《工程地質(zhì)學(xué)總復(fù)習(xí)》PPT課件.ppt

3 地球密度與壓力地球的平均密度為5 516g cm3 地殼表層的密度為2 7g cm3 地內(nèi)33km處為3 32g cm3 2885km處密度由5 56g cm3陡增至9 98g cm3 至地心處達12 51g cm3 地內(nèi)壓力隨深度加大 并與地內(nèi)物質(zhì)的密度及該處的重力有關(guān) 地下l0km處壓力約為304MPa 2900km處可達1 52 105MPa 地心則高達3 55 105MPa 4 地球重力重力是垂直地球表面使物體向下的一種天然作用力 它實際上是地心引力和由地球自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的慣性離心力的合力 重力異常與大地構(gòu)造和地下礦藏及地貌有關(guān) 它是重力勘探的理論基礎(chǔ) 大氣圈 是地球以外的空間 它提供生物需要的CO2和O2 對地貌形態(tài)變化起著極大的影響 水圈 由大氣圈的水蒸氣凝結(jié)成降雨形成海洋和湖泊沼澤及地下水 水與地表巖石相互作用 作為最活躍的地質(zhì)營力促進各種地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育 生物圈 滲透在水圈 大氣圈下層和地殼表層的范圍之中 對于改變地球的形態(tài)起著重要的作用 地殼 由固體巖石構(gòu)成 平均厚度16km 分硅鋁層 花崗巖層 和硅鎂層 玄武巖層 地幔 上地幔是熔融狀態(tài)物質(zhì) 可能是巖漿的發(fā)源地 下地幔主要是由鐵鎂氧化物和硫化物組成 地核 由比重較大的鐵鎳合金組成 平均密度大于10g cm 外核是液態(tài)的 內(nèi)核是固態(tài) 地殼運動主要起因于地幔物質(zhì)的對流 地層接觸關(guān)系包括 整合接觸 平行不整合接觸 角度不整合接觸 侵入接觸 沉積接觸 整合接觸 上下巖層相互平行 其間無沉積間斷 平行不整合 上下巖層相互平行 其間有沉積間斷 角度不整合 上下巖層彼此相交 并且其間有沉積間斷 侵入接觸沉積接觸 3 礦物的物理性質(zhì)形狀 指礦物的外表形狀 結(jié)晶體大都呈規(guī)則的幾何形狀 非結(jié)晶體則呈不規(guī)則的形狀 礦物的顏色 是礦物對不同波長可見光吸收程度的不同反映 它是指礦物新鮮表面呈現(xiàn)的顏色 取決于礦物的化學(xué)成分及其所含的雜質(zhì) 按成色原因 有自色 他色 假色之分 條痕色 是指礦物粉末的顏色 通常使用粗瓷板摩擦?xí)r留下的痕跡 它可消除假色的干擾 是一種鑒別不透明礦物的主要標志 有些礦物的條痕色與其顏色相同 例如孔雀石 鮮綠色 自然金 金黃色 另一些礦物的條痕色與顏色不同 例如黃鐵礦 顏色為銅黃色 而條痕色為綠黑色 3 4 3巖漿巖的結(jié)構(gòu)巖漿巖的結(jié)構(gòu) textureofmagmatite 是指巖石中 單體 礦物的結(jié)晶程度 顆粒大小 形狀以及它們的相互組合關(guān)系 1 按巖石中礦物結(jié)晶程度劃分全晶質(zhì)結(jié)構(gòu) 半晶質(zhì)結(jié)構(gòu) 非晶質(zhì)結(jié)構(gòu) 2 按巖石中礦物顆粒的絕對大小劃分顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu) 隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu) 玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu) 3 按巖石中礦物顆粒的相對大小劃分等粒結(jié)構(gòu) 不等粒結(jié)構(gòu) 斑狀結(jié)構(gòu)和似斑狀結(jié)構(gòu) 3 4 4巖漿巖的構(gòu)造巖漿巖的構(gòu)造 structureofmagmatite 是指 集合體 礦物在巖石中排列的順序和填充的方式所反映出來巖石的外貌特征 常見的構(gòu)造形式有 塊狀構(gòu)造 流紋構(gòu)造 氣孔構(gòu)造 杏仁構(gòu)造 孔洞被其它次生礦物充填 等 1 風(fēng)化作用 weathering 分為物理風(fēng)化 化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化三類 2 搬運作用的方式有三種 即拖曳搬運 懸浮搬運和溶液搬運 3 沉積作用可分為機械沉積 化學(xué)沉積 生物和生物化學(xué)沉積三種類型 4 成巖作用主要表現(xiàn)在壓固作用 膠結(jié)作用 脫水作用 重結(jié)晶作用 3 6 3變質(zhì)作用 類型對變質(zhì)作用的類型進一步劃分 自變質(zhì)巖作為一門獨立學(xué)科的出現(xiàn)就提出許多分類 下面簡要介紹常見的變質(zhì)作用類型 區(qū)域變質(zhì)作用 regionalmetamorphism 最先是由法國學(xué)者A Daubree于1859年提出 是指大面積的巖石 因為溫度增高和壓力的作用等多種因素下 發(fā)生了程度不等的重結(jié)晶和變形的一類變質(zhì)作用 區(qū)域變質(zhì)作用形成的巖石普遍具有結(jié)晶片理及其他方向性組構(gòu) 接觸變質(zhì)作用 contactmetamorphism 是指在巖漿作用影響下 圍巖主要受巖漿體溫度的影響而產(chǎn)生的一種局部性變質(zhì)作用 通常規(guī)模不大 圍巖主要受巖漿散發(fā)的熱量及揮發(fā)份的作用 當圍巖僅受巖漿體溫度影響而發(fā)生重結(jié)晶作用 變質(zhì)結(jié)晶作用 變質(zhì)前后化學(xué)成 分基本相同 這類變質(zhì)作用稱為熱接觸變質(zhì)作用 當圍巖除受巖漿體溫度影響外 由于揮發(fā)組分的影響 巖體和圍巖發(fā)生交代作用 致使接觸帶附近的巖體和圍巖的化學(xué)成分也發(fā)生變化 稱為接觸交代變質(zhì)作用 動力變質(zhì)作用 dynamometamorphism 是一種由于構(gòu)造作用過程中所產(chǎn)生的強應(yīng)力作用下 巖石發(fā)生破碎 變形 在破碎 變形的同時 伴有一定重結(jié)晶作用 其發(fā)育常受斷裂構(gòu)造控制 原巖的變化主要以脆性變形和塑性變形為主 氣液變質(zhì)作用 Pneumatolytichydrothermalmetamorphism 是由于熱的氣體及溶液作用于已形成的巖石 使已有的巖石產(chǎn)生礦物成分 化學(xué)成分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造的變化 稱為氣液變質(zhì)作用 氣液變質(zhì)作用通常沿構(gòu)造破碎帶及巖脈邊緣發(fā)育 3 6 6變質(zhì)巖 結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征巖石中礦物的粒度 形態(tài)和晶體之間的相互關(guān)系等特征 稱之為結(jié)構(gòu) 變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu) 頗為特別 因為其是一種轉(zhuǎn)化改造原巖的巖石 根據(jù)成因 其結(jié)構(gòu)一般可分為四類 碎裂結(jié)構(gòu) 變晶結(jié)構(gòu) 變余結(jié)構(gòu)和交代結(jié)構(gòu) 3 8 3按照巖石風(fēng)化殼的垂直分帶分類 4 4 2傾斜巖層的產(chǎn)狀要素巖層產(chǎn)狀要素 elementofstratum 指表示巖層空間方位和傾斜程度的幾何要素 包括走向 傾向和傾角 圖4 7 1 走向傾斜巖層層面與水平面的相交線被稱為傾斜巖層的走向線 走向線的方向稱為巖層的走向 2 傾向與走向線垂直 沿巖層傾斜面向下所引的直線稱為傾向線 也稱最大傾斜線 傾向線在水平面上的投影所指的方向稱為傾斜巖層的傾向 3 傾角傾向線與其水平面上的投影線之間的夾角稱為傾斜巖層的傾角 錯 4 5 4褶曲的形態(tài)分類褶曲的形態(tài)是多種多樣的 褶曲的基本類型只有兩種向斜和背斜 背斜成山 向斜成谷 背斜是巖層向上拱起的彎曲形態(tài) 其中心部位 即核部 巖層較老 翼部巖層較新 呈相背傾斜 向斜是巖層向下凹的彎曲形態(tài) 其核部巖層較新 翼部巖層較老 呈相向傾斜 2 節(jié)理的力學(xué)性質(zhì)分類 根據(jù)節(jié)理的力學(xué)性質(zhì) 可將節(jié)理分為剪節(jié)理和張節(jié)理 剪節(jié)理 巖石受剪應(yīng)力作用發(fā)生剪切破裂而形成的節(jié)理 叫剪節(jié)理 它一般在與最大主應(yīng)力呈45 夾角的平面上產(chǎn)生 且共軛出現(xiàn) 呈X狀交叉 構(gòu)成X型剪節(jié)理 它具有以下特征 4 7 1斷層要素1 斷層面 構(gòu)成斷層的破裂面 也就是斷層兩側(cè)巖體沿之產(chǎn)生顯著滑動位移的面 叫做斷層面 產(chǎn)狀可用走向 傾向和傾角確定 斷層一般不是單個的面 而是由一系列的破裂面或次級斷層所組成的帶 即斷層帶或斷裂帶 2 斷層線 是指斷層面與地面的交線 即斷層面在地表的出露線 斷層線延伸方向即是斷層走向 延伸的消失點 稱為斷層的端點 3 斷盤 斷層面兩側(cè)發(fā)生相對位移的巖體 稱為斷 層 盤 當斷層面傾斜時 位于斷層面上方的稱為上盤 下方的稱為下盤 當斷層面近于直立時 則以方位相稱 如東盤 西盤等 也可根據(jù)兩盤相對移動的關(guān)系 把相對上升的稱為上升盤 把相對下降的稱為下降盤 4 斷距 斷層兩盤巖體沿斷層面發(fā)生相對滑動的距離 稱為斷距 斷距的大小常常是衡量斷層規(guī)模的重要標志 斷距又分為總斷距 水平斷距及垂直斷距 逆斷層一般是受水平的擠壓應(yīng)力作用 沿剪切破裂面形成的 常與褶皺相互伴生 逆斷層的規(guī)模一般較大 多為區(qū)域性的巨型構(gòu)造 3 平移斷層 兩盤巖體沿斷層面走向作水平相對運動的斷層 稱平移斷層 5 4 1軟弱夾層 weakinterlayer 的定義所謂軟弱夾層一般是指嚴重擠壓破碎帶 斷層糜棱巖 包括斷層泥 泥質(zhì)巖層 黏土質(zhì)粉砂巖 層間蝕變帶和常以夾層狀態(tài)存在的構(gòu)造黏土 一般 軟弱夾層的厚度比相鄰巖層的小 力學(xué)強度和變形模量也較低 飽和抗壓強度僅為干抗壓強度的二分之一或更低 有些遇水崩解 軟弱夾層每一部分的結(jié)構(gòu) 致密程度 天然含水量 孔隙度 塑性指數(shù)及力學(xué)強度等均有所不同 軟弱夾層的厚度 層面的起伏差和粗糙度 對其力學(xué)性能影響較大 一般取流變起始強度作為軟弱夾層的抗剪強度值 這個值相當于屈服強度 約為其峰值強度的80 2 巖體結(jié)構(gòu)類型劃分由于組成巖體的巖性 遭受的構(gòu)造變動及次生變化的不均一性 導(dǎo)致了巖體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性 為了概括地反映巖體中結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體的成因 特征及其排列組合關(guān)系 將巖體結(jié)構(gòu)劃分為整體塊狀結(jié)構(gòu) 層狀結(jié)構(gòu) 碎裂結(jié)構(gòu)和散體結(jié)構(gòu) 見圖5 3 3 赤平面投影結(jié)構(gòu)面邊坡穩(wěn)定性分析1 一組結(jié)構(gòu)面邊坡 5 8 6不穩(wěn)定邊坡的防治措施對于不穩(wěn)定的邊坡 為了確保工程的安全 必須采取一些有效的防治措施 目前國內(nèi)外常用的方法有 防止地表水向巖體中滲透 排除不穩(wěn)定巖體中的地下水 放緩斜坡 上部減重 修建支擋建筑 錨固 進行這些處理之前 應(yīng)首先查明不穩(wěn)定邊坡破壞的性質(zhì) 類型和規(guī)模 以及引起滑動或崩塌的因素 采取針對性的措施 才能取得經(jīng)濟而有效的效果 除上述幾項較多采用的防治措施外 還可采用混凝護面 灌漿及改善滑動帶土石的力學(xué)性質(zhì)等措施 通常在進行處理時 常常是數(shù)種措施同時采用 這樣效果更為顯著 1 圍巖的概念在巖體中 因開挖洞室 使巖體產(chǎn)生應(yīng)力重新分布 應(yīng)力重分布的范圍內(nèi)的巖體稱為圍巖 其直徑一般為洞室直徑的3 5倍 5 9 6圍巖洞室洞口及軸線的選擇1 洞室洞口的選擇1 洞口的地形和地質(zhì)條件2 洞口底標高的選擇3 洞口邊坡的物理地質(zhì)現(xiàn)象2 洞室軸線的選擇1 布置洞室的巖性要求2 巖層產(chǎn)狀與洞室軸線的關(guān)系3 地質(zhì)構(gòu)造與洞室軸線的關(guān)系 6 2 4土按顆粒級配或塑性指數(shù)分類 巖土工程勘察規(guī)范 GB50021 2001 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 GB5007 2002 中的土按顆粒級配或塑性指數(shù)分類分為碎石土 砂土 粉土和黏性土 1 碎石土 crushedstone 粒徑大于2mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量50 的土 根據(jù)顆粒級配和顆粒形狀碎石土又可分為漂石 塊石 卵石 碎石 圓礫和角礫 2 砂土 sand 粒徑大于2mm的顆粒質(zhì)量不超過總質(zhì)量的50 粒徑大于0 075mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50 的土 根據(jù)顆粒級配分為礫砂 粗砂 中砂 細砂和粉砂 3 粉土 silt 粒徑大于0 075mm的顆粒質(zhì)量不超過總質(zhì)量50 且塑性指數(shù)小于或等于10的土 必要時 可根據(jù)顆粒級配分為砂質(zhì)粉土 粒徑小于0 005mm的顆粒質(zhì)量不超過總質(zhì)量10 和黏質(zhì)粉土 粒徑小于0 005mm顆粒質(zhì)量等于或超過總質(zhì)量10 4 黏性土 cohesivesoil 塑性指數(shù)Ip大于10的土 根據(jù)塑性指數(shù)分為粉質(zhì)黏土 1017 6 3 2第四紀土層按成因的分類1 殘積土 巖石風(fēng)化后殘留在原地形成的土 殘積土表部土壤層孔隙率大 強度低 壓縮性高 而其下部常常是夾碎石或砂粒的粘性土 或是孔隙為粘性土充填的碎石土 砂礫土 其強度較高 2 坡積土colluvialsoil 位于山坡上方的碎屑物質(zhì) 在流水或重力作用下運移到斜坡下方或坡麓處堆積形成的土 新近堆積的坡積物經(jīng)常具有垂直的孔隙 結(jié)構(gòu)比較疏松 一般具有較高的壓縮性 坡積形成的黃土 其濕陷性一般也比洪積或沖積形成的黃土要高得多 3 洪積土 diluvialsoil 由暫時性洪流 將山區(qū)高地的碎屑物質(zhì)攜帶至溝口或平緩地帶堆積形成的土 山洪攜帶的大量碎屑物質(zhì)流出溝谷口后 因水流流速驟減而呈扇形沉積體 稱洪積扇 洪積土作為建筑物地基 一般認為是較理想的 尤其是離山前較近的洪積土顆粒較粗 地下水位埋藏較深 具有較高的承載力 壓縮性低 是工業(yè)與民用建筑物的良好地基 在離山區(qū)較遠的地帶 洪積物的顆粒較細 成分較均勻 厚度較大 一般也是良好的天然地基 但應(yīng)注意的是上述兩地段的中間過渡地帶 常因粗碎屑土與細粒粘性土的透水性不同而使地下水溢出地表形成泉或沼澤地 因此土質(zhì)較差 承載力較低 作為建筑物地基時應(yīng)慎重對待 d30 當小于某粒徑的土粒質(zhì)量累計百分數(shù)為30 時的粒徑用d30表示 不均勻系數(shù)C 反映大小不同粒組的分布情況 C 越大表示土粒大小的分布范圍越大 其級配越良好 作為填方工程的土料時 則比較容易獲得較大的密實度 曲率系數(shù)Cc描寫累積曲線的分布范圍 反映曲線的整體形狀 曲線平緩 粒徑大小相差懸殊 土粒不均勻 顆粒級配可以在一定程度上反映土的某些性質(zhì) 對于級配良好 C 10 且Cc 1 3 的土 較粗顆粒間的孔隙被較細的顆粒所填充 因而土的密實度較好 相應(yīng)的地基土的強度和穩(wěn)定性也較好 透水性和壓縮性也較小 可用作堤壩或其它土建工程的填方土料 由級配曲線可以直觀地判斷土中各粒組的含量情況 如果曲線陡峻 曲線C 表示土粒大小均勻 級配不好 反之 曲線平緩 曲線B 則表示土粒大小不均勻 但級配良好 1 強結(jié)合水土粒的靜電引力強度是隨離開土粒表面的距離增大而減弱的 靠近土粒表面的水分子 受到土粒的強烈吸引 可達1000 2000MPa 而失去自由活動能力 整齊地排列起來 這部分水稱為強結(jié)合水 又叫吸著水 2 弱結(jié)合水距離土粒表面稍遠的水分子 受到土粒的吸引力減弱 有部分活動能力 排列疏松不整齊 這部分水叫弱結(jié)合水 又叫薄膜水 1 土的顆粒比重土粒重量與同體積的4 時水的重量之比 稱為顆粒比重 它在數(shù)值上為單位體積土粒的重量 2 土的重度單位體積土的重量稱為土的重度 3 土的干重度 飽和重度和浮重度土單位體積中固體顆粒部分的重量 稱為土的干重度 土的飽和重度 土孔隙中充滿水時的單位體積重量 稱為土的飽和重度 浮重度 在地下水位以下 單位土體積中土粒的重量扣除浮力后 即為單位土體積中土粒的有效重量 稱為土的浮重度或水下重度 4 土的含水量土中水的重量與土粒重量之比 稱為土的含水量 以百分數(shù)計 5 土的飽和度土中被水充滿的孔隙體積與孔隙總體積之比 稱為土的飽和度 以百分率計 6 土的孔隙比和孔隙率土的孔隙比是土中孔隙體積與土粒體積之比 土的孔隙率是土中孔隙所占體積與總體積之比 以百分數(shù)表示 6 9 2黃土黃土是一種特殊的第四紀陸相松散堆積物 黃土的顏色主要呈黃色或褐黃色 顆粒成分以粉粒為主 富含碳酸鈣 有肉眼可見的大孔隙 天然剖面上垂直節(jié)理發(fā)育 被水浸濕后土體顯著沉陷 濕陷性 具有上述全部特征的土 稱為典型黃土 而與之相似 但缺少個別特征的土 稱為黃土狀土 典型黃土和黃土狀土統(tǒng)稱黃土類土 簡稱黃土 黃土在一定壓力作用下受水浸濕 土結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生顯著附加下沉 導(dǎo)致建筑物破壞 具有特性的黃土 稱濕陷性黃土 2 紅黏土的特點和性質(zhì)1 天然的含水量高 一般為40 60 有的高達90 2 孔隙比大 天然孔隙比一般為1 4 1 7 最高2 0 具有大孔性 3 高塑性 液限一般為60 80 高達110 塑限一般為40 60 高達90 塑性指數(shù)一般為20 50 4 由于塑限很高 所以盡管天然含水量高 一般仍處于堅硬或硬可塑狀態(tài) 液性指數(shù)一般小于0 25 但是其飽和度一般在90 以上 因此 甚至堅硬黏土也處于飽水狀態(tài) 7 2 1地下水按埋藏條件分類地下水按埋藏條件可分為包氣帶水 潛水和承壓水 7 2 2地下水按含水層空隙性質(zhì)的分類地下水按含水層空隙性質(zhì) 含水介質(zhì) 的不同 可分為孔隙水 裂隙水和巖溶水 泉 7 3 1達西滲透定律達西 H Darcy 于1856年用如圖7 9的試驗裝置 在穩(wěn)定流和層流條件下 用粗顆粒土進行了大量的滲透試驗 測定水流通過土試樣單位截面積的滲流量 獲得了滲流量與水力梯度的關(guān)系 從而得到滲流速度與水力梯度 或水頭能量損失 和土的滲透性質(zhì)的基本規(guī)律 即滲流的基本規(guī)律 達西滲透定律 7 3 3動水壓力及臨界水力坡度 2 流砂形成的條件1 巖性條件 土層由粒徑均勻的細顆粒組成 一般粒徑在0 01mm以下的顆粒含量在30 35 以上 土中含有較多的片狀 針狀礦物 如云母 綠泥石等 和附有親水膠體礦物顆粒 從而增加了巖土的吸水膨脹性 降低了土粒重量 因此 在不大的水流沖力下 細小土顆粒即懸浮流動 2 水動力條件 水力梯度較大 流速增大 動水壓力超過了土顆粒的重量時 就能使土顆粒懸浮流動形成流砂 3 流砂的判別1 按 水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范 GB50287 99 判別 2 按水動力條件判別3 根據(jù)土的滲透系數(shù)4 根據(jù)砂土孔隙度 1 潛蝕作用分類潛蝕作用可分為機械潛蝕和化學(xué)潛蝕兩種類型 1 機械潛蝕 在地下滲透水流的長期作用下 產(chǎn)生巖土體中細小顆粒的位移和掏空現(xiàn)象 2 化學(xué)潛蝕 易溶鹽類 如巖鹽 鉀鹽 石膏等 及某些較難溶解的鹽類 如方解石 菱鎂礦 白云石等 在流動水流的作用下 尤其是在地下水循環(huán)比較劇烈的地域 鹽類逐漸被溶解或溶蝕 使巖土體顆粒間的膠結(jié)力被削弱或破壞 結(jié)果導(dǎo)致巖土體結(jié)構(gòu)松動 甚至破壞 機械潛蝕和化學(xué)潛蝕一般是同時進行的 且二者是相互影響 相互促進的 2 人工降低地下水位的方法 2 基坑突涌產(chǎn)生條件 總礦化度 單位體積的地下水中所含有的金屬離子 化合物以及其它微粒的總量稱為地下水的總礦化度 8 2 3地震震級與地震烈度1 地震震級地震震級 magnitude 是表示地震本身釋放能量大小的指標 能量越大 震級越大 地震震級與震源釋放能量的關(guān)系見表8 2 2 地震烈度1 地震烈度的定義地震烈度 earthquakeintensity 是指地震時對某地建筑物的破壞程度的指標 它與距震中距離密切相關(guān) 2 地震烈度的分類a 基本烈度 basicintensity 是指一個地區(qū)在今后100年內(nèi) 在一般場地條件下可能遇到的最大地震烈度 b 建筑場地烈度 siteintensity 又稱小區(qū)域烈度 它是指建筑場地內(nèi)因地質(zhì)條件 地貌 地形條件和水文地質(zhì)條件的不同而引起基本烈度的降低或提高后的烈度 c 設(shè)防烈度又稱設(shè)計烈度 designintensity 它是指應(yīng)按國家規(guī)定的權(quán)限審批 頒發(fā)的文件 圖件 確定的 在基本烈度的基礎(chǔ)上 考慮建筑物的重要性 永久性 抗震性 將基本烈度加以適當調(diào)整 調(diào)整后設(shè)計采用的烈度稱為設(shè)防烈度 8 2 4地震的破壞方式1 共振破壞某一周期的地震波與地基土層固有周期相近 由于共振的作用 這種地震波的振幅將得到放大 此周期稱為卓越周期 2 駐波破壞地震時當兩個幅值相同 頻相相同但運動方向相反的兩個地震波波列 運動到同一點交會時 形成駐波 其幅值增加一倍 當駐波在建筑物處產(chǎn)生時 會對建筑物形成較強的破壞作用 即駐波破壞 3 相位差動破壞當建筑物長接近于或大于場地振動波長時 兩者振動相位不一致形成很大協(xié)調(diào)的振動 此時不論地面振動位移 振幅 有多大 而建筑物的平均振幅為零 在這種情況下 地基振動激烈地撞擊建筑物的地下結(jié)構(gòu)部分 并在最薄弱的部位導(dǎo)致破壞 即為相位差動破壞 4 地震液化與震陷對飽和粉細砂土來說 在地震過程中 砂土層完全喪失抗剪強度和承載能力 呈現(xiàn)液態(tài)特征 這就是地震引起的砂土液化現(xiàn)象 地震液化會導(dǎo)致地表沉陷和變形 稱為震陷 5 地震激發(fā)地質(zhì)災(zāi)害效應(yīng)強烈的地震作用還能激發(fā)斜坡上巖土體松動 失穩(wěn) 引起滑坡和崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象 這稱為地震激發(fā)地質(zhì)災(zāi)害效應(yīng) 8 2 5地震液化1 地震液化的機理地震液化是由多種內(nèi)因和外因綜合作用的結(jié)果 內(nèi)因包括土的顆粒組成 密度 埋藏條件 地下水 沉積環(huán)境和地質(zhì)歷史等 外因包括地震動強度 頻譜特征和持續(xù)時間等 專門性研究結(jié)果認為 地震液化包括先后相繼發(fā)生的振動液化和滲流液化兩個過程 2 地震液化的形成條件 5 抗液化的措施換土填層 將液化土層全部挖除 并回填以壓實的非液化土 是徹底消除液化的措施 加密 采取振沖 振動加密 砂樁擠密 強夯等方法改善液化土層的密實程度 以提高地基抗液化能力 加密法可以全部或部分消除液化的影響 增加蓋層 是在地面上堆填一定厚度的填土 以增大有效覆蓋壓力 圍封法 是在建筑物地基范圍內(nèi)用板樁 混凝土截水墻 沉箱等 將液化土層截斷封閉 以切斷液化土層對地基的影響 增加地基內(nèi)土層的側(cè)向壓力 采用深基礎(chǔ) 基礎(chǔ)穿過液化土層 且基礎(chǔ)底面埋入可液化深度以下穩(wěn)定土層中的深度不應(yīng)少于50mm 2 抗震設(shè)防的基本原則1 抗震設(shè)防要求抗震設(shè)防要求指的是建設(shè)工程抗御地震破壞的準則和在一定風(fēng)險水準下抗震設(shè)計采用的地震烈度或者地震動參數(shù) 2 抗震設(shè)防的基本思想抗震設(shè)防是以現(xiàn)有的科學(xué)水平和經(jīng)濟條件為前提 隨著科學(xué)水平的提高 對抗震設(shè)防的規(guī)定會有相應(yīng)的突破 而且要根據(jù)國家的經(jīng)濟條件 適當?shù)乜紤]抗震設(shè)防水平 3 抗震設(shè)防的三個水準目標抗震設(shè)防的基本原則是 小震不壞 大震不倒 8 5 1崩塌的定義崩塌是在陡峻或極陡斜坡上 某些大塊或巨塊巖塊 突然地崩落或滑落 順山坡猛烈地翻滾跳躍 巖塊相互撞擊破碎 最后堆積于坡腳的過程 堆積于坡腳的物質(zhì)為崩塌堆積物 8 5 2崩塌的發(fā)生條件1 地形地貌條件 崩塌發(fā)生的地形地貌條件主要有岸坡 高陡山坡 峽谷陡坡 河谷凹岸等 2 巖性條件 巖石性質(zhì)不同其強度 風(fēng)化程度 抗風(fēng)化和抗沖刷的能力及其滲水程度都是不同的 3 構(gòu)造條件 崩塌發(fā)生的構(gòu)造條件主要包括巖層的傾向傾角 節(jié)理發(fā)育 軟弱結(jié)構(gòu)面等因素 當巖體中各種軟弱結(jié)構(gòu)面的組合位置處于不利的情況時易發(fā)生崩塌 4 其他因素 此外溫度變化 地表水作用 強烈地震 降雨以及人類工程活動等都可能誘發(fā)崩塌 8 5 3崩塌的防治措施防治崩塌的措施包括削坡 清除危巖 膠結(jié)巖石裂隙 引導(dǎo)地表水流等方法 防止巖石強度迅速變化和差異風(fēng)化 避免進一步變形 以提高斜坡的穩(wěn)定性 崩塌的治理應(yīng)以根治為原則 當不能清除或根治時 對 類崩塌區(qū)可采取下列綜合措施 1 遮擋2 設(shè)置落石平臺或擋石墻 攔石網(wǎng) 3 加固巖體4 鑲補勾縫5 護面6 排水7 削坡 8 6 1巖溶的概念及形態(tài)分布1 巖溶的概念巖溶作用是指地表水和地下水對地表及地下可溶性巖石所進行的以化學(xué)溶解作用為主 機械侵蝕作用為輔的溶蝕作用 侵蝕 溶蝕作用以及與之相伴生的堆積作用的總稱 8 6 2巖溶的發(fā)生條件1 可溶性巖石可溶巖可分為易溶的鹵素鹽類 如巖鹽 中等溶解度的硫酸鹽類 如石膏 硬石膏 芒硝 和難溶的碳酸鹽類 如石灰?guī)r 白云巖 2 巖石的透水性巖體的透水性 一是可溶巖石本身的透水性 另一是在巖體內(nèi)要有裂隙 它們往往成為地下水流暢通的通道 是造成巖溶最發(fā)育之所在地 3 有溶解能力的地下水活動水對碳酸鹽類巖石的溶解能力 主要取決于水中侵蝕性CO2的含量 水中侵蝕性CO2含量越多則溶解能力越強 8 7 3滑坡的形成條件1 巖性滑坡主要發(fā)生在易親水軟化的土層中和一些軟巖中 2 構(gòu)造斜坡內(nèi)的一些層面 節(jié)理 斷層 片理等軟弱面若與斜坡坡面傾向近于一致 則此斜坡的巖土體容易失穩(wěn)成為滑坡 3 斜坡外形斜坡的存在 使滑動面能在斜坡前緣臨空出露 這是滑坡產(chǎn)生的先決條件 4 水水的作用可使巖土軟化 強度降低 可使巖土體加速風(fēng)化 5 地震地震可誘發(fā)滑坡發(fā)生 此現(xiàn)象在山區(qū)非常普遍 8 7 3滑坡的形成條件1 巖性滑坡主要發(fā)生在易親水軟化的土層中和一些軟巖中 2 構(gòu)造斜坡內(nèi)的一些層面 節(jié)理 斷層 片理等軟弱面若與斜坡坡面傾向近于一致 則此斜坡的巖土體容易失穩(wěn)成為滑坡 3 斜坡外形斜坡的存在 使滑動面能在斜坡前緣臨空出露 這是滑坡產(chǎn)生的先決條件 4 水水的作用可使巖土軟化 強度降低 可使巖土體加速風(fēng)化 5 地震地震可誘發(fā)滑坡發(fā)生 此現(xiàn)象在山區(qū)非常普遍 6 人為因素人為地破壞表層覆蓋物 引起地表水下滲作用的增強 或破壞自然排水系統(tǒng) 或排水設(shè)備布置不當 泄水斷面大小不合理而引起排水不暢 漫溢亂流 使坡體水量增加 在興建土建工程時 由于切坡不當 斜坡的支撐被破壞 或者在斜坡上方任意堆填巖土方 興建工程 增加荷載 都會破壞原來斜坡的穩(wěn)定條件 引水灌溉或排水管道漏水將會使水滲入斜坡內(nèi) 促使滑動因素增加 8 7 4滑坡的野外識別斜坡滑動之后 會出現(xiàn)一系列的變異現(xiàn)象 這些變異現(xiàn)象 為我們提供了在野外識別滑坡的標志 其標志主要包括地層構(gòu)造 地形地物 水文地質(zhì)標志 滑坡先兆現(xiàn)象 8 7 6滑坡的防治措施1 繞避滑坡2 削坡減重與反壓3 排水4 提高滑動界面的巖土摩擦力5 抗滑錨桿加固6 抗滑樁7 抗滑擋墻 8 8 1泥石流的概念泥石流 debrisflow 是山區(qū)暴雨或冰雪融化帶來的山洪水流挾帶大量泥砂 石塊等固體物質(zhì) 突然以巨大的速度從溝谷上游沖馳而下 兇猛而快速地對下游建筑物和人員造成強大破壞力的一種地質(zhì)災(zāi)害 泥石流中的固體碎屑物含量大致在20 80 之間 8 8 3泥石流的發(fā)生條件泥石流的形成必須同時具備以下三個條件 陡峻的便于集水 集物的地形地貌 豐富的松散物質(zhì) 短時間內(nèi)聚集大量的水源 8 8 5泥石流的防治措施1 水土保持水土保持包括封山育林 植樹造林 平整山坡 修筑梯田 修筑排水系統(tǒng)及支擋工程等措施 水土保持雖是根治泥石流的一種方法 但需要一定的自然條件 收效時間也較長 一般應(yīng)與其他的措施配合進行 2 跨越指修隧道 明洞和渡槽 從泥石流溝下方通過 而讓泥石流從其上方排泄 這是鐵路和公路通過泥石流地區(qū)的又一主要工程形式 一般用于路基通過堆積區(qū) 泥石流規(guī)模大 常發(fā)