数K取值表
地震加速度 方向 水 平 垂 直 向 向 烈 7 0.075 0.038 8 0.15 0.075 9 0.30 0.15 度 10 0.60 0.30
18
第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
地震烈度表现： V度及以下地区：建筑物足够安全稳定，不会引起破坏； VI度地区：建筑物可能受影响，但不需要采取加固措施保证建筑物的安全稳定和耐久性；
X度以上地区：建筑物将产生毁灭性灾害，选择建筑场地时 应予以回避。
25
第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
（b）地裂缝 指岩土层因受地震构造应力作用而产生的破裂现象。地裂缝 是地震区常见的地震效应现象，对建构筑物危害甚大。
刑台地震裂缝 唐山地震裂缝
26
第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
地裂缝的影响因素：
（ⅰ）地层活动断裂带分布状况：此类地裂缝方位排列组 合以及方向性十分明显，主要裂缝带的延伸完全不受地形、 地貌控制。造成的地裂缝密集，呈带状分布。 （ⅱ）地震波的作用特征：此类地裂缝与地震波的传播方 向及能量有关，受地形、地貌条件影响较大。
9
第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
2、地震的成因 地震按其成因分类： （1）构造地震：由于地壳运动而引起的地震。 构造地震是地球上分布最广、数量最多、危害最为严重 的地震。世界上90％以上的地震和所有的强烈地震均属构造 地震。 构造地震产生于板块边缘和板块内部的活动构造带，当 地壳和上地幔岩石在地球内力作用下，构造变形能达到岩体 的强度极限，便会导致岩体发生突然的剪切破裂或沿已有破 裂面产生突然错动。
27
第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
（3）地震液化效应
饱和粉细砂土层，在地震动作用下孔隙水压力骤然上升， 短时间内来不及消散，导致砂粒间有效应力减小，直至完 全消失，砂土层完全丧失其抗剪强度和承载能力，变成液 态流体的现象。
28
第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
地震液化效应的宏 观表现： （a）喷水冒砂：土 体中剩余孔隙压力 区产生的管涌，导 致水、砂从地面喷 出的现象。 （b）砂层液化：地 下饱和水砂层发生 液化的现象。
24
第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
（2）地震破裂效应 地震波在岩土介质中传播时，将对岩土介质产生动态作 用力，当这种作用力超过岩土体的强度时，岩土体将发生突 然破裂和位移，形成地裂缝和断层，引发建筑物变形和破坏 ，这种现象称为地震破裂效应。
（a）地震断层 地震强度愈大，发生地震断层的 可能性愈大。 当震级M≥7时，地震断层可能出 现；当震级M≥8时，地震断层一定 出现。
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第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
地震震级与能量的关系
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第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
（2）地震烈度 地震烈度：表明地震对具体地点的实际影响。它取决于 地震能量、震源深度、震中距离以及地震波的传播介质 和地表土层性质等条件。 地震烈度判定：根据地震时人的感觉、器物动态、建筑 物毁坏及自然现象等（地震裂度共分12级，具体参见地 震烈度表）。
2
第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
3
第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
我国的地震活动主要分布在 五个地区的23条地震带上。 ①台湾省及其附近海域； ②西南地区：西藏、四川西 部和云南中西部； ③西北地区：甘肃河西走廊、 青海、宁夏、天山南北麓； ④华北地区：太行山两侧、 汾渭河谷、阴山-燕山一带、 山东中部和渤海湾； ⑤东南沿海：广东、福建。
6
第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
（1） 震源和震中
震源：指地球深处因岩石破裂产 生地壳振动的发源地。
震中：震源正对着的地面位置。 震中距离（简称震中距）：震中 到地面任一点的距离。 震源深度：震源至地面的垂直距 离。
地震示意图
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第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
地震按震源深度分类： 浅源地震：震源深度70km以内 中源地震：震源深度70～300km； 深源地震：震源深度300～700km。 地震按震中距大小分类：
11
第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
3、地震波及其传播
地震波：震源释放的能量以波动的形式向四面八方传播， 这种波称为地震波。 地震波在地壳内部以体波（纵波和横波）的形式向外 传播。 地震波是一种弹性波。其能量与振幅的平方成正比。 地震波的能量和振幅随传播过程而逐步衰减，属于阻尼振 动。离震源愈远，振动愈小，在地面出现距震中愈远，震 动强度愈小的等震线 。
22
第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
5、地震效应 （1）地震力效应 地震作用属强迫振动。对于承受均匀不变水平加速度刚性 建筑物，地震力相当于地震时建筑物自身的惯性力。 设建筑物自重为Q，则作用在建筑物上的地震力P为：
P＝
max
g
Q KQ
式中：g ——重力加速度； amx ——地面最大加速度。
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第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
例题：离震中 100km 处的地震仪，记录所得最大振幅为 10mm（即10000um ），其对数值等于4，则此次地震的震 级为4级。 标准地震仪：周期为0.8s，衰减常数约等于1，放大倍数 为2800倍的地震仪。 地震能量(E)与地震震级(M)之间存在如下关系： lgE=11.8+5M
第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
1、地震的概念 地震：由于地球的内力作用而产生的一种地壳震动现象。
全球有三个主要地震活动带：
(1)海岭地震带：分布于太平洋、大西洋、印度洋中的海岭 （海底山脉）地带。
(2)欧亚地震带：从欧洲地中海经希腊、土耳其、中国的西 藏延伸到太平洋及阿尔卑斯山，也称地中海－喜马拉雅 地震带。全长两万多公里，跨欧、亚、非三大洲，占全 球地震的15%。
19
中国地震烈度表(1999)
房屋震害程度 烈度 在地面上人的感觉 震害 现象 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 无感 室内个别静止中人有感觉 室内少数静止中人有感觉 室内多数人、室外少数人有 感觉,少数人梦中惊醒 室内普遍、室外多数人有感 觉,多数人梦中惊醒 门、窗轻微作响 门、窗作响 门窗、屋顶、屋架颤动作响, Ⅴ 灰土掉落,抹灰出现微细裂 缝,有檐瓦掉落,个别屋顶烟 囱掉砖 Ⅵ 多数 人站立不稳 , 少数人惊 逃户外 大多 数人惊逃户 外 , 骑自行 Ⅶ 车的 人有感觉 , 行 驶中的汽 车驾乘人员有感觉 损坏——墙体出现裂缝 ,檐瓦 掉落, 少数屋顶烟囱裂缝、掉 落 轻度破坏——局部 破坏,开裂,小修或 不需要修理可继续 使用 中等破坏——结构破坏 ,需要 修复才能使用 0.31～ 0.50 0.11～ 0.30 0～0.10 河岸和松软土出现裂缝,饱和砂 层出现喷砂冒水；有的独立砖烟 囱轻度裂缝 河岸出现坍方；饱和砂层常见 喷砂冒水 , 松软土地上地裂缝 较多；大多数独立砖烟囱中等 破坏 干硬土上亦出现裂 Ⅷ 多数人遥晃颠簸,行走困难 缝 ; 大多数独立砖烟囱严重破 坏;树稍折断;房屋破坏导致人 畜伤亡 干硬土上出现许多地方有裂 Ⅸ 行动的人摔倒 严重破坏——结构严重破坏, 局部倒塌,修复困难 0.51～ 0.70 缝;基岩可能出现裂缝、错动; 滑坡坍方常见 ; 独立砖烟囱许 多倒塌 骑自 行车的人会 摔倒 , 处不 0.71～ Ⅹ 稳状 态的人会摔 离原地 , 有 抛起感 Ⅺ Ⅻ 普遍倒塌 0.91～ 1.00 大多数倒塌 0.90 立砖烟囱从根部破坏或倒毁 地震断裂延续很长 ; 大量山崩 滑坡 地面剧裂变化山河改观 注：表中的数量词:“个别”为 10%以下;“少数”为 10%-50%;“多数”为 50%-70%;“大多数”为 70%-90%;“普遍”为 90%以上。 14.14） 现;基岩上拱桥破坏;大多数独 （7.08～ 山崩和地震断裂出 10.00 1.00 (0.72～1.41) 5.00 (3.54～7.07) 0.50 (0.36～0.71) 2.50 (1.78～3.53) 0.25 (0.19～0.35) 1.25 (0.90～1.77) 0.13 (0.10～0.18) 0.63 (0.45～0.89) 0.06 (0.05～0.09) 0.31 不稳定器物摇动或翻倒 (0.22～0.44) 0.03 (0.02～0.04) 悬挂物微动 悬挂物明显摆动,器皿作响 平均震害 指 数 其他震害现象 水平向地面运动 峰值加速度 m/s
2
峰值速度 m/s
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第6章 不良地质现象及防治
第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
我国历史上死亡人数较多的几次地震
2008年
四川汶川
8级
6.92万
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第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
全球近10年发生的大规模地震 2003年3月25日，阿富汗北部5.8级地震，1000人死亡。 2002年6月22日，伊朗西北部6级地震，500人死亡。 2001年1月26日，印度7.9级地震，2500人死亡。 1999年9月21日，中国台湾省7.6级地震，2400人死亡 1999年8月17日，土耳其西部7.4级地震，17000人死亡。 1999年1月25日，哥伦比亚西部6级地震，1171人死亡。 1998年5月30日，阿富汗北部6.9级地震，5000人死亡。
K——地震系数，地面最大加速度与重力加速度比值。
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第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
对于建筑物，特别是高层建（构）筑物，水平向刚度 相比垂直向刚度小得多。因此，建（构）筑物的损毁主要 由水平力造成，故在抗震设计中，都必须考虑水平向地震 力的影响。
地震系数K取值表
地震加速度 方向 水 平 垂 直 向 向 烈 7 0.075 0.038 8 0.15 0.075 9 0.30 0.15 度 10 0.60 0.30
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第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
地震烈度表现： V度及以下地区：建筑物足够安全稳定，不会引起破坏； VI度地区：建筑物可能受影响，但不需要采取加固措施保证建筑物的安全稳定和耐久性；
X度以上地区：建筑物将产生毁灭性灾害，选择建筑场地时 应予以回避。
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第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
（b）地裂缝 指岩土层因受地震构造应力作用而产生的破裂现象。地裂缝 是地震区常见的地震效应现象，对建构筑物危害甚大。
刑台地震裂缝 唐山地震裂缝
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第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
地裂缝的影响因素：
（ⅰ）地层活动断裂带分布状况：此类地裂缝方位排列组 合以及方向性十分明显，主要裂缝带的延伸完全不受地形、 地貌控制。造成的地裂缝密集，呈带状分布。 （ⅱ）地震波的作用特征：此类地裂缝与地震波的传播方 向及能量有关，受地形、地貌条件影响较大。
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第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
2、地震的成因 地震按其成因分类： （1）构造地震：由于地壳运动而引起的地震。 构造地震是地球上分布最广、数量最多、危害最为严重 的地震。世界上90％以上的地震和所有的强烈地震均属构造 地震。 构造地震产生于板块边缘和板块内部的活动构造带，当 地壳和上地幔岩石在地球内力作用下，构造变形能达到岩体 的强度极限，便会导致岩体发生突然的剪切破裂或沿已有破 裂面产生突然错动。
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6.6 地震及其效应
（3）地震液化效应
饱和粉细砂土层，在地震动作用下孔隙水压力骤然上升， 短时间内来不及消散，导致砂粒间有效应力减小，直至完 全消失，砂土层完全丧失其抗剪强度和承载能力，变成液 态流体的现象。
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6.6 地震及其效应
地震液化效应的宏 观表现： （a）喷水冒砂：土 体中剩余孔隙压力 区产生的管涌，导 致水、砂从地面喷 出的现象。 （b）砂层液化：地 下饱和水砂层发生 液化的现象。
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6.6 地震及其效应
（2）地震破裂效应 地震波在岩土介质中传播时，将对岩土介质产生动态作 用力，当这种作用力超过岩土体的强度时，岩土体将发生突 然破裂和位移，形成地裂缝和断层，引发建筑物变形和破坏 ，这种现象称为地震破裂效应。
（a）地震断层 地震强度愈大，发生地震断层的 可能性愈大。 当震级M≥7时，地震断层可能出 现；当震级M≥8时，地震断层一定 出现。
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6.6 地震及其效应
地震震级与能量的关系
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（2）地震烈度 地震烈度：表明地震对具体地点的实际影响。它取决于 地震能量、震源深度、震中距离以及地震波的传播介质 和地表土层性质等条件。 地震烈度判定：根据地震时人的感觉、器物动态、建筑 物毁坏及自然现象等（地震裂度共分12级，具体参见地 震烈度表）。
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6.6 地震及其效应
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6.6 地震及其效应
我国的地震活动主要分布在 五个地区的23条地震带上。 ①台湾省及其附近海域； ②西南地区：西藏、四川西 部和云南中西部； ③西北地区：甘肃河西走廊、 青海、宁夏、天山南北麓； ④华北地区：太行山两侧、 汾渭河谷、阴山-燕山一带、 山东中部和渤海湾； ⑤东南沿海：广东、福建。
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第6章 不良地质现象及防治
6.6 地震及其效应
（1） 震源和震中
震源：指地球深处因岩石破裂产 生地壳振动的发源地。
震中：震源正对着的地面位置。 震中距离（简称震中距）：震中 到地面任一点的距离。 震源深度：震源至地面的垂直距 离。
地震示意图
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6.6 地震及其效应
地震按震源深度分类： 浅源地震：震源深度70km以内 中源地震：震源深度70～300km； 深源地震：震源深度300～700km。 地震按震中距大小分类：
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6.6 地震及其效应
3、地震波及其传播
地震波：震源释放的能量以波动的形式向四面八方传播， 这种波称为地震波。 地震波在地壳内部以体波（纵波和横波）的形式向外 传播。 地震波是一种弹性波。其能量与振幅的平方成正比。 地震波的能量和振幅随传播过程而逐步衰减，属于阻尼振 动。离震源愈远，振动愈小，在地面出现距震中愈远，震 动强度愈小的等震线 。
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6.6 地震及其效应
5、地震效应 （1）地震力效应 地震作用属强迫振动。对于承受均匀不变水平加速度刚性 建筑物，地震力相当于地震时建筑物自身的惯性力。 设建筑物自重为Q，则作用在建筑物上的地震力P为：
P＝
max
g
Q KQ
式中：g ——重力加速度； amx ——地面最大加速度。
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6.6 地震及其效应
例题：离震中 100km 处的地震仪，记录所得最大振幅为 10mm（即10000um ），其对数值等于4，则此次地震的震 级为4级。 标准地震仪：周期为0.8s，衰减常数约等于1，放大倍数 为2800倍的地震仪。 地震能量(E)与地震震级(M)之间存在如下关系： lgE=11.8+5M
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6.6 地震及其效应
1、地震的概念 地震：由于地球的内力作用而产生的一种地壳震动现象。
全球有三个主要地震活动带：
(1)海岭地震带：分布于太平洋、大西洋、印度洋中的海岭 （海底山脉）地带。
(2)欧亚地震带：从欧洲地中海经希腊、土耳其、中国的西 藏延伸到太平洋及阿尔卑斯山，也称地中海－喜马拉雅 地震带。全长两万多公里，跨欧、亚、非三大洲，占全 球地震的15%。
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中国地震烈度表(1999)
房屋震害程度 烈度 在地面上人的感觉 震害 现象 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 无感 室内个别静止中人有感觉 室内少数静止中人有感觉 室内多数人、室外少数人有 感觉,少数人梦中惊醒 室内普遍、室外多数人有感 觉,多数人梦中惊醒 门、窗轻微作响 门、窗作响 门窗、屋顶、屋架颤动作响, Ⅴ 灰土掉落,抹灰出现微细裂 缝,有檐瓦掉落,个别屋顶烟 囱掉砖 Ⅵ 多数 人站立不稳 , 少数人惊 逃户外 大多 数人惊逃户 外 , 骑自行 Ⅶ 车的 人有感觉 , 行 驶中的汽 车驾乘人员有感觉 损坏——墙体出现裂缝 ,檐瓦 掉落, 少数屋顶烟囱裂缝、掉 落 轻度破坏——局部 破坏,开裂,小修或 不需要修理可继续 使用 中等破坏——结构破坏 ,需要 修复才能使用 0.31～ 0.50 0.11～ 0.30 0～0.10 河岸和松软土出现裂缝,饱和砂 层出现喷砂冒水；有的独立砖烟 囱轻度裂缝 河岸出现坍方；饱和砂层常见 喷砂冒水 , 松软土地上地裂缝 较多；大多数独立砖烟囱中等 破坏 干硬土上亦出现裂 Ⅷ 多数人遥晃颠簸,行走困难 缝 ; 大多数独立砖烟囱严重破 坏;树稍折断;房屋破坏导致人 畜伤亡 干硬土上出现许多地方有裂 Ⅸ 行动的人摔倒 严重破坏——结构严重破坏, 局部倒塌,修复困难 0.51～ 0.70 缝;基岩可能出现裂缝、错动; 滑坡坍方常见 ; 独立砖烟囱许 多倒塌 骑自 行车的人会 摔倒 , 处不 0.71～ Ⅹ 稳状 态的人会摔 离原地 , 有 抛起感 Ⅺ Ⅻ 普遍倒塌 0.91～ 1.00 大多数倒塌 0.90 立砖烟囱从根部破坏或倒毁 地震断裂延续很长 ; 大量山崩 滑坡 地面剧裂变化山河改观 注：表中的数量词:“个别”为 10%以下;“少数”为 10%-50%;“多数”为 50%-70%;“大多数”为 70%-90%;“普遍”为 90%以上。 14.14） 现;基岩上拱桥破坏;大多数独 （7.08～ 山崩和地震断裂出 10.00 1.00 (0.72～1.41) 5.00 (3.54～7.07) 0.50 (0.36～0.71) 2.50 (1.78～3.53) 0.25 (0.19～0.35) 1.25 (0.90～1.77) 0.13 (0.10～0.18) 0.63 (0.45～0.89) 0.06 (0.05～0.09) 0.31 不稳定器物摇动或翻倒 (0.22～0.44) 0.03 (0.02～0.04) 悬挂物微动 悬挂物明显摆动,器皿作响 平均震害 指 数 其他震害现象 水平向地面运动 峰值加速度 m/s
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峰值速度 m/s
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第6章 不良地质现象及防治