湿陷性黄土与黄土地区地质灾害

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粘粒以及土体中所含的各种化学物质如铝、铁物质和一些无定型的盐类等,多集聚在较大颗粒的接触点起胶结和半胶结作用,作为黄土骨架的砂粒和粗粉粒,在天然状态下,由于上述胶结物的凝聚结晶作用被牢固的粘结着,故使湿陷性黄土具有较高的强度,而遇水时,水对各种胶结物的软化作用,土的强度突然下降便产生湿陷。
可塑性
土的塑性指标显示了与粒度组成相似的区域性规律及差异。液限是决定黄土力学性质的一个重要指标,当液限在30%以上时黄土的湿陷性较弱,且多为自重湿陷性。液限小于30%时,湿陷性较强烈。关中地区自重湿陷性黄土,液限很少有超过30%的。
灌溉管道的渗漏严重:西安西南郊的沣惠渠为农灌渠道,由于当时未作防渗处理,58-60年连续三年行水,使管道沿线地下水水位上升6-8m,局部低洼地段出现明水。
2黄土滑坡和崩塌
黄土滑坡的分布
就关中地区而言,滑坡主要分布可划分为如下几个带:(1)宝鸡-常兴滑坡带;(2)横岭滑坡区;(3)白鹿塬滑坡带;(4)泾河下游西岸沿渭河滑坡滑塌带;(5)秦岭北坡滑坡、滑塌、崩塌带。其分布示意图如下:
孔隙比和干重度
孔隙比和干重度是衡量黄土密实程度的重要指标。与黄土的湿陷性有明显的关系。一般情况下干重度下、孔隙比大时,湿陷性强,反之,干重度大、孔隙比小时,湿陷性弱。在黄土形成过程中,由于前期固结压力大土已被压实,干重度超过某一数值时,黄土就失去湿陷性变为非湿陷性。
含水量
湿陷性黄土的天然含水量在3.3%-25.3%变化,其大小与场地的地下水位深度和年降水量有关.大多数情况下,黄土的天然含水量都很低。在塬、梁、峁的黄土上,由于地下水位埋藏较深,含水量通常只有6%-10%;低阶土由于地下水位较高,含水量一般在11%-21%;地下水位以下的饱和黄土含水量达28%-40%。
除了自然因素导致黄土滑坡,人为因素是导致黄土滑坡的重要原因。在关中地区,根据人类触发黄土滑坡的工程-经济活动的性质及作用的地貌部位可将人为黄土滑坡分为三种类型。
改变地下水位型黄土滑坡:在修建水库、池塘、引水灌溉等活动中改变了黄土原区水文地质条件,破坏了边坡稳定性,导致黄土滑坡。
坡脚挖方型黄土滑坡:人工工程破坏自然斜坡力学平衡而导致黄土滑坡,如挖取建筑材料、修渠建路引起边坡失稳等。
工程措施:有拦、排等方法。
拦就是修筑淤地坝。坝系的建筑应在小流域综合治理规划的基础上,统筹安排,合理布设,形成完整的沟道工程防护体系,以达到拦泥淤地、蓄水灌溉、防洪保收的目的。
排就是将泥流顺利地排人大河,或在冲积扇下部任其堆积.这是目前保护公路、铁路、工矿、村镇等的有效措施。
二,工程活动型泥流的治理措施:
关中盆地地壳近年来由于区域构造运动影响,沉降中心持续下沉。但有关监测数据显示,大量抽取地下水是产生地面沉降的主要原因。
其依据主要有以下几点:一,地面沉降区与深层水位水压降落漏斗范围一致,沉降中心也与地下水位降落漏斗中心吻合;二,每年第三季度,由于生活用水增加,深层承压水开采量最大时,地面沉降速率也随之增大。
在黄土地区,人们在修路、修渠、斩坡建宅,尤其是开采矿产资源等过程中,随意堆存弃土、渣石,给泥流沟增加了大量的松散固体物质,势必促进泥石流的发展。所以.在这些工程活动中必须严禁乱弃废渣、土石等。
5地面沉降与地裂缝
关中地区黄土地面沉降和地裂缝主要存在于关中盆地的中部和东部,以西安地区最具代表性。
地面沉降成因
黄土的基本物理化学性质
同其他土体一样,黄土的三相组成及其之间的重量和体积的比例关系,是其物理性质的主要方面,它包括土的粒度成分、可塑性、含水量和孔隙比等。黄土的物理性质指标与湿陷性质有很大关系,对工程有一定实际意义。
粒度组成
土的粒度组成在沉积物研究中占有重要地位,他是沉积物分类命名的基础,二则它是查明这些沉积物的源地、搬运和介质条件、沉积环境及其变化的重要依据。同时粒度组成还影响沉积物的物理力学性质及水文地质性质。我国主要地区的黄土粒度组成情况见表。
其次,加强地质灾害危险性评估和勘察,防患于未然。在施工以前要首先对场地进行地质灾害危险性评估和勘察,弄清斜坡的稳定情况。
再者,科学设计、合理选择施工方法,以免破坏斜坡的稳定性。要设计科学合理的最小程度地破坏斜坡稳定性的施工程序和方法。
最后,及时治理不稳定斜坡。在施工期间或工程、建筑物运营后,若发现场地斜坡有不稳定迹象,要及时查明原因并进行整治,控制其发展。
西安地区于1955-1964年间地下水位普遍上升,十年间地下水上升高度最小为1-3米,一般为5-8米,个别地段如城东兴庆宫公园附近上升达15米左右。
地下水位上升的原因:
年降水量增大:从1958-1964年间,西安地区年降水量较历年平均降水量多170-260mm,尤其是64年7、8月份,两月间降水量即达到500mm,渗入地下的水量估计有30%-50%。
1、以风力搬运沉积,无层理。
2、颜色以黄色、褐黄色为主,有时呈灰黄色。
3、颗粒组成以粉粒为主,含量一般在60%以上,几乎没有粒径大于0.25mm的颗粒。
4、富含碳酸钙盐类。
5、垂直节理发育。
6、一般有肉眼可见的大空隙。
由特定地理位置所决定,并由特殊的风的地质作用搬运和堆积的黄土及部分流水地质作用所形成的黄土状沉积所掩盖堆积的地貌泛指黄土地貌
摘要
我国是世界上黄土分布比较多的国家之一,甘肃、陕西和山西都有大片黄土分布,关于黄土的研究具有十分重要的意义,作为工程技术人员,了解和掌握黄土的物理性质尤其是湿陷性显得十分必要,下面就黄土的基本性质和湿陷性做简要分析。
关键字
湿陷性黄土地质灾害
第一章
黄土是一种第四纪地质历史时期的干旱气候条件下的沉积物。刘东升等在1965年指出,“以风力搬运堆积未经次生扰动的、无层里的、黄色粉质富含碳酸盐并具有大孔隙的土状沉积物称之为黄土。具体说是以分布在山西、陕西和甘肃等地区构成黄土高原的黄土作为代表。一般认为黄土具有一下全部特征。
周期性:泥石流的发生受雨、洪、地震的影响,而雨、洪、地震总是周期性地出现。因此,泥石流的发生和发展也具有一定的周期性,当其活动周期与雨、洪、地震的活动相迭加时,常常形成一个泥石流活动周期的高潮。
滞后性:泥石流发生一般是在一次降雨高峰期,或是在连续降雨稍后。
人为因素诱发泥石流类型及危害
近年来,因为人为因素诱发的泥石流灾害在不断增加,有可能诱发泥石流的人类工程经济活动主要有如下三个方面:1)不合理开挖;2)不合理弃土、弃渣;3)滥伐乱垦。
地表积水入渗型黄土湿陷灾害
地表积水入渗,增大了地基土含水量,使其承载力锐减,从而建筑物受损。
同时,地基渗水总是不均匀的,自渗水点向外围渗入水量逐渐减少,直至接近原天然含水量。这样就造成了地基性能恶化程度的轻重不等,沉降不均,从而极易造成墙体剪裂,导致建筑物受损或被毁。
地下水位抬升型黄土湿陷灾害
就关中地区而言,西安在上个世纪50年代末、60年代初由于地下水位上升引起的黄土湿陷灾害最为典型。
第二章
黄土的性质大多由黄土微观结构所决定。黄土微观结构简称为黄土微结构,是在显微镜下观察到的黄土微观结构,包括单一矿物颗粒、多矿物组成的集合体、胶结物质、孔隙等结构单元。黄土的微结构是在黄土堆积后,经过成岩作用过程中形成。不同地区在不同地质环境下形成的黄土微结构特点不同。黄土的特殊工程地质性质湿陷性与黄土的微结构有密切关系。黄土湿陷现象的发生,土体破坏,实质上是黄土的微结构破坏的结果。
3剥蚀地貌
我国黄土高原地貌基本特征:黄土高原的黄土底层发育较好,面积大,地层完整,层序清楚,地貌类型多,构成了黄土高原基本地貌特点。
我国湿陷性黄土的分区,按照规范我国湿陷性黄土分为七区:
i.陇西地区
ii.陇东-陕北-晋西地区
iii.关中地区
iv.山西-冀北地区
v.河南地区
vi.冀鲁地区
vii.边缘地区
黄土是干旱或半干旱气候条件下的沉积物,在生成初期,土中水分不断蒸发,土孔隙中的毛细作用,使水分逐渐集聚到较粗颗粒的接触点处。同时,细粉粒、粘粒和一些水溶盐类也不同程度的集聚到粗颗粒的接触点形成胶结。
试验研究表明,粗粉粒和砂粒在黄土结构中起骨架作用,由于在湿陷性黄土中砂粒含量很少,而且大部分砂粒不能直接接触,能直接接触的大多为粗粉粒。细粉粒通常依附在较大颗粒表面,特别是集聚在较大颗粒的接触点处与胶体物质一起作为填充材料。
总而言之,应根据当地的实际情况,科学合理地保护斜坡,规范化人们的生产建设活动,一切按自然规律办事。
4泥石流
泥石流是介于流水与滑坡之间的一种地质作用。典型的泥石流由悬浮着粗大固体碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥浆组成。爆发突然,流动快速,历时短暂,冲淤能力强,破坏力巨大,危害严重。
泥石流爆发特点
季节性:泥石流发生的时间规律与集中降雨时间规律是一致的,具有明显的季节性。一般发生于多雨的夏秋季节。
在层位、埋深及其他因素一定时,黄土的天然含水量与孔隙比一样是反应黄土的压缩和湿陷性的非常灵敏的物理性质指标。含水量越低,湿陷性越强烈。随含水量的增加湿陷性减弱。
第三章
一、黄土地质灾害的主要类型
1黄土湿陷
2黄土滑坡、崩塌
3水土流失
4泥(石)流
5土壤次生盐渍化
6地面沉降和地裂缝
二、
1黄土湿陷灾害
黄土湿陷灾害都是由于水侵入建筑物基底造成的,按照浸水来源可将其分为地表积水入渗型黄土湿陷灾害和地下水位抬升型黄土湿陷灾害两种类型。
其诱发泥石流类型如下:
毁林毁草垦种型泥流:毁林毁草垦种,一方面使植被消失,山坡土体失去保护;另一方面使土层变得疏松,易于冲刷。这样既加重水土流失,又常在大雨时诱发泥石流。
关中地区由于降雨量相对较大,人类毁林毁草垦种诱发的黄土原边古老滑坡体复活过程中转化为泥流的现象较为普遍。
工程活动型泥流:人类工程活动如修建公路、铁路、水利工程、采石等,不合理堆放弃土、石渣,或修筑梯田、坝库造成水土流失,均可能同时诱发泥石流。
人为因素增加地表水入渗:随着工业发展,城市人口增多,用水量大幅增加,原有排水系统被破坏,新建排水系统尚不完善,使污水、废水大量渗入地下,从而导致地下水位上升。
蓄水库(池)渗漏严重:如西安城东南的兴庆湖(小型人工湖),容积约15万立方米,未作防渗处理,漏水严重,1958年蓄水,到1963年,湖周围地下水位标高上升了15m。
坡面毁林毁草垦田型黄土滑坡:在已经稳定的古老滑坡体上大肆毁林毁草耕种,尤其是修反坡梯田,增大地表粗糙度,加之引水灌溉,地表水入渗增加,滑体处于饱水或近饱水状态,则古老滑坡体复活。
崩塌
3崩塌产生的外界诱发因素
地震:地震引起的晃动会破坏坡体的平衡和稳定;
雨水、融雪:降雨特别是大雨、暴雨和连阴雨,使地表水渗入坡体,软化岩土或其中软弱面,形成空隙水压力而诱发崩塌;
其危害主要体现在以下几点:一,毁坏民房,造成人员伤亡;二,危害农田,淤埋土地;三,破坏公路,中断行车;四,冲垮桥梁,堵塞河道;五,危害水利工程;六,破坏自然风景区,影响旅游业。
治理措施
对于人为引发的泥石流,应按其成因采取相应的措施。
一,毁林毁草垦种型泥流的治理措施:
生物措施:采用植树造林、种草及合理耕种等方式,使流域形成一种多结构的地面保护层.以拦截降雨,增加入渗及汇水阻力,保护表土免受侵蚀。当植被形成后,不仅能防治泥流,而且能促进当地农、林业发展。
地表水的冲刷、浸泡:河流等地表水不断冲刷、浸泡坡角,削弱坡体支撑和软化岩土,降低坡体强度而诱发崩塌;
不合理的人类活动:如开挖坡脚、地下采空、水库蓄水和泄水等改变坡体平衡状态的人类活动,易诱发崩塌。
滑坡与崩塌的防治
滑坡与崩塌的防治
首先,要搞好滑坡、崩塌灾害知识的普及宣传工作,使人们从事工程经济活动时主动遵循自然规律,避免一些使斜坡“加载”及削弱滑坡“抗滑能力”的工程以及大量爆破等诱发滑坡、崩塌的活动。
湿陷性黄土与黄土地区地质灾害
班级土木0905
姓名张子朋
学号090210510
湿陷性黄土与湿陷性黄土地区
前言
近期,西安市及周边阴雨不断,据市国土局统计,进入9月以来,由于受到连续降雨影响,我市地质灾害频发,截至9月13日下午6时,已经发生山体滑坡、土崖塌方等地质灾害22起,给群众生命财产安全带来了极大威胁
黄土地貌研究的主要内容有:
1查明黄土的岩性及成因并进行地层划分。
2查明黄土堆积前的基底地貌,这是黄土形成的基础和前提。
3查明新构造运动的性质幅度和方向。
4进行地貌的划分和成因分类。
黄土形态和规模分类
黄土梁峁、黄土塬、黄土覆盖河谷等
黄土塬、黄土梁、黄土峁、黄土掌地与杖地等
黄土柱
成因分类
1堆积地貌
2侵蚀地貌
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