第六章 地下工程地质问题
岩石力学 第六章 地下空间开挖围岩稳定性分析
行支护达到人工稳定； 支护和破裂岩体本应是相互影响、共同作用的，但 现在还做不到完全用共同作用理论为指导来解决支 护设计问题； 古典地压学说：1907年，普氏学说——俄罗斯学者； 1942年，太沙基学说——美国学者； 在60年代，共同作用理论提出以后的30多年，弹塑 性力学的研究方法在岩石力学研究中一直占据主导 的地位，古典地压学说则被冷落一旁；
r , r p0
解析表达式
R02 1 2 p0 r r
净水压力下围岩应力分布
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《岩石力学》
7
讨论
开巷（孔）后，应力重新分布，也即次生应力场；
, 均为主应力，径向与切向平面为主平面； r
应力大小与弹性常数 周边
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c cot
《岩石力学》
24
塑性区半径
( p0 c cot )(1 sin ) R p R0 P c cot 1
1sin 2 sin
讨论
R p与 R0 成正比，与 p0 成正变，与 c 、
塑性区应力与原岩应力
900 , 2700 处， p0 (3 1) ; 0 0 p0 (3 ) ; 在巷道的侧边，即 0 , 180 处，
在巷道的顶、底板，即
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《岩石力学》
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应力集中系数与 , 的关系
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《岩石力学》
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巷道周边位移
o
开挖后（周边）
u (1 ) p 0 R0 E
《岩石力学》
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工程地质电子教案
工程地质电子教案第一章：工程地质概述1.1 地质学基本概念地质与地质学地球的圈层结构1.2 地质作用与地质年代内动力地质作用外动力地质作用地质年代的划分1.3 工程地质的重要性工程地质与工程建设工程地质研究的内容与方法第二章：地质构造2.1 岩石与岩体岩石的分类与特征岩体的结构与稳定性2.2 地质构造的基本类型褶皱构造断裂构造地震2.3 地质构造对工程的影响地形地貌对工程的影响地质构造对工程选址的影响第三章：地下水3.1 地下水的概念与特征地下水的定义地下水的类型与特征3.2 地下水动力学地下水流动的基本方程地下水水位与水压3.3 地下水对工程的影响地下水对地基的影响地下水对工程稳定的影响第四章：地质勘察与评价4.1 地质勘察方法地面地质勘察地下地质勘察4.2 地质勘察报告的编制勘察数据整理与分析勘察报告的结构与内容4.3 地质评价与风险分析地质评价方法地质风险分析与控制第五章：工程地质案例分析5.1 工程地质案例一：隧道工程隧道工程地质问题分析隧道工程地质解决方案5.2 工程地质案例二：桥梁工程桥梁工程地质问题分析桥梁工程地质解决方案5.3 工程地质案例三：水库工程水库工程地质问题分析水库工程地质解决方案工程地质电子教案第六章：土工试验与分析6.1 土工试验概述试验的目的与意义土工试验的基本方法6.2 常见土工试验颗粒分析试验密度试验抗剪强度试验6.3 土工试验结果分析试验数据的处理土的工程特性评价第七章：岩体力学7.1 岩体的力学性质岩石的强度与变形特性岩体的稳定性分析7.2 岩体力学计算方法岩体的应力分析岩体的稳定性计算7.3 岩体工程实例分析岩体工程问题案例岩体工程解决方案第八章：边坡工程8.1 边坡稳定性分析边坡稳定影响因素边坡稳定性评价方法8.2 边坡工程设计原则边坡设计的基本要求边坡加固与治理措施8.3 边坡工程实例分析边坡工程问题案例边坡工程解决方案第九章：地下工程9.1 地下工程概述地下工程的类型与特点地下工程的设计与施工9.2 地下工程地质问题分析地下工程地质风险地下工程地质解决方案9.3 地下工程实例分析地下工程问题案例地下工程解决方案第十章：环境地质与地质灾害10.1 环境地质问题土地退化与沙漠化水资源污染与地下水位变化10.2 地质灾害类型与成因滑坡与泥石流地震与火山爆发10.3 地质灾害防治措施地质灾害预警与监测地质灾害治理与修复工程地质电子教案第十一章：地震工程地质11.1 地震地质学基础地震成因与类型地震波与地震烈度11.2 地震对工程的影响地震对工程结构的影响地震引发的地表破坏11.3 地震工程地质研究方法地震危险性评价场地地震效应评价第十二章：工程地质软件与应用12.1 工程地质软件概述地质数据管理软件地质模拟与分析软件12.2 工程地质软件应用实例地质勘察数据处理地质模型构建与分析12.3 工程地质软件的发展趋势智能化与自动化云计算与大数据分析第十三章：地质环境保护与修复13.1 地质环境保护的重要性地质环境问题的成因与影响地质环境保护的目标与原则13.2 地质环境修复技术物理方法与化学方法生物修复与生态重建13.3 地质环境保护案例分析地质灾害治理与生态修复案例地质环境保护项目实施与管理第十四章：工程地质标准与规范14.1 工程地质标准概述工程地质标准的作用与意义工程地质标准的分类与体系14.2 主要工程地质规范与规程岩土工程勘察规范地质灾害防治规范14.3 工程地质标准的发展趋势标准化与国际化动态更新与完善第十五章：工程地质案例研究15.1 工程地质案例分析方法案例选择与分析框架案例研究的技术路线15.2 工程地质案例库建设案例资料的收集与管理案例数据库的设计与实现15.3 工程地质案例应用与启示案例在教学与科研中的应用案例对工程实践的指导作用重点和难点解析。
岩溶与土洞
G．暗河：为地下岩溶水汇集和排泄的主要通道。
H．天生桥：溶洞或暗河洞道塌陷直达地表而局 课程 部洞道顶板不发生塌陷，形成的一个横跨水流的 建设 石桥。
南 阳 理 工 学 院
土 木 工 程 系
课程 建设
工程地质学
第六章：不良地质现象
岩溶形态示意图 1-石林；2-溶沟；3-漏斗；4-落水洞；5-溶洞；6暗河；7-钟乳石；8-石笋
课程 建设 流对其围岩的冲刷。
南 工程地质学 第六章：不良地质现象 阳 土洞 理 土洞因地下水或者地表水流人地下土体内，将颗 工 粒间可溶成分溶滤，带走细小颗粒，使土体被掏 学 空成洞穴而形成。 院 （1）土洞的形成条件
土 木 工 程 系
课程 建设
土洞主要由潜蚀作用形成。 潜蚀是指地下水流在土体中进行溶蚀和冲 刷的作用。如果土体内不含有可溶成分，则地 下水流仅将细小颗粒从大颗粒间的孔隙中带走， 这种现象我们称之为机械潜蚀。如果地下水流 先将土中可溶成分溶解，而后将细小颗粒从大 颗粒间的孔隙中带走，具有溶滤作用的潜蚀称 为溶滤潜蚀。
土 木 工 程 系
课程 建设
象和地貌现象统称岩溶。
（1）岩溶的主要形态
岩溶形态指可溶岩被溶蚀过程中的地质表现， 可分为地表岩溶形态和地下岩溶形态两类。地表 岩溶形态有溶沟（槽）、石芽、漏斗、溶蚀洼地、 坡立谷、溶蚀平原等；地下岩溶形态有落水洞 （井）、溶洞、暗河、天生桥等，
B．漏斗：由地表水的溶蚀和冲刷并伴随塌陷作 用而在地表形成的漏斗状形态。 C．溶蚀洼地：由许多的漏斗不断扩大汇合而成， 土 木 周围常有溶蚀残丘、峰丛、峰林，底部有漏斗和 工 落水洞。 D．坡立谷和溶蚀平原：坡立谷是一种大型的封 程 系 闭洼地，也称溶蚀盆地；坡立谷再发展就形成溶 蚀平原。在坡立谷或溶蚀平原内经常有湖泊、沼 课程 泽和湿地等。底部经常有残积洪积层或河流冲积 建设 层覆盖。
第六章 建筑场地的工程地质勘查
第六章建筑场地的工程地质勘察第一节概述建筑场地是指建筑物所处的有限面积的土地。
建筑场地的概念是宏观的，建筑场地勘察应广泛研究整个工程在建设施工和使用期间，场地内可能发生的各种岩、土体的失稳、自然地质及工程地质灾害等问题。
一、工程地质勘察的目的工程地基勘察的目的在于使用各种勘察手段和方法，调查研究和分析评价建筑场地和地基的工程地质条件，为设计和施工提供所需的工程地质资料。
1避免设计施工的盲目性有些设计师以为凭自己的经验，没有勘查就照样完成设计和施工，结果给后期工程造成影响。
在工程实践中，有不少因不经过调查研究而盲目进行地基基础设计和施工而造成严重工程事故的例子。
如：东南大学职工宿舍，地下有防空洞室等工程。
图纸好画，后果严重。
2粗细大意危害极大有些设计师认为，勘探是件粗活，不就是工人打几个孔吗，定个承载力吗。
其实不然。
结构工程师只有对建筑场地的工程地质资料全面深入的研究，才能做出好的地基基础设计方案。
3结合实际，防止事故的发生岩土工程勘探的目的是使工程设计结合实际来完成。
设计师必须对地基土层的分布、土的松密、压缩性高低、强度大小、均匀性、地下水埋深及水质、土层是否会液化等条件都关系着建筑物的安危和正常使用。
但是，更常见的是勘察不详或分析结论有误，以致延误建设进度、浪费大量资金，甚至遗留后患。
因此，地基勘察工作应该遵循基本建设程序，走在设计和施工前面，采取必要的勘查手段和方法，提供准确无误的工程地质勘察报告。
二、各阶段勘察的内容建筑场地的岩土工程勘察，应在搜集建筑物或构筑物(以下简称建筑物)上部荷载、功能特点、结构类型、基础形式、埋置深度和变形限制等方面资料的基础上进行。
建筑场地的岩土工程勘察宜分阶段进行，可行性研究勘察应符合选择场址方案的要求；初步勘察应符合初步设计的要求；详细勘察应符合施工图设计的要求；场地条件复杂或有特殊要求的工程，宜进行施工勘察。
场地较小且无特殊要求的工程可合并勘察阶段。
当建筑物平面布置已经确定，址场地或其附近已有岩土工程资料时，可根据实际情况，直接进行详细勘察。
第六章第1节—风化作用
（3）盐类结晶作用：
主要发生在强烈蒸发的干旱地区。（如: 明矾结晶， 体积膨胀50％，压力达40kg/在自然因素作用下以化学成分改变为主，无 明显机械破碎的过程。 （1）溶解作用：
2 CaCO3 H2O CO2 Ca( HCO3 )2 Ca 2HCO3
节理越复杂（指节理组 数和密度），越易风化 。 2. 地质构造： 。 岩石越破碎，越易风化
3. 气候：
寒冷干燥 物理风化为主 温暖潮湿 化学风化为主
物理风化为主 陡峻： 化学风化为主 平缓：
4. 地形：
四. 岩石风化程度分级
1. 分级依据：
相比，颜色越暗淡，风 化越严重。 矿物颜色：与新鲜岩石 多（如次生粘土、褐铁 矿等），风化越严重。 矿物成分：次生矿物越 隙越多，风化越严重。 岩石破碎程度：风化裂 岩石力学性质：与新鲜 岩石相比，力学强度越 低，风化越严重。 差，风化程度越高。 岩体结构：岩体结构越
2. 分级：（共五级） 未风化 微风化
弱风化
强风化
全风化
五. 风化防治措施
灌浆 堵塞裂隙。 喷浆护坡和封闭基坑。 。 清除强风化和全风化层 排除地下水。 工程加固。
喷浆护坡和框梁
喷浆护坡和框梁
拱形骨架护坡
拱形骨架护坡植草
筐窗护坡植草
谢谢！
（2）水化作用：
CaSO 1.5倍) 4 H 2O CaSO 4 2 H 2O(体积增大
（3）氧化作用：
4FS2 15O2 11H 2O 2Fe2O3 3H 2O 8H 2 SO4
（4）碳酸化作用：
2KAISi3O2 3H 2O K2CO3 4SiO2 H 2O Al2 Si2O5 (OH )4
地下工程施工第二版电子书
地下工程施工第二版电子书第一章地下工程施工概述地下工程是指在地表以下进行的工程建设活动，包括隧道、地下管线、地下室等各种建筑结构。
地下工程施工是一个综合性强、技术要求高、施工难度大的工作。
本书主要介绍地下工程施工的各个环节，包括施工前期准备、施工组织设计、施工方法、材料选择等内容，旨在为地下工程施工人员提供参考。
第二章地下工程施工的准备工作在进行地下工程施工前，需要做好充分的准备工作。
首先是进行勘察工作，了解工程地质情况、地下水情况等，为后续工作提供基础资料。
其次是制定施工方案，根据实际情况确定合理的施工方法和工期计划。
同时还需要进行安全评估，保障施工过程中的安全性。
最后是准备相关设备和材料，确保施工过程中的顺利进行。
第三章地下工程施工的组织设计地下工程施工的组织设计是施工过程中至关重要的环节。
要根据实际情况确定合理的施工组织结构，明确各个岗位的职责和工作内容，确保施工过程中的协调和合作。
同时还需要制定详细的作业流程，规范施工过程中的操作步骤，提高工作效率和质量。
第四章地下工程施工的方法选择地下工程施工的方法选择是根据工程特点、地质条件、施工工艺等因素综合考虑的结果。
常见的地下工程施工方法包括顶进法、逆进法、盾构法等。
每种方法都有其适用范围和注意事项，施工人员需要根据实际情况选择合适的方法进行施工。
第五章地下工程施工的材料选择在地下工程施工中，选择合适的材料对工程质量和施工进度有着重要影响。
常见的地下工程材料包括隧道支护材料、管道材料、防水材料等。
施工人员需要根据工程要求和材料性能选择合适的材料，确保施工质量和安全。
第六章地下工程施工的质量控制地下工程施工的质量控制是保障工程质量和安全的关键。
施工人员需要严格按照设计要求进行施工，确保施工过程中的质量监控和检测。
同时还需要及时处理施工中出现的质量问题，确保工程质量和安全性。
第七章地下工程施工的安全管理地下工程施工是一个高风险的工作，安全管理至关重要。
第六章.地质作用
冰冻气候区：气温低，蒸发量小，生物稀少，冰川盘
踞。如两极和高山地区。
中国地势分布示意图
大陆以剥蚀为主，海洋以沉积为主。
山区以剥蚀为主，平原以沉积为主。
内力和外力地质作用的关系：
内力地质作用决定地表的基本形态和内部 构造。———地表形态的塑造者。 外力地质作用破坏和重塑地表形态。 ———地表形态的雕刻者。
影响滑坡稳定性的因素
内因
•边坡岩土体性质
外因
•地表水和地下水
•地质构造
•岩体结构 •地应力
•地震
•风化作用 •人工开挖、爆破
据岩性条件： 软弱岩层如页岩、泥岩、千枚岩和坡洪 积松散堆积层、黄土等，易发生滑坡。 而脆性岩层如石灰岩、花岗岩等，易发 生崩塌。 据构造条件： 断层、褶皱发育地区，新构造运动强烈 地区易发生边坡失稳现象。
a- 河流横向环流；b-河曲处横向环流断面图
45
a-弯曲河道
b-蛇曲Biblioteka c-牛轭湖46河流搬运作用方式： 拖运、悬运、溶运 冲积物按河流沉积环境分：
河床沉积、漫滩沉积、河口沉积和牛轭湖沉积。
河口沉积分水上和水下部分。
47
河谷地貌 冲积物按河谷地貌形态分： 纵剖面 （1）山区河谷冲积层，以河床占据。 横剖面 （2）平原河谷冲积层，冲击物完全 河流阶地 发育，有以上各种沉积。
崩塌形成条件: 1. 地形地貌
坡度>450
2. 岩性
坚硬性脆岩石或上硬下软
3. 构造方面
软弱结构面倾向临空面，且 倾角大；高陡裂隙
崩塌形成机理示意
1980.6.3 湖北远安盐
长江西陵峡链子崖
卸荷裂隙
崩塌治理
清除危岩 加固坡面 危岩支顶 拦截防御 调整水流
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
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。
工程地质课后思考题汇总与答案
第一章绪论1.1 工程地质学的研究内容和任务是什么？研究内容：（1）岩土工程性质的研究（2）工程动力地质作用的研究（3）工程地质勘察理论和技术方法的研究（4）区域工程地质研究研究任务：1、查明和分析评价建筑场地的工程地质条件2、论证和预测发生工程地质问题的可能性，提出防范措施3、提出及建议改善、防治或利用有关工程地质条件的措施，加固岩土体和防治地下水的方案。
4、研究岩体、土体分类和分区及区域性特点5、研究人类工程活动与地质环境之间的相互作用与影响。
1.2 说明人类工程活动与地质环境的关系？人类的工程活动和自然地质作用会改变地质环境，影响工程地质的变化。
1.3 什么是工程地质条件和工程地质问题？工程地质条件：工程地质条件是与工程建筑有关的地质条件的总称。
它包括工程建设物所在地区的地质环境要素：地层岩性、地质结构与构造、水文地质条件、地表地质作用、地形地貌、天然建筑材料等六个方面的因素。
工程地质问题：工程地质条件不能满足工程建筑上稳定和安全的要求时，工程建筑物与工程地质条件之间所存在的矛盾。
常见几类：地基稳定性问题——变形、强度；斜坡稳定性问题——地质灾害；洞室围岩稳定性问题——地质体受力和变形；区域稳定性问题——地震、震陷、液化、活断层。
1.4 说明工程地质学在土木工程建设中的作用？工程地质工作在土木工程建设中是很重要的，是设计之先驱。
没有足够考虑工程地质条件而进行的设计，是盲目的设计，都会给工程带来不同程度的影响。
轻则修改设计方案、增加投资、延误工期；重则是建筑物完全不能使用，甚至突然破坏，酿成灾害。
1.5 分析图1-7和图1-8在不同工程地质下的建筑物安全稳定问题。
第二章 地质学基础知识2.1 岩层产状包括哪些要素？岩层产状包括3要素：走向、倾向、倾角。
2.2 在野外如何识别褶皱？识别的褶皱方法：（1）地质方法：① 首先必须基本搞清楚一个地区的岩层顺序、岩性、厚度、各露头产状等，才能正确地分析和判断褶曲是否存在；然后根据新老岩层对称重复出现的特点判断是背斜还是向斜；再根据轴面产状、两翼产状以及枢纽产状等判断褶曲的形态，包括横剖面、纵剖面和水平面。
新教材高中地理第六章自然灾害第二节地质灾害学案新人教版必修第一册
第二节 地质灾害必备知识·自主学习——新知全解一遍过一、地震 1．发生机制2．衡量指标(1)震级：代表地震________的大小,一次地震只有________。
(2)烈度①含义：表示地震时某一地区地面受到的影响和________。
②特点：烈度越大,破坏越严重；一次地震可有________烈度。
③影响因素：震级、震源深度、________、地面建筑等。
3．主要危害(1)造成房屋倒塌,________、管道、通信等基础设施。
(2)导致________和财产损失。
(3)诱发________、滑坡、________、火灾、海啸、有毒气体泄漏、疫病蔓延等灾害。
(4)破坏当地的资源环境和生态系统,严重损害灾区人们的________。
4．分布(1)世界⎩⎪⎨⎪⎧环 地震带地中海— 地震带(2)中国①特点：范围广、________、强度大,灾情严重。
②频发地区：________、西藏、新疆、青海、云南、四川等。
【判断】1．我国东部处于环太平洋地震带上,是世界上大陆地震最活跃、最密集区。
( ) 2．地震死亡人数与震级大小呈正比例关系。
( ) 【学法指导1】 图示法记忆影响烈度的因素【知识链接】 地震造成的危害二、滑坡和泥石流 1．滑坡 (1)发生机制(2)分布特点：________较破碎,地势________较大,________较差的山地________区及工程建设频繁地区。
2．泥石流(1)含义：山区沟谷中由暴雨或冰雪消融等激发的,含有大量泥沙、石块的特殊洪流。
(2)发生条件⎩⎪⎨⎪⎧地形 、具有丰富的松散物质短时间内有大量3．滑坡与泥石流的危害(1)滑坡破坏或掩埋________、道路和建筑物,________河道。
(2)泥石流摧毁________,破坏________、农田、道路,淤塞江河等。
(3)可能造成重大的________。
4．我国分布：山区面积广大,分布广泛,发生频繁,尤以________地区最为多发。
不良地质现象的工程地质问题8
（一)按滑坡体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 本类 滑坡有粘性土滑坡、 黄土滑坡、碎石滑坡 (2)基岩滑坡 本类滑 坡与地质结构的关系 可分为：均质滑坡(图 a) 、 顺 层 滑 坡 ( 图 b 、 c)、切层滑坡(图d)。 顺层滑坡又可分为沿 层面滑动或沿基岩面 滑动的滑坡。 (3)特殊滑坡 本类滑 坡有融冻滑坡、陷落 滑坡等。
防治方法
这种方法是采取制止风化作用继续发展，或采用人工方 法加固风化岩的措施。
防治风化的方法甚多，如：
1）覆盖防止风化营力入侵的材料，如沥青、水泥、粘土盖 层等；
2）灌注胶结和防水的材料，如水泥、沥青、水玻璃、粘土 等浆液，使其起到封闭和胶结岩石裂隙的作用；
3）整平地区，加强排水。这是以防为主的方法，水是风化 作用最活跃因素之一，隔绝了水就能减弱岩石的风化速度；
4）当岩石风化速度较快时，必须通过敞露的探槽观测岩石 的风化速度，从而确定基坑的敞开期限内岩石风化可能达到 的程度，据此拟定保护基坑免受风化破坏的措施。
6.2 河流地质作用
6.2.1 流水的侵蚀作用 6.2.2 河谷的类型及河流阶地 6.2.3 河岸掏蚀破坏的预测和防护
河岸掏蚀破坏防护首先要确定河岸掏蚀 破坏地段。
(2)滑动面、滑动带和滑坡床
滑坡体沿其滑动的面称滑动面。滑动面以上，被揉皱了 的厚数厘米至数米的结构扰动带，称滑动带。有些滑坡的滑 动面(带)可能不只一个，在最后滑动面以下稳定的岩土体称 为滑坡床。
滑动面的形状随着斜坡岩土的成分和结构的不同而各异。 在均质粘性土和软岩中，滑动面近于圆弧形。滑坡体如沿着 岩层层面或构造面滑动时，滑动面多呈直线形或折线形。多 数滑坡的滑动面由直线和圆弧复合而成，其后部经常呈弧形， 前部呈近似水平的直线。
2020高中地理 第六章 自然灾害 .2 地质灾害学案 第一册
第二节地质灾害一、地震灾害1．定义：当积累起来的地应力超过岩层所能承受的限度时，岩层便会突然发生断裂或错位，使长期积累起来的能量急剧地释放出来,并以地震波的形式向四周传播，使地面发生震动，称为地震。
2．地震的要素（1）震级：地震能量的大小。
一次地震只有一个震级。
（2）烈度：地震时某一地区地面受到的影响和破坏程度.一次地震可以有多个烈度。
地震烈度的大小与震级、震源深度、地质构造、地面建筑等因素有关。
(3）震源：地震内部岩层破裂引起震动的地方。
（4)震中：地面正对着震源的那一点。
(5)震源深度:震源到地面的垂直距离.（6）震中距：地面上任何一点到震中的直线距离。
(7）等震线：把地面破坏程度相似的各点连接起来的曲线.3．危害(1)造成房屋倒塌.(2)破坏道路、管道、通信等基础设施。
（3)导致人员伤亡和财产损失。
（4）诱发崩塌、滑坡、泥石流、火灾、海啸、有毒气体泄漏、疫病蔓延等灾害。
(5）造成家破人亡和生活突变，从而严重损害灾区人们的心理健康.4．分布地区(1）地震易发区：板块与板块的交界处,地壳极不稳定。
（2）两大地震带错误!（3)我国的地震灾害①地震灾害发生范围广、频度高、强度大。
②发生频繁的地区有台湾、西藏、新疆、青海、云南、四川等。
二、滑坡和泥石流1．滑坡(1)定义:滑坡是山地斜坡上的岩体或土体，因河流冲刷、地下水活动、地震及人类活动等原因,在重力作用下，沿一定的滑动面整体下滑的现象.（2)滑坡多发原因错误!(3)危害错误!2．泥石流（1）定义：泥石流是山区沟谷中由暴雨或冰雪消融等激发的,含有大量泥沙、石块的特殊洪流。
（2)发生条件错误!(3）危害⎩⎪⎨⎪⎧摧毁聚落破坏森林、农田、道路淤塞江河，可能造成重大人员伤亡3．我国的滑坡和泥石流分布广泛，发生频繁，尤以西南地区最为多发.一、判断题1．一次地震只有一个震级,一个烈度。
（ ）2．在震中距相同的地方,烈度不一定相同。
（ ）3．滑坡多发生在山坡上.( )4．泥石流多发生在山谷中。
工程地质问题ppt
滑坡特征-landslide features
【1】冠crown：主断壁【2】最高处附 近仍停留在原地未发生变位的岩土体。 【2】主断壁main scarp：滑坡上部边 缘未受扰动场地上的一个陡面，由于滑 移物质脱离未扰动场地而形成。它是破 坏面【10】的可见部分。 【3】顶top：滑移体【13】与主断壁 【2】接触界线的最高点。 【4】头head：滑坡上部滑移体【13】 与主断壁【2】相接触的部分。 【5】次断壁minor scarp：滑坡滑移体 上的陡面，由于滑移体内的差异运动不协调变形而形成。 【6】主滑体main body：滑坡滑移体的 一部分，它覆盖与主断壁【2】与破坏 面【10】之上。
顶top
头head
冠crown 主断壁main scarp
次断面minor scarp
滑坡特征-landslide features
【6】主滑体
【7】足
【13】滑移体=【6】主滑体+【7】足=【17】减损体+【18】加积体
滑坡特征-landslide features
破坏面趾 趾尖
滑覆面 趾
滑坡特征-landslide features
6.5 溶洞与土洞
6.1 岩石的风化
风化营力：引起岩石风化的因素。
岩石是热的不良导体，表层受热膨胀，而内部不热→表层膨胀→夜间外层冷却收缩，而内 部受热→产生径向裂缝→表里不协调膨胀和收缩作用，表层剥落。
岩石颜色、矿物成分和矿物颗粒大小对温度的不协
调响应：
A、含深色矿物的岩石对温度响应敏感；
B、岩石中不同矿物的热膨胀系数不同，当温度变化 时，在矿物之间产生很大的温度应力，消弱晶粒间 的联结，导致岩石结构破坏； C、矿物颗粒小而且均匀的岩石的风化速度慢。
土木工程地质-第六章-地下洞室特殊地质问题
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。
地下工程测量思考题与习题讲解
第一章思考题与习题1、井下平面控制测量的基本原则及特点？2、简述井下平面控制测量的等级、布设和精度要求。
3、井下经纬仪导线有哪几种类型？4、简述矿用经纬仪的主要校验项目及校验方法。
5、简述井下测量水平角的方法及步骤。
6、井下钢尺测量边时应加入哪些改正？如何计算？7、简述松垂距f的实地测量方法？8、井下选设导线点时应考虑哪些因数？9、简述井下导线施测方法及精度要求。
10、井下导线测量的内业包括哪些内容？11、简述用“三架法”进行导线测量的具体方法。
12、如图1-1所示为某矿施测的15″级空间交叉闭合导线，沿A—1—2……7—B方向，均测左角，问所测角度总和在什么范围内可满足精度要求？13、某矿施测了如图1-2所示的15″级附合导线，起算及观测数据见表1-1，试按所介绍的几种简易平方差法计算各点的坐标并进行比较。
图1-1 15″级空间交叉闭合导线图1-2 15″级附合导线14、如图1-2中，A、B两点为巷道中的残留点，经检查确认，该两点未发生移动，点位可靠，可作为坚强点。
1、2、3为欲恢复的导线点，观测及起算数据见表1-1，试计算其坐标。
有测角粗差的导线点及有边粗差的导线边。
图1-3有测角粗差的附合导线表1-2观测及起算数据第二章思考题与习题1、井下高程测量的目的及任务是什么？2、简述水准仪的校验项目及校验方法。
3、为什么巷道倾角超过8°时，不宜采用水准测量？4、在井下水准测量时，立尺点位于巷道底板或顶板的不同情况下，计算两点间高差的公式。
5、用变更仪器高法进行水准测量时，每一站均符合要求，由此能否判定整个路线的水准测量符合精度要求？6、简述测绘纵断面图的外业及内业。
7、地面三角高程测量与井下三角高程测量有何异同？为什么井下三角高程测量一般都与经纬仪导线测量同时进行？第三章思考题与习题1、联系测量的目的和任务是什么？为什么要进行联系测量？2、采用几何法定向时，从近井点推算的两次独立定向结果的互差对一井定向和两井定向分别不得超过±2′和±1′，那么一次定向的中误差应为多少？3、近井点和高程基点的埋设有哪些要求？对近井点的精度要求如何？4、一井定向包括哪些工作？对所用设备有何要求？如何总体布置？5、何谓投点误差？减小投点误差的措施有哪些？6、何谓连接三角形？怎样才能构成最有利的连接三角形？7、试述连接三角形的解算步骤和方法。
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的做好勘测工作。
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六、地下洞室围岩稳定性的分析方法
（一）影响围岩稳定的因素 地下洞室围岩的稳定与岩性、岩体结构与构造等自然因素有关， 与开挖方式、支护形式及时间等人为因素也有关。 1．岩性 坚硬完整的岩石一般对围岩稳定性影响较小，而软弱岩石则 由于岩石强度低、抗水性差、受力容易变形和破坏，对围岩稳 定性影响较大。 我们知道岩石由于其矿物成分、结构和构造的不同，物理力 学性质差别很大。如果地下洞室围岩为整体性良好、裂隙不发 育的坚硬岩石，岩石本身的强度远高于结构面的强度。这种情 况下，岩石性质对围岩的稳定性影响很小。 如果地下洞室围岩强度较低、裂隙发育、遇水软化，特别是 具有较强膨胀性围岩，则二次应力使围岩产生较大的塑性变形， 或较大的破坏区域。同时裂隙间的错动，滑移变形也将增大， 势必给围岩的稳定带来重大影响。
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（二）围岩的破坏
1、脆性破坏 2、块体滑动与塌落 3、层状岩体的弯曲折断 4、碎裂岩体的松动解脱 5、塑性变形和膨胀 6、松散围岩的变形与破坏 7、特殊地质问题
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三、围岩的工程地质分类及其应用
分类科学也称为分类学，是研究分类理论的内涵， 包括基础、原理、过程及规则，岩体分类的目的是 为了系统的认识岩体的工程特性及其产生变形和破 坏的一般规律，以便有效地利用和改造岩体，为工 程设计和施工提供依据。岩体的分类目的包括： 1.确定影响岩体特征最重要的参数。 2.根据岩体的明显特征，将其相同的分成一组。 3.明确每一个岩体组的特征及其分类基础。 4.进行一个工程的岩体特征分析，并与其他工程 对比分析。 5.取得为工程设计的定量资料和准则。 6.建立工程师与地质师之间的相互关系。
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3．地质构造
地质构造对于围岩的稳定性起重要作用，当洞室通过软硬相 间的层状岩体时，易在接触面处变形或坍落。若洞室轴线与岩层 走向近于直交，可使工程通过软弱岩层的长度较短，若与岩层走 向近于平行而不能完全布臵在坚硬岩层里，断面又通过不同岩层 时，则应适当调整洞室轴线高程或左右变移轴线位臵，使围岩有 较好的稳定性，洞室应尽量设臵在坚硬岩层中，或尽量把坚硬岩 层作为顶围。 当洞室通过背斜轴部时，顶围向两侧倾斜，由于拱的作用， 利于顶围的稳定。而向斜则相反，两侧岩体倾向洞内，并因洞顶 存在张裂，对围岩稳定不利。另外，向斜轴部多易储存聚集地下 水，且多承压，更削弱了岩体的稳定性。 当洞室邻近或处在断层破碎带，若断层带宽度愈大，走向与 洞室轴交角愈小，它在洞内出露越长，对围岩稳定性影响便越大。
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七、保障地下洞室围岩稳定性的处理措施
研究地下洞室围岩稳定性，不仅在于正确地据以 进行工程设计与施工，也为了有效地改造围岩，提 高其稳定性。常采用光面爆破、掘进机开挖等先进 的施工方法以及对围岩采取灌浆、锚固、支撑和衬 砌等加固措施。从工程地质观点出发，保障地下洞 室围岩稳定性的途径有二：第一，保护地下洞室围 岩原有的强度和承载能力，如及时封闭围岩以防风 化，及时衬砌阻止围岩产生过大变形和松动；第二， 赋予围岩一定的强度使其稳定性有所提高，如给围 岩注浆、封闭裂隙、用锚杆加固危岩等。前者主要 是采用合理的施工和支护衬砌方案，后者主要是加 固围岩。
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教学基本要求
学习目标 1、知道围岩压力变形破坏的基本类型，围岩压 力的表现形式。 2、知道地下洞室围岩稳定与哪些因素有关，主 要的地下工程地质问题。 3、知道保障地下洞室围岩稳定性的处理方法。 【重点】主要的地下工程地质问题的分析及保 障地下洞室围岩稳定性的处理措施。 【难点】地下工程地质问题的分析。
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五、地下工程地质问题
地下工程修建在各种不同地质条件的 岩体内，所遇到的工程地质问题比较复 杂。从现有的工程实践来看，地下建筑 工程的工程地质问题主要是围绕着岩体 稳定而出现的，一般说来，地下工程所 要解决的主要工程地质问题有如下几方 面：
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（1）在选择地下建筑工程位臵时，判定拟建工 程的区域稳定性和山体岩体的稳定性(包括洞口 边坡稳定和洞身岩体的稳定)。这时一般多从拟 建洞室山体的地形、地貌、地层岩性、地质构 造、水文地质条件及其它影响建设洞室的不良 地质现象等方面来判定岩体的稳定性。 （2）在己选定的工程位臵上判定地下建筑工程 所在岩体的稳定性。这个阶段除进行—般的岩 体稳定评价以外，还要解决一些与土建设计有 关的岩体稳定方面的问题，这些问题有：
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地下洞室
在岩（土）体内，为各种目的经人工开凿形 成的地下工程构筑物称为地下洞室。 研究地下洞室围岩稳定性的实质，是研究岩 体在开凿洞室后，力学变化机理和岩体中应力 分布状况。一般情况下，在查明岩体结构特征 和地应力条件的基础上，根据岩体的强度和变 形特点就可以判别围岩的稳定性。目前用于研 究围岩稳定性的方法有：数学力学计算方法， 围岩的变形和破坏机制分析方法，围岩地质结 构分析和围岩稳定性分类方法，模拟试验方法 等。本章的主要内容有：以岩体结构及地应力 理论为基础；系统的分析岩体变形与破坏机制 和基本类型；介绍围岩的工程分类及其应用。 此外还要讨论围岩稳定性的评价方法。
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（二）地下洞室围岩稳定性的分析方法 由于不同结构类型的岩体变形和失 稳的机制不同，不同类型的地下洞室 对稳定性的要求不同，围岩稳定性分 析和评价的方法多种多样，目前有以 下儿种方法。 1．围岩稳定分类法 2. 工程地质类比法 3．岩体结构分析法 4．数学力学计算分析法 5．模拟试验法
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围岩分类系统
目前，国内外比较有系统的围岩分类至少有百十 余种。但是，其中堪称完善且能为众人所接受的 分类是不多的。一个好的分类应当具备下述基本 要求：类别明确，特征突出，符合实际，简单易 行，并且应能经的起工程实践的检验。 根据现有分类所采用的原则，大体上可归并成三 个分类系统： 1.按围岩的强度或岩体主要力学性质属性分类。 2.以围岩稳定性为基础的综合分类。 3.按岩体质量等级的分类。
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第 七 章
课 件 制 作： 张 斌
洞 室 围 岩 处 理
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主要内容
第一节 地应力及洞室围岩的变形与破坏 第二节 围岩的工程地质分类及其应用 第三节 围岩稳定性计算 第四节 地下洞室围岩稳定性的分析方法 第五节 地下工程地质问题 第六节 保障地下洞室围岩稳定性的处理 措施来自四川交通职业技术学院道桥系
四、围岩稳定性计算
围岩稳定性计算是根据不同的岩体结构， 不同的力学属性，简化成不同的力学模型， 应用相应的力学方法，研究围岩的变形破坏 过程，对围岩稳定性进行定量计算评价的方 法，其重点是计算围岩压力。 围岩压力是指围岩作用在支护（衬砌）上 的压力，是确定衬砌设计荷载大小的依据， 围岩压力也称山岩压力或地压。围岩有松动 压力、变形压力、冲击压力和膨胀压力四种。
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地应力
也称天然应力、原岩应力、初始应力、 一次应力，是指存在于地壳岩体中的应力。 由于工程开挖，使一定范围内岩体中的应 力受到扰动而重新分布，则称为二次应力 或扰动应力，在地下工程中称围岩应力。 地应力包括岩体自重应力、地质构造 应力、地温应力、地下水压力以及结晶作 用、变质作用、沉积作用、固结脱水作用 等引起的应力。
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4.构造应力的影响
构造应力随地下洞室的埋深增加而增大， 因此一般地下洞室埋藏越深，稳定性越 差。根据经验，沿构造应力最大主应力 方向延伸的地下洞室比垂直最大主应力 方向延伸的地下洞室稳定；地下洞室的 最大断面尺寸沿构造应力最大主应力的 方向延伸时较为稳定，这是由围岩应力 分布决定的。一般地质构造复杂的岩层 中构造应力十分明显，尽量避开这些岩 层，对地下洞室的稳定非常重要。
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（二）支撑、衬砌与锚喷加固
支撑是临时性加固洞壁的措施，衬砌是永久性 加固洞壁的措施。此外还有喷浆护壁、喷射混凝土、 锚筋加固、锚喷加固等。 1．支撑 支撑按材料可分为木支撑、钢支撑和混凝土支 撑等。在不太稳定的岩体中开挖时，应考虑及时设 臵支撑，以防止围岩早期松动。支撑是保护围岩稳 定性的简易可行的办法。 2．衬砌 衬砌的作用与支撑相同，但经久耐用，使洞壁 光坦。砖、石衬砌较便宜，钢筋混凝土、钢板衬砌 的成本最高。衬砌一定要与洞壁紧密结合，填严塞 实其间空隙才能起到良好效果。作顶拱的衬砌时， 一般还要预留压浆孔。衬砌后，再回填灌浆，在渗 水地段也可起防渗作用。
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5．地下水的影响
围岩中地下水的赋存、活动状态，既影响着围岩的应力 状态，又影响着围岩的强度。当洞室处于含水层中或地 下洞室围岩透水性强时，这些影响更为明显。静水压力 作用于衬砌上，等于给衬砌增加了一定的荷载，因此， 衬砌强度和厚度设计时，应充分考虑静水压力的影响。 另一方面，静水压力使结构面张开，减小了滑动摩擦力， 从而增加了围岩坍塌、滑落的可能性；动水压力的作用 促使岩块沿水流方向移动，也冲刷和带走裂隙内的细小 矿物颗粒，从而增加裂隙的张开程度，增加围岩破坏的 程度。地下水对岩石的溶解作用和软化作用，也降低了 岩体的强度，影响围岩的稳定性。 地下洞室围岩的稳定性，除了受到上述天然因素的 影响外，人为因素也是不可忽视的，比如开挖方法、开 挖强度、支护方法和时间等因素。
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①洞室四周岩体的围岩压力的评价(即岩体本身对衬砌 支护的压力评价)； ②岩体内地下水压力的评价(即地下水对衬砌支护的压 力) ； ③提出保护围岩稳定性和提高稳定性的加固措施； ④在需要时，进行岩体弹性抗力的评价(弹性抗力即在 衬砌对围岩有作用力时，围岩变形所表现出来的抵抗 力。此项评价对于洞室有内压力时较为有用，而对地 下工厂则一般意义不大)。由于地下工程的重要性和各 种自然地质现象的复杂多变，要想详细地弄清楚上述 各种不同的工程地质问题，在进行洞室工程勘测时， 应坚持必要的程序，按勘测设计阶段，由浅入深