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工程地質(zhì)學(EngineeringGeology)是一門研究與工程建設(shè)相關(guān)地責問題，為工程建設(shè)服務(wù)地質(zhì)學科。它是地質(zhì)學分支學科，屬于應(yīng)用地質(zhì)學范圍。狹義工程地質(zhì)勘察學工程地質(zhì)學基礎(chǔ)區(qū)域工程地質(zhì)學廣義狹義土力學巖石力學土質(zhì)學1/117研究對象

淺表層地質(zhì)環(huán)境工程建筑物1.研究目標：

二者關(guān)系、適應(yīng)性、矛盾轉(zhuǎn)化、處理，確保建筑物安全、經(jīng)濟和正常使用。2.研究方法：勘察、分析評價——說明條件、處理問題——滿足建筑物設(shè)計、施工、使用。2/117研究任務(wù)說明場地工程地質(zhì)條件；評價工程地責問題；`場址選擇與建筑物配置；環(huán)境影響及對策提議；建筑物結(jié)構(gòu)和施工方法提議；地質(zhì)災害防治方案。基本任務(wù)：查明工程地質(zhì)條件中心任務(wù)：工程地責問題分析、評價3/117工程地質(zhì)條件：與工程建筑物相關(guān)地質(zhì)條件綜合。巖土類型及其工程性質(zhì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)地形地貌水文地質(zhì)工程動力地質(zhì)作用天然建筑材料

因為不一樣地域地質(zhì)環(huán)境不一樣，工程地質(zhì)條件不一樣，對工程建筑物有影響地質(zhì)原因主次關(guān)系不一樣。4/117工程地責問題：工程建筑物與工程地質(zhì)條件之間所存在矛盾或問題。場地工程地質(zhì)條件不一樣、建筑物內(nèi)容不一樣，所出現(xiàn)工程地責問題也各不相同。房屋工程：地基承載力、沉降、基坑邊坡變形……礦山開采：邊坡穩(wěn)定性、基坑突水、礦坑穩(wěn)定……水利水電工程：滲透變形、水庫滲漏、斜坡穩(wěn)定性、壩體抗滑穩(wěn)定性……地下工程：圍巖穩(wěn)定性、地應(yīng)力、突水……5/117研究內(nèi)容1.巖土工程性質(zhì)研究研究與工程建筑物相關(guān)巖土體工程地質(zhì)性質(zhì)及其改變規(guī)律，即分布規(guī)律、成因類型、力學性質(zhì)等

分支學科：工程巖土學2.工程動力地質(zhì)作用研究研究工程動力地質(zhì)作用形成機制、規(guī)模、空間分布及發(fā)展趨勢，對由此引發(fā)工程地責問題進行評價、防治和改造分支學科：工程動力地質(zhì)學3.工程地質(zhì)勘察理論和技術(shù)方法研究研究勘察方法選擇、工作布置標準、工作量分配，勘察技術(shù)、方法理論改進。規(guī)范、手冊為指南。分支學科：工程地質(zhì)勘察、巖土工程勘察。6/1174.區(qū)域工程地質(zhì)研究為工程規(guī)劃設(shè)計提供地質(zhì)依據(jù)，進行工程地質(zhì)區(qū)劃

分支學科：區(qū)域工程地質(zhì)學5.環(huán)境工程地質(zhì)研究研究人類工程活動和地質(zhì)環(huán)境之間聯(lián)結(jié)模式，科學預測人類活動對地質(zhì)環(huán)境影響

分支學科：環(huán)境工程地質(zhì)學7/117研究方法自然歷史分析法數(shù)學力學分析法模型模擬試驗法工程地質(zhì)類比法8/117第2章

活斷層與地震

9/117活斷層基本特征

全新活動斷裂，活斷層類型，活斷層活動方式。2.活斷層地質(zhì)、地貌和水文地質(zhì)標志3.地震分類，地震震級，地震烈度4.地震效應(yīng)

砂土液化機理10/117

活斷層普通是指現(xiàn)今正在活動斷層，或近期曾活動過、很快未來可能重新活動過斷層。后者也稱為潛在活斷層。《巖土工程勘察規(guī)范》全新活動斷裂：全新世（10000）年內(nèi)有過活動或近期正在活動，在未來（100年）可能繼續(xù)活動斷裂。發(fā)震斷裂：近期（500年）發(fā)生過5級以上地震，或在未來100年內(nèi)預測可能發(fā)生5級以上地震斷裂?！端姽こ痰刭|(zhì)勘察規(guī)范》活斷層：最終一次錯動距今10-15萬年（晚更新世）斷層。11/117活斷層基本特征

按照位移方向與水平面關(guān)系：（1）正斷型活斷層差異升降活動為它斷陷盆地邊緣。下降盤分支斷層多見，形成地塹式正斷層組合。特征：斷層面較陡＞45°（σ1直立，σ3水平）；斷帶寬，較破碎；活動性強，相關(guān)地震少；上盤性質(zhì)差。

東非大裂谷、汾渭地塹、銀川地塹等。12/117（2）逆斷型活斷層多分布于板塊碰撞擠壓帶。上盤變形帶大，出現(xiàn)多分支斷層。斷層面較緩，＜45°（σ1水平，σ3直立）；波狀起伏；斷帶寬，破碎；大型，伴震；上盤性質(zhì)差。

喜山、祁連山、天山山前逆沖斷層等。（3）走滑型活斷層常分布于大陸內(nèi)部地塊之間接觸部位，水平錯動量大，斷層帶寬度不大，極少分支斷裂。走滑（左旋、右旋）--斷面窄，陡傾（σ1、σ3水平）；大型，伴震。

安德烈斯、安納托里、小江、紅河等。13/117活斷層活動方式（1）粘滑型活斷層間歇性突然滑動，常伴有地震活動，也稱為地震斷層。發(fā)生在強度較高巖石中，斷層帶鎖固能力強，危害大。發(fā)震斷裂特征：深斷裂，裂谷，板塊接觸帶。（2）蠕滑型活斷層沿斷層面兩側(cè)巖層連續(xù)遲緩地滑動發(fā)生在強度較低軟巖中，斷層帶鎖固能力弱普通無震發(fā)生，有時可伴有小震。14/117活斷層判別標志地質(zhì)方面最新沉積物被錯斷

只要是見到第四系中、晚期沉積物被錯斷，均視斷層為活斷層。如位于汾渭地塹中段平遙活斷層，錯斷晚更新世中晚期黃土，以及早中期更新世地層，斷距40—50m。斷層破碎帶結(jié)構(gòu)形跡活動斷層因其形成時間較晚，普通表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)帶物質(zhì)欠固結(jié)欠膠結(jié)狀態(tài)，較為渙散。另外，表現(xiàn)出脈體變形被切斷，結(jié)構(gòu)巖片理化，透鏡化，斷面新鮮無風化，第四系物質(zhì)牽引彎折等。斷層礦物顯微變形出現(xiàn)顯微組構(gòu)（如不等顆粒拉長，光軸微定向等）15/117地貌方面不一樣地貌單元突然相接，或兩邊沉積物厚度顯著差異比如，隆起山區(qū)與斷陷盆地突然相接。一次錯動量大活斷層，沿線分布斷層三角面、斷層崖、陡坎、埡口、“V型谷”等地貌單元分解和異常比如，河流階地、山脊、水系、夷平面、坡洪積扇等地貌單元因為活斷層作用，使其產(chǎn)生錯斷、分解?；顢鄬幼饔檬拐０l(fā)育地貌系統(tǒng)出現(xiàn)異常形態(tài)或特殊地貌景觀。如斷層帶一側(cè)，河流同時肘狀拐彎、寬窄變異，斷層下降盤一側(cè)線狀排列洪積群、泥石流、滑坡、串珠狀洼地等。16/117水文地質(zhì)方面

因為斷層帶結(jié)構(gòu)物質(zhì)渙散，輕易形成強導水帶，因而活斷層帶一線分布泉水、溫泉，出現(xiàn)植被發(fā)育現(xiàn)象。也因為活斷層為深大斷裂，深循環(huán)水將造成水化學異常。17/117

地震:在地殼表層,因彈性波傳輸所引發(fā)振動作用或現(xiàn)象。

結(jié)構(gòu)地震火山地震陷落地震誘發(fā)地震按成因分類

淺源地震：0<70km大陸地震多屬這類，占73%，30km以內(nèi)更多中源地震：70~300km占23%深源地震：>300km占4%，最深達720km震源深度

大地震：M>=7級強烈破壞地震中地震：7>M>=5破壞性地震小地震：5>M>=3,2-4級有感地震微地震：3>M>=1

超地震：M<=1按地震M級大小18/117活斷層區(qū)建筑標準建筑物場址普通應(yīng)避開活動斷裂帶。線路工程必須跨越活斷層時，盡可能使其大角度相交，并盡可能避開主斷層。必須在活斷層地域興建建筑物，應(yīng)盡可能地選擇相對穩(wěn)定地塊即“安全島”，盡可能將重大建筑物布置在斷層下盤。在活斷層區(qū)興建工程，應(yīng)采取適當抗震結(jié)構(gòu)和建筑型式。19/117

第二節(jié)地震基礎(chǔ)知識

一、幾個概念：

1、震源：地震發(fā)源地（能量E、深度H）2、震中:震源在地表水平面上垂直投影。

3、震中距：地面上任何一點到震中直線距離.

4、震源深度：從震源到地面垂直距離。

5、地震波：質(zhì)點振動，彈性波，能量傳輸，產(chǎn)生振動（地震力），破壞源動力，信息載體，透、反、折射傳輸。20/117體波：經(jīng)過地球本體傳輸波面波：體波經(jīng)過反射、折射后，在介質(zhì)界面或自由面（如地面）傳輸縱波（P）：壓縮波，對應(yīng)于介質(zhì)體應(yīng)變，三維擴散橫波（S〕：剪切波，對應(yīng)于切應(yīng)變，二維擴散破壞性最大

體波瑞利波（R）：質(zhì)點在XZ面上橢圓滾動前進勒夫波（Q）：質(zhì)點在XY面上曲線前進面波（L）21/1177.地震震級（earthquakemagnitude,

M）：是衡量地震本身大小尺度，由地震所釋放出來能量大小所決定。M＝LOGAA：距震中100公里處標準地震儀在地面所統(tǒng)計震波最大振幅。（微米）標準地震儀：自振周期0.8秒，阻尼比0.8，最大靜力放大倍率為2800。能量E（J）與震級（M)關(guān)系：理論上M無上限，實際上，因地殼巖石強度有限，即累積應(yīng)變能有限，當前最大M為8.9級。logE=4.8+1.5M22/1178.地震烈度（earthquakeintensity，I0)：衡量地震所引發(fā)某地地面震動強烈程度尺度。與地震釋放能量大小、震源深度、震中距、震域介質(zhì)條件相關(guān)。一次地震只有一個M，但有不一樣I。震中烈度用I0表示。震源深度和震中距越小，地表巖土越軟弱，地震烈度越大。淺源地震（據(jù)152次大震統(tǒng)計）震級與烈度關(guān)系：M=0.68I0+0.9823/117

烈度是估算災情，進行區(qū)劃，抗震設(shè)計直接依據(jù)。震害大小取決于地震破壞力和地物本身抗震性兩方面，烈度劃分以兩方面作為標準。當前全世界均是以一次地震造成一個地域宏觀震害（如房屋坍毀程度等），同時引入地震加速度等物理指標作為參考，劃分烈度。國際上有數(shù)十種劃分標準，我國是國家地震局制訂標準，依據(jù)一個地域某一地震及代表性地質(zhì)條件（普通二類土層）建筑破壞情況劃分烈度。依據(jù)：人感覺，房屋及器物地物震害程度，加速度和速度（參考）。等級：I——

級

幾個烈度概念：24/117第三節(jié)地震效應(yīng)

取決于三方面：場地工程地質(zhì)條件；震級、震中距；建筑物類型及結(jié)構(gòu)。

地震效應(yīng)——地震作用影響所及范圍內(nèi)，地表出現(xiàn)各種震害和破壞。振動破壞效應(yīng)——引發(fā)建筑物破壞地面破壞效應(yīng)——地面破裂及地基液化、沉陷等斜坡破壞效應(yīng)——滑坡、崩塌等三種破壞效應(yīng)25/117二地面破壞效應(yīng)地面破裂效應(yīng)地基基底效應(yīng)地震斷層地面裂縫沉降砂土液化地基滑移26/117機理：飽水砂土在地震、動力荷載或其它物理作用下，受到強烈振動而喪失抗剪強度，使砂粒處于懸浮狀態(tài)，致使地基失效作用或現(xiàn)象。1液化機理：砂土抗剪強度：砂基液化問題：27/1172.影響砂土液化原因1）土類型及性質(zhì)★粒度粉、細砂土最易液化；高烈度時，亞砂土、輕亞粘土、中砂也可液化。我國90%發(fā)生在粉組、砂、亞砂土中。粉粒含量>40%時，極易液化；粘粒含量>12.5%時，極難液化。極易液化土特征是：平均粒度0.02-0.10mm，?=2-8，粘粒含量<10%28/117★密實度

松砂極易液化，密砂不易液化。相對密度Dr<50%時，很易液化，Dr>80%時，不易液化?！锍梢蚣澳甏酁闆_積成因粉細砂土，如濱海平原、河口三角洲等。沉積年代較新：結(jié)構(gòu)渙散、含水量豐富、地下水位淺29/1172）飽和砂土埋藏分布條件

埋藏條件包含：砂層厚度、上覆非液化土層厚度（即埋藏深度）、地下水埋深?！锷皩由细卜且夯翆佑?，液化可能性愈小。普通埋深大于10-15m以下就難以液化了?！锏叵滤宦裆钣?，愈不易液化。實際上，地下水埋深3-4m時，液化現(xiàn)象極少，普通把液化最大地下水埋深定為5m?！锷皩釉胶裨揭滓夯?。

30/1173）地震活動強度及歷時

地震力（剪應(yīng)力）是砂土液化動力

地震愈強，歷時愈長，則愈易引發(fā)砂土液化，而且涉及范圍愈廣。Ⅵ度以下地域極少有液化現(xiàn)象；Ⅶ度區(qū)只能使疏松粉、細砂層液化；而Ⅸ度以上地域才能使粗粒及粘粒含量較高土液化。強度很高地域即震中區(qū)附近，因地振動以垂直為主，也不易產(chǎn)生液化。液化范圍（液化最遠點，以震中距R表示，Km）lgR=0.77M-3.631/1174.砂土液化防護辦法（1）慎重選擇場地（2）選擇基礎(chǔ)類型（3）地基處理處理標準：★應(yīng)處理至液化深度下限★處理后土層標貫擊數(shù)實測值應(yīng)大于臨界值壓密經(jīng)過振動、夯擊、爆破等伎倆，使砂土急劇液化排水，而到達壓密，提升天然地基土相對密度Dr排滲法經(jīng)過排滲井等來消散因振動時而產(chǎn)生孔隙水壓力，預防液化換土或蓋重用非液化土更換地表液化土層，或在地表液化土層上覆蓋填土。32/117

第3章斜坡工程33/117《地球科學大辭典》

地質(zhì)災害是指地質(zhì)動力活動或地質(zhì)環(huán)境變異為主要成因自然災害。地質(zhì)災害概念主要包含：火山、地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地面塌陷和地裂縫等。34/1171、斜坡變形破壞基本形式拉裂，蠕滑，彎曲傾倒；滑坡，崩塌；2、滑坡基本要素3、崩塌形成條件4、斜坡穩(wěn)定性影響原因

巖土類型與性質(zhì)，巖體結(jié)構(gòu)和地質(zhì)結(jié)構(gòu)，地表水和地下水，地震，人類活動等。5、滑坡時間預報巖土體蠕變理論6、滑坡防治辦法35/117

滑坡基本要素

滑動帶

：滑坡體與滑坡床之間分界面。形態(tài)可分為圓弧狀、平面狀和階梯狀等。滑坡床

：滑坡體之下未經(jīng)過滑動巖土體。滑坡體

：與母體脫離經(jīng)過滑動部分巖體。滑坡周界：滑坡體與周圍未變位巖土體在平面上分界限?；卤?/p>

：滑坡體后緣因為滑動作用所形成母巖陡壁，其坡角多為35-80度，平面上多呈圈椅狀?；卤谏铣Ｒ娿U直方向擦痕?；屡_階：滑坡體下滑時各部分運動速度不一樣而形成錯臺。滑坡舌

：滑坡體前部伸出如舌狀部位。常伸入溝谷、河流。最前端滑坡面出露地表部位，稱滑坡剪出口。36/117

滑坡洼地（湖)

主滑線

滑坡裂隙：滑坡體在滑動過程中各部位受力性質(zhì)和大小不一樣，在各部位產(chǎn)生不一樣力學性質(zhì)裂隙。拉張裂隙：位于滑體后部、滑床后壁，弧形分布，與滑動方向垂直；剪切裂隙：羽狀分布于滑坡體中前部兩側(cè)，，因滑坡體與滑坡床之間相對位移力偶作用形成，與滑動方向斜交；鼓張裂隙：分布滑體前緣，因為滑體后部推擠鼓起而成，與滑動方向垂直；扇形裂隙：位于滑體舌部，因前部巖土體向兩側(cè)擴散產(chǎn)生，放射狀呈扇形分布。37/117第五節(jié)崩塌一、崩塌類型及形成條件：

崩塌普通發(fā)生在厚層堅硬巖體中?；?guī)r、砂巖、石英巖等厚層硬脆性巖石常能形成高陡斜坡，其前緣常由于卸荷裂隙發(fā)育而形成陡而深張裂縫，并與其它結(jié)構(gòu)而組合，逐步發(fā)展而形成連續(xù)貫通分離面，在觸發(fā)原因作用下發(fā)生崩塌。另外，由緩傾角軟硬相間巖層組合陡坡，因為軟弱巖層被風化剝蝕而形成凹龕，使上部堅硬巖層失去依靠，故也常發(fā)生局部崩塌。38/117

第六節(jié)影響斜坡穩(wěn)定性原因

巖土類型及性質(zhì)振動作用（如地震）地質(zhì)結(jié)構(gòu)降水（雨、雪）水庫蓄水地形人類活動（開挖、加載水文地質(zhì)植被、水等）風化、剝蝕作用內(nèi)在原因外部原因39/117一、內(nèi)在原因

1.巖土類型及性質(zhì)——決定抗滑力根本原因強度、自穩(wěn)能力：堅硬巖石>半堅硬巖石>渙散土坡結(jié)構(gòu)：層理、軟弱夾層、原生節(jié)理、片理等特殊性質(zhì)：膨脹性、濕陷性等

滑坡往往集中在一些特定巖層中——“易滑巖組”如：西北黃土分布地域、成都平原地域成都粘土層、四川盆地紅層地域（砂、泥巖互層）、青海、甘肅地域第三系地層（半成巖砂、泥巖），川西北、陜南和甘南淺變質(zhì)巖地域（主要是千枚巖分布地域）40/1172.地質(zhì)結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)面——結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、力學性質(zhì)、規(guī)模。沉積巖地域：特大型滑坡主要與層面結(jié)構(gòu)相關(guān)不一樣結(jié)構(gòu)部位滑坡差異：如在褶皺兩翼部位，結(jié)構(gòu)面往往形成上陡下緩勺形；沿著大結(jié)構(gòu)斷裂帶，滑坡往往呈帶狀分布。

3.地形地貌斜坡坡度越大、越高，斜坡穩(wěn)定性越差。41/117按結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀與臨空面關(guān)系，可分為：

(1)平迭坡：主要軟弱結(jié)構(gòu)面為水平(2)逆向坡：主要軟弱結(jié)構(gòu)面傾向與坡面傾向相反(3)順向坡：主要軟弱結(jié)構(gòu)面傾向與坡面傾向一致>時，穩(wěn)定性最差，極易發(fā)生順層滑坡<時，穩(wěn)定性很好

(4)斜交坡：主要軟弱結(jié)構(gòu)面與坡面成斜交關(guān)系。其交角越小，穩(wěn)定性就越差。(5)橫交坡：主要軟弱結(jié)構(gòu)面走向與坡面走向近于垂直，穩(wěn)定性很好，極少發(fā)生大規(guī)?；隆?2/117

1.地震：震中周圍烈度七度區(qū)，考慮附加應(yīng)力2.降水：三種效應(yīng)(1)水平推力－－側(cè)向水壓力(2)浮托力－－減小滑動面上有效應(yīng)力(3)軟化效應(yīng)－－降低巖土體抗剪強度水庫（河流）水作用：

動水壓力沖刷、掏空作用

二、外部原因：43/117區(qū)域性滑坡預測：以一個大區(qū)域為依據(jù)對象，確定滑坡可能發(fā)生區(qū)段范圍。地段性滑坡預測：以一個地段滑坡調(diào)查資料為依據(jù)，確定未來可能發(fā)生滑坡大致位置、可能類型等。場地性滑坡預測：針對某一特定場址，預測滑坡可能發(fā)生確實切位置、范圍大小、運動速度及類型。

空間預測按照預測范圍大小可分為：

44/117時間預報按照預測時間長短關(guān)系，可分為：滑坡長久預報：對未來滑坡運動趨勢作判斷，以確定滑坡活動可能年份。滑坡短期預報：對滑坡活動可能季節(jié)或月份作出預測?；屡R滑預報：對滑坡將要暴發(fā)詳細日期、乃至時分作出預報。

45/117三、滑坡時間預報（1）滑坡變形前兆現(xiàn)象預報法（2）位移－時間曲線改變趨勢判斷法（3）齋滕法和改進齋滕法（4）統(tǒng)計數(shù)學模型回歸模型、灰色理論模型、生物生長模、災變理論模型等（5）黃金分割法（6）非線性動力學模型預報法（7）聲發(fā)射等參數(shù)預報法46/117

第九節(jié)滑坡防治防治目標：

是減災、防災、保護環(huán)。防治標準：以防為主，治理為輔。應(yīng)該把防災貫通到工程建設(shè)各個步驟，在工程規(guī)劃選址、設(shè)計、施工各階段均應(yīng)重視防災減災。比如災害預測及危險性評定正表達了這一標準。47/117防治指是預防與治理兩方面：①滑坡預防：指是滑坡災害沒有產(chǎn)生以前，人們已經(jīng)了解其存在危險性和危害性，并采取對應(yīng)辦法加以防范，使滑坡?lián)p失降至最小程度。預防是以勘察分析、預測預報、動態(tài)監(jiān)測為基礎(chǔ)，同時提出有效預防辦法及對應(yīng)設(shè)計施工工作。②滑坡治理：指是對潛在不穩(wěn)定體采取有針對性工程辦法，確保其穩(wěn)定，從根本上消除隱患。治理是一項工程，它包含對災害體勘察、評價，提出經(jīng)濟合理工程辦法，并付之實施。48/1171防預辦法：（1）繞避：改線、架橋跨越、隧道穿越（2）攔截：攔石墻、攔柵網(wǎng)（3）

排水：地表排水：排水溝、坡面防滲地下排水：盲溝、排水洞、排水孔（4）監(jiān)測預警

49/117

2治理辦法：

（1）排水辦法：（同上）（2）削方、堆：格柵（室）護坡（3）支擋工程：擋土墻：砌置擋墻加筋土擋墻

錨固：單一錨桿（索）掛網(wǎng)+噴漿+錨桿（索）構(gòu)+錨桿（索）

抗滑樁：鋼管樁鋼筋+砼樁砼樁結(jié)合形式：樁+錨樁+墻（板、梁）（4）坡面防護：橫向護坡植基綠色護坡（5）其它：固結(jié)灌漿阻滑鍵（栓）

50/117第4章

地下工程51/1171、概念：圍巖，圍巖應(yīng)力重分布，圍巖壓力2、地下建筑工程主要工程地責問題3、參數(shù)λ

4、巴頓巖體質(zhì)量分類5、地質(zhì)超前預報慣用預報方法：

地質(zhì)預報法，超前勘探法，物探法52/117圍巖：由開挖洞室引發(fā)應(yīng)力狀態(tài)重大改變局限在洞周一定范圍之內(nèi)。通常此范圍等于地下洞室橫剖面中最大尺寸3—5倍，習慣上將此范圍內(nèi)巖體稱為“圍巖”。53/117應(yīng)力重分布范圍內(nèi)巖體稱圍巖。開挖洞室，應(yīng)力平衡被打破，圍巖向洞內(nèi)松脹位移，引發(fā)一定范圍內(nèi)應(yīng)力調(diào)整，使天然應(yīng)力大小、方向和性質(zhì)改變，到達新平衡。二、圍巖中重分布應(yīng)力地下建筑穩(wěn)定性主要取決于圍巖穩(wěn)定性。54/117洞頂?shù)壮霈F(xiàn)拉應(yīng)力；洞壁圍巖內(nèi)σθ全為壓應(yīng)力洞室側(cè)壁出現(xiàn)拉應(yīng)力，洞頂?shù)壮霈F(xiàn)較高壓應(yīng)力集中。取不一樣λ值，洞壁應(yīng)力狀態(tài)不一樣。55/117圍巖破壞自洞壁始，向內(nèi)（深部）發(fā)展。應(yīng)力重分布特征：環(huán)向應(yīng)力增或減，并出現(xiàn)拉應(yīng)力；產(chǎn)生分異現(xiàn)象，徑向應(yīng)力趨于零；洞周應(yīng)力差最大（拉應(yīng)力集中）。56/117第5節(jié)圍巖壓力

圍巖在重分布應(yīng)力作用下產(chǎn)生變形（位移），進而引發(fā)施加于支護襯砌上壓力，稱圍巖壓力。圍巖壓力是圍巖與支襯間相互作用力，是外力。圍巖應(yīng)力是巖體中內(nèi)力。若圍巖強度高，不需支護可自穩(wěn)，便不存在圍巖壓力。圍巖壓力大小是支護設(shè)計主要依據(jù)。一、概念57/117第1節(jié)概述關(guān)鍵問題--洞室圍巖穩(wěn)定性其它工程地責問題巖爆地下建筑—

天然或人工開挖作為各種用途構(gòu)筑物。有害氣體突出涌水高地溫地下建筑主要工程地責問題58/117第4節(jié)圍巖分類分類指標為：式中：RQD－巖芯質(zhì)量指標；Ｊｎ－節(jié)理組數(shù)；Ｊｒ－節(jié)理粗糙系數(shù)；Ｊａ－節(jié)理蝕變系數(shù)；Ｊｗ－節(jié)理水折減系數(shù)；SRF－應(yīng)力折減系數(shù)。四、巴頓巖體質(zhì)量分類（挪威-Ｑ系統(tǒng)）59/117第4節(jié)圍巖分類６個參數(shù)組合反應(yīng)了巖體質(zhì)量三個方面，即：→表示水與其它應(yīng)力存在時對巖體質(zhì)量影響?！鷰r體完整性；→結(jié)構(gòu)面形態(tài)、充填特征及次生改變等情況；四、巴頓巖體質(zhì)量分類60/117第7節(jié)地質(zhì)超前預報一、概念

地下工程地質(zhì)超前預報：利用一定技術(shù)和伎倆，搜集和分析地下工程所在巖土體相關(guān)信息，對施工掌子面前方巖土體情況、不良地質(zhì)體工程部位及成災可能性作出解釋、預測和預報。二、目標查明掌子面前方地質(zhì)結(jié)構(gòu)、圍巖性狀、結(jié)構(gòu)面發(fā)育特征，尤其是溶洞、斷層、各類破碎帶、巖體含水情況，方便提前、及時、合理地制訂安全施工進度、修正施工方案，確保施工安全、加緊施工進度。61/117第5章

泥石流62/1171、泥石流形成條件2、泥石流運動特征：直進性和脈動性3、稀性泥石流與粘性泥石流區(qū)分?（書上）4、泥石流治理辦法63/117二、泥石流活動特點1）突然暴發(fā)2）來勢兇猛3）歷時短暫4）破壞力大

64/117第2節(jié)泥石流形成條件一、地形條件—縱比降大、坡面多、流域面積大、匯流快速，提供固體物、勢能、加大徑流強度。1、地形--相對高差大于200m地域有泥石流分布，相對高差大于1000m地域為泥石流高頻區(qū)。2、地貌--我國第一地貌階梯青藏高原≥4000m，第二階梯云貴、黃土高原、隴南山區(qū)1000~m，第三階梯四川盆地300~700m，其過渡地帶高差大、切割猛烈，為泥石流活躍地帶（滇東北、川西、隴南)。65/1173.經(jīng)典泥石流流域分為：形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)。1）泥石流形成區(qū)（上游）多為三面環(huán)山、一面出口半圓形寬敞地段，周圍山坡陡峻，多為30°-60°陡坡。坡體光禿破碎，無植被覆蓋。斜坡常被沖溝切割，且有崩塌、滑坡發(fā)育。有利于聚集周圍山坡上水流和固體物質(zhì)。66/1172）泥石流流通區(qū)（中游）泥石流搬運經(jīng)過地段。多為狹窄而深切峽谷或沖溝，谷壁陡峻而縱坡降較大。含有極強沖刷能力，將溝床和溝壁上土石沖刷下來攜走。67/1173）泥石流堆積區(qū)（下游）泥石流物質(zhì)停積場所。多位于山口外或山間盆地邊緣，地形較平緩。泥石流動能能急劇變小，最終停積下來，形成扇形、錐形或帶型堆積體。特點：地面往往壟崗起伏，坎坷不平，大小石塊混雜。68/117二、地質(zhì)條件：為泥石流形成提供豐富固體物源及強大動能。1、結(jié)構(gòu)復雜→巖性破碎；高地震頻發(fā)→崩、滑多發(fā)，為泥石流提供豐富固體物質(zhì)。2、新結(jié)構(gòu)運動活躍→地形陡峻、高差對比大，為泥石流提供勢能貯備。小江流域發(fā)育在著名小江深大斷裂帶上，新老結(jié)構(gòu)錯綜復雜，巖層破碎，不足90km江段上便發(fā)育了107條泥石流溝。第2節(jié)泥石流形成條件69/1173、泥石流形成區(qū)內(nèi)，有大量易于被水流侵蝕沖刷疏松土石堆積物（重力堆積、風化殘積、坡積、冰磧物等），是泥石流形成主要條件。泥石流源地常見基巖，往往是片巖、千枚巖、泥頁巖和凝灰?guī)r等軟弱巖層。70/117第2節(jié)泥石流形成條件三、氣象水文條件：

集中降雨、高溫天氣產(chǎn)生強烈地表徑流（暴雨、冰雪融化和水體潰決），地表強徑流使泥石流具備開啟、攜運能力。1、水體量決定于氣候條件（暴雨型、冰雪融化型)。2、徑流強度決定于氣候（雨量、雨強）及地形條件（匯流速度）。小江流域年雨量700~1200mm，多暴雨，最大雨強108mm/h；遼寧老帽山：6小時395mm，116.5mm/h。71/117第2節(jié)泥石流形成條件1.

地形條件－固體物起源、徑流條件2.

地質(zhì)條件－固體物起源、運動勢能3.氣象水文條件－徑流強度、動力條件72/117第3節(jié)泥石流特征密度－決定了泥石流流態(tài)和運動特征；結(jié)構(gòu)－使泥石流含有破壞力不一樣；流態(tài)－對溝床改造能力不一樣；直進性－粘性泥石流含有，破壞力強；脈動性－蓄能再動，前峰破壞力極強。73/117二、泥石流流動特征2、直進性流體運動中受阻，所攜固體物堆積，填平、抬升溝床，后陣流體便可前進。超高爬高、截彎取直、沖向下游。流體越粘直進性越強、沖擊力越大。74/117二、泥石流流動特征3、脈動性呈陣性運動。其過程線似正弦曲線，上漲曲線較下落曲線陡些，以相等時間間隔流動（陣發(fā)）。陣前鋒為高大泥石流龍頭，具極強沖擊力。一場泥石流常出現(xiàn)幾十至上百陣。75/117總標準：全流域規(guī)劃、統(tǒng)籌兼顧；大流域著眼、小流域入手；突出重點、抓住要害。危險區(qū)建立警戒避難體制。三區(qū)防治重點：形成區(qū)—蓄水、固沙、護坡。流通區(qū)—減速、削能。堆積區(qū)—合理疏導。第6節(jié)泥石流防治辦法

76/117一、形成區(qū)防治：從泥石流產(chǎn)生基本條件（固體物、水體）和觸發(fā)條件（地表徑流強度）兩方面考慮。護坡：降低渙散固體物起源；開發(fā)性治理水土流失：控制地形切割程度，減小地表徑流強度（植樹造林）；排洪：使水沙分離，減小地表徑流強度，降低聚流水動條件，從根本上扼制產(chǎn)生泥石流動因（泄洪洞、引水渠）。77/117二、流通區(qū)防治：

控制固體物起源、減小地表徑流強度。保護溝床：截斷固體物補充源（防沖林）；攔擋：攔截固體、排液體，調(diào)整溝道形狀，減小縱比降，降低流體速度，減弱運動能量。（攔沙壩、谷坊）78/117三、堆積區(qū)防治：合理疏導保通暢，固留液走。排導：導向堆積場所，將固物堆積于適當位置。（明硐、導流堤、排導溝）。不排向江河主流；不阻滯后續(xù)流體；不與人類工程產(chǎn)生矛盾。79/117第6章巖溶

80/1171、巖溶作用：地下水和地表水對可溶性巖石破壞和改造作用叫巖溶作用。2、巖溶地貌形態(tài)3、巖溶發(fā)育基本條件4、影響巖溶發(fā)育原因81/117一、概念巖溶作用：地下水和地表水對可溶性巖石破壞和改造作用叫巖溶作用。巖溶：巖溶作用及其所產(chǎn)生地貌現(xiàn)象和水文地質(zhì)現(xiàn)象總稱為巖溶，國際上通稱喀斯特（karst）。6.1概述82/117

二、巖溶現(xiàn)象

1、形成獨特地貌大地貌形態(tài)及蝕變：峰叢（溶蝕）；峰林（溶盆）；溶蝕平原地表形態(tài)正形態(tài)：石林、石筍、峰林、孤峰。負形態(tài)：溶溝、溶孔、溶槽、溶水洞、漏斗、洼地、溶盆、溶原。地下形態(tài)：溶洞、溶隙、暗河。83/1172、形成獨特水文地質(zhì)現(xiàn)象

地表水系不發(fā)育，巖體透水性增大，巖溶水分布極不均勻，動態(tài)改變大，流態(tài)復雜多變，地下水埋深普通較大。84/117巖溶發(fā)育基本條件有四個：

含有可溶性巖石；含有溶蝕能力水；含有良好水循環(huán)交替條件；6.2碳酸鹽巖溶蝕機理85/1176.3影響巖溶發(fā)育原因

凡是影響上述三個條件原因均是影響巖溶發(fā)育原因。含有可溶性巖石含有溶蝕能力水含有良好水循環(huán)交替條件巖溶發(fā)育條件86/117一、碳酸鹽巖巖性影響

碳酸鹽巖能否被溶解或溶解程度怎樣，主要取決于巖石性質(zhì)，如物質(zhì)成份、化學成份、礦物成份及結(jié)構(gòu)。碳酸鹽巖是指碳酸鹽礦物含量超出50%一類沉積巖。主要化學成份是CaCO3、MgCO3、Sio2等。常見有：灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r等。1、碳酸鹽巖化學成份與巖溶發(fā)育關(guān)系87/117二、氣候影響1.降水影響：（1）水直接參加巖溶作用，充分降水是確保巖溶作用強烈進行必要條件。（2）水是溶蝕作用介質(zhì)和載體，充分降水確保了水體良好循環(huán)交替條件，促進巖溶作用強烈進行。88/117三、地形地貌影響

地形地貌條件經(jīng)過影響水入滲，循環(huán)交替條件，進而影響巖溶發(fā)育規(guī)模、速度、類型及空間分布。比如：區(qū)域地貌格局，宏觀上控制了某地域地表水文網(wǎng)及地下水排泄基準面性狀，從而控制了地表地下水運動趨勢，進而控制了巖溶發(fā)育總體形式。

地形平緩地貌較之地形較陡地貌，地表徑流遲緩，入滲量較大，有利于巖溶發(fā)育。

不一樣地貌條件，因其垂直入滲帶埋深和水平徑流程度不一樣，垂直巖溶形態(tài)及水平巖溶形態(tài)顯著差異。地形高差大大影響地下水補、排條件，影響巖溶發(fā)育深度。

89/117四、地質(zhì)結(jié)構(gòu)影響1.斷裂影響成巖、結(jié)構(gòu)、風化、卸荷等作用形成各種破裂面，為地下水入滲和流動提供了通道，同時為地下水有效向深部滲透并形成深部巖溶提供了條件。因為斷裂結(jié)構(gòu)存在，在一定程度上控制了巖溶發(fā)育。比如，沿斷裂面巖溶發(fā)育強烈。各組破裂面相互交織、延伸進而控制了巖溶發(fā)育形態(tài)、規(guī)模、速度和空間分布，使得巖溶發(fā)育宏觀不均一性。各種破裂面相互交織，使地下水混合溶蝕效應(yīng)顯著，促進巖溶發(fā)育。90/117五、新結(jié)構(gòu)運動影響

地殼上升、下降、相對穩(wěn)定運動性質(zhì)、幅度、速度和涉及范圍，控制著水循環(huán)交替條件及其改變趨勢，從而強烈控制著巖溶發(fā)育類型、規(guī)模、速度、空間分布及巖溶作用改變趨勢。91/117第7、8章

巖土工程勘察92/1171、巖土工程勘察內(nèi)容：工程地質(zhì)調(diào)查和測繪、勘探及采取土試樣、原位測試、室內(nèi)試驗、現(xiàn)場檢驗和檢測等。2、勘察等級劃分依據(jù)3、三個勘察階段主要目標和任務(wù)4、工程地質(zhì)勘探伎倆和取樣方法5、概念：地基、持力層、地基強度、地基變形、地基承載力特征值6、原位測試：土體載荷試驗、標準貫入試驗7、初、詳勘察階段：勘探孔數(shù)量、勘探點間距和勘探孔深度等設(shè)計

93/117巖土工程勘察：依據(jù)建設(shè)工程要求，利用各種勘測技術(shù)方法和伎倆，為查明、分析和評價建設(shè)場地地質(zhì)、環(huán)境特征和巖土工程條件而進行調(diào)查研究工作，并編制用于工程設(shè)計和施工等各種巖土工程勘察技術(shù)文件。目標：查明建設(shè)場地巖土工程條件，分析和評價場地巖土工程問題，提出處理巖土工程問題方法與辦法，提議建筑物地基基礎(chǔ)應(yīng)采取設(shè)計和施工方案等。94/117巖土工程勘察內(nèi)容主要有：工程地質(zhì)調(diào)查和測繪、勘探及采取土試樣、原位測試、室內(nèi)試驗、現(xiàn)場檢驗和檢測，最終依據(jù)以上幾個或全部伎倆，對場地工程地質(zhì)條件進行定性或定量分析評價，編制滿足不一樣階段所需結(jié)果匯報文件。

95/117第1節(jié)勘察基本技術(shù)要求二、勘察等級劃分：按工程復雜性和難易程度區(qū)分對待，有利于確保工程質(zhì)量和勘察技術(shù)管理合理化。工程主要、規(guī)模大、場地條件復雜，所需投入勘察工作量也較大。?巖土工程勘察規(guī)范?要求，勘察等級由工程主要性等級、場地復雜程度等級和地基復雜程度等級三項原因決定。首先對三項原因劃分等級，再綜合確定勘察等級。96/117第1節(jié)勘察基本技術(shù)要求三、勘察階段劃分（以工民建為例-3階段）1、可行性研究勘察階段-場地評價、論證、比選，為規(guī)劃決議提供依據(jù)。1.1主要任務(wù)：對擬選場地穩(wěn)定性和適宜性作出工程地質(zhì)評價，進行技術(shù)論證和方案比較，以滿足確定場地方案要求。工作深度一致，對主要問題作出初步分析評價。1.2勘察方法：(搜集資料、踏勘)、測繪、勘探。97/117第1節(jié)勘察基本技術(shù)要求2、初步勘察階段-2.1目標：結(jié)合初設(shè)要求，提出巖土工程方案設(shè)計和論證。2.2主要任務(wù)：可研基礎(chǔ)上，對場地內(nèi)建筑地段穩(wěn)定性作出評價，為確定總平面布置，對主要建筑物巖土工程方案和不良地質(zhì)現(xiàn)象防治方案進行論證，以滿足初設(shè)和擴初設(shè)計要求。2.3方法：繼承前期，以勘探、物探、原位測試為主，測繪據(jù)需要布置。98/117第1節(jié)勘察基本技術(shù)要求3、詳細勘察階段-3.1目標：對巖土工程設(shè)計、巖土體處理和加固、不良地質(zhì)現(xiàn)象防治工程進行計算、評價，以滿足施工圖設(shè)計要求。3.2主要任務(wù)：按不一樣建筑群提出詳細巖土工程資料和設(shè)計所需巖土技術(shù)參數(shù)。3.3方法：勘探和原位測試為主。依階段劃分，勘察有步驟進行。研究范圍大到小，研究程度由淺至深，地表至地下，定性至定量。99/117一、工程地質(zhì)勘探1、勘探伎倆慣用有三類：鉆探、坑探和物探。2、勘探任務(wù)

1）探明地下相關(guān)地質(zhì)情況，如地層巖性、斷裂結(jié)構(gòu)。地下水位、滑動面位置等。2）為深部取樣及現(xiàn)場試驗提供條件。如采取巖土樣供室內(nèi)試驗。3）利用勘探孔進行一些項目標長久觀察以及不良地質(zhì)現(xiàn)象處理等工作。100/117六、取樣采取土樣技術(shù)問題：1、土樣質(zhì)量要求2、取樣工具3、取樣操作101/1172、取樣工具

對取土器基本要求：1）盡可能使土樣不受或少受擾動；2）能順利切入土層中，并取上土樣；3）結(jié)構(gòu)簡單且使用方便。

取樣工具：薄壁取土器、回轉(zhuǎn)取土器、標準貫入器等。102/1173、取樣操作在鉆孔中采取Ⅰ、Ⅱ級土試樣時，應(yīng)滿足以下要求：1）軟土、砂土中宜采取泥漿護壁；2）采取沖洗、沖擊、震動等方式鉆進時，應(yīng)在預計取樣位置1m以上改用回轉(zhuǎn)鉆進。3）下放取土器前應(yīng)仔細清孔，清楚擾動土，孔底殘留浮土厚度不應(yīng)大于取土器廢土段厚度。4）采取土試樣宜用快速靜力連續(xù)壓入法。103/117五、勘探布置標準1、普通標準：⑴目標明確--測繪為基礎(chǔ)，明確要處理問題；⑵綜合效益—重點突出、點面結(jié)合，考慮全局，綜合布點；⑶配合勘察階段--不一樣階段勘察范圍、深度不一樣，方法有別；⑷圍繞建筑物—建筑類型、規(guī)模、結(jié)構(gòu)不一樣，對應(yīng)問題各異，應(yīng)區(qū)分對待，合理布置勘探；⑸考慮地質(zhì)條件—沿改變最大方向布線，點距非均布，主要考慮場地復雜程度；

⑹取長補短—方法合理選擇與配合?！た碧健?04/1172、孔距、孔深確定：⑴確定孔距：依據(jù)--勘察等級、階段。不一樣階段評價內(nèi)容不一樣，等級不一樣、場地復雜程度不一樣，孔距也隨之不一樣。⑵確定孔深：依據(jù)—