不良地质作用和地质灾害课程课件.pptx
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《不良地质作用和地质灾害课程课件.pptx》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 不良 地质 作用 地质灾害 课程 课件
- 资源描述:
-
1、土木工程学院岩土工程勘察课程第4章不良地质作用和地质灾害4.1 岩溶4.2 滑坡4.3 危岩和崩塌4.4 泥石流4.5 采空区4.6 地面沉降4.7 场地和地基的地震效应4.8 活动断裂土木工程学院岩土工程勘察课程不良地质现象通常也叫地质灾害,是指自然地质作用和人类活动造成的恶化地质环境、降低环境质量,直接或间接危害人类安全,并给社会和经济建设造成损失的地质事件。我国是地质灾害较多的同家,每年因地质灾害造成的经济损失约为200亿500亿元,给人类生命财产造成了极大危害,其中主要是崩塌、滑坡、泥石流、岩溶、地震造成的损失。随着国民经济的发展,特别是西部大开发战略的实施,人类工程活动的数量、速度及
2、规模越来越大,由人类工程诱发的地质灾害的损失已超过自然地质灾害,因此研究人类工程诱发的地质灾害及防治具有重要意义 第4章不良地质作用和地质灾害土木工程学院岩土工程勘察课程岩溶是指地表水和地下水对可溶岩以溶蚀为主的长期地质作用及其形成的各种岩溶现象的总称。南斯拉夫的喀斯特高原是岩溶现象的典型地区,国际上最早在此开展全面研究,并用此地名代表岩溶现象,称为喀斯特。我国在1966年第二届全国岩溶会议上,按成因确定用岩溶一词取代喀斯特。可溶岩中以碳酸盐岩分布最为广泛。在我国广西(有13.9万km2)、贵州(有15.6万km2)、云南(有24.1万km2)、四川(有36.0万km2)、湖南(有11.3万k
3、m2)、湖北(有7.8万km2)等地,都有大面积连续分布的碳酸盐岩,如贵州面积的51,广西面积的33,都是出露的碳酸盐岩。这些都是著名的岩溶地区。此外,在我国华南、华东、华北以及青海(有19.0万km2)、西藏(有86.3万km2)等地,也有大量碳酸盐岩分布,因此,我国是一个岩溶发育的国家。全国陆地碳酸盐岩分布面积344.3万km2,出露面积90.7万km2。4.1岩溶4.1.1岩溶及岩溶作用的概念土木工程学院岩土工程勘察课程岩溶与工程建设关系密切。在修建水工建筑物时,岩溶造成的库水渗漏,轻则造成水资源或水能损失,重则使水库完全不能蓄水而失效。在岩溶地区开挖隧道,常遇到溶洞充填物坍塌,暗河和溶
4、洞封存水突然涌入,溶洞充填物不均匀沉降导致衬砌开裂等问题。当遇到大型溶洞时,洞中高填方或桥跨施工因难,造价昂贵,不仅延误工期,有时甚至需改变线路方案。如天生桥隧道开挖到山体内部,遇到一个高100 m(路基下高度大于50 m)、宽120 m、长90m的大洞穴,建筑物悬空,技术上很难处理,被迫加设弯道统避。此外,岩溶地面塌陷,风化表土不均匀沉降或岩溶漏斗覆盖土潜移,也对工程建筑造成危害。因此,充分认识岩溶作用及岩溶现象,对岩溶地区修建工程建筑有着重要意义。4.1岩溶4.1.1岩溶及岩溶作用的概念土木工程学院岩土工程勘察课程岩溶的形成、发育和发展要有其内在因素和外界条件。形成岩溶一般同时具备三个条件
5、:地区要具有可溶性的岩层,岩性不同,溶蚀强度不一;要具有溶解可溶岩层能力的溶蚀体,在自然界中主要是co2和足够流量的水;要有溶蚀水体能够沿着岩土裂隙、节理等孔隙而渗入可溶岩体上,进行侵蚀作用的通道。4.1岩溶4.1.2岩溶发育规律土木工程学院岩土工程勘察课程4.1.2.1岩溶与岩性的关系可溶岩可分为易溶的卤素盐类(如岩盐)、中等溶解度的硫酸盐类(如石膏、硬石膏、芒硝)和难溶的碳酸盐类(如石灰岩、白云岩)。卤素盐类及硫酸盐虽易溶解,但分布面积有限,对岩溶的影响远远不如分布广泛的碳酸盐类岩石。碳酸盐岩常由不同比例的方解石、白云石组成,并含有泥质、硅质、有机质等杂质。纯方解石的溶解速度约为纯白云石的
6、两倍,故纯石灰岩地区岩溶发育,当含白云石时次之。当含硅质、有机质等杂质时,岩石溶解减慢,岩溶发育程度降低。当含黄铁矿或石膏时,SO42-离子形成的酸效应能促进岩石溶解,加速岩溶发育。当含粘土杂质时,由于粘土颗粒包裹方解石、白云石矿物,减少了岩石有效溶蚀表面,降低岩溶速度。但如地下水具有一定流速,冲刷并带走粘土颗粒,则加快了整个岩溶过程,使岩溶发育大于无杂质岩区。当含生物碎屑时,因孔隙度增加,导致岩溶发育。4.1岩溶4.1.2岩溶发育规律土木工程学院岩土工程勘察课程4.1.2.2岩溶与地质构造的关系1.节理裂隙:岩溶发育与可溶岩节理裂隙的分布有关。所以,岩溶与地质构造关系密切,常沿地质构造节理裂
7、隙发育部位呈带状分布。2.褶皱:背斜核部承受张应力,垂直张节理发育,地下水沿张节理垂直下渗,然后向两翼运动。沿背斜轴部,岩溶多以漏斗、落水洞、竖井等垂直洞穴为主。背斜倾伏端,节理裂隙发育,岩溶也发育。向斜核部为地下水汇集地点,当向斜轴与沟谷一致时,地表水和地下水共同向轴部汇集,并沿轴向流通,或向河流排泄,所以向斜轴部岩溶以水平溶洞或暗河为主。同时,向斜轴部也发育有各种垂直裂隙,也会形成溶洞、漏斗、落水洞等垂直岩溶形态。向斜仰起端节理裂隙发育,岩溶也发育。褶曲翼部,岩层倾斜,是地下水的径流通道,岩溶也发育。但褶曲节理裂隙由核部向翼部逐渐减弱,所以翼部岩溶没有核部发育,岩溶从核部向翼部逐渐减弱。4
8、.1岩溶4.1.2岩溶发育规律土木工程学院岩土工程勘察课程4.1.2.2岩溶与地质构造的关系3.断层:正断层属张性断裂,断层破碎带受张拉作用,断层角砾岩结构松散,张性裂隙发育,有利于地下水渗透溶解,是岩溶强烈发育地带。其两侧断层影响带,节理裂隙发育,也是岩溶发育地带。逆断层属压性断裂,断层破碎带受挤压作用,断层角砾岩挤压紧密,有的甚至挤压成糜棱岩或断层泥,地下水不易流通,所以岩溶发育较差。在逆断层主动盘的断层影响带内,节理裂隙发育,并受下伏断层破碎带隔水的影响,该影响带内地下水富集,岩溶发育。扭性断层为张扭性时,岩溶发育强烈;为压扭性时,岩溶发育差。4.岩层产状:当岩层产状水平或倾斜时,溶洞发
9、育,当岩层产状直立时,漏斗、落水洞发育。5.可溶性岩与非可溶性岩接触带或不整合面岩溶往往发育。4.1岩溶4.1.2岩溶发育规律土木工程学院岩土工程勘察课程4.1.2.3岩溶与新构造运动的关系岩溶强烈上升地区,岩溶以垂直方向发育为主;地壳相对稳定地区,岩溶以水平方向发育为主;地壳下降地区,既有水平发育又有垂直发育,岩溶发育较为复杂。4.1.2.4岩溶与地形的关系地形陡峭、岩石裸露的斜坡上,岩溶多呈溶沟、溶槽、石芽等地表形态;地形平缓地带,岩溶多以漏斗、竖井、落水洞、塌陷洼地、溶洞等形态为主。4.1.2.5地表水体同岩层产状关系对岩溶发育的影响水体与层面反向或斜交时,岩溶易于发育;水体与层面顺向时
10、,岩溶不易发育。4.1岩溶4.1.2岩溶发育规律土木工程学院岩土工程勘察课程4.1.2.6岩溶与气候的关系在大气降水丰富、气候潮湿地区,地下水能经常得到补给,水的来源充沛,岩溶易发育。4.1.2.7岩溶发育的带状性和成层性岩石的岩性、裂隙、断层和接触面等一般都有方向性,造成了岩溶发育的带状性;可溶性岩层与非可溶性岩层互层,地壳强烈的升降运动、水文地质条件的改变等则往往造成岩溶分布的成层性。4.1岩溶4.1.2岩溶发育规律土木工程学院岩土工程勘察课程4.1.3.1岩溶勘察目的和任务岩溶场地勘察的目的在于查明对场地安全和地基稳定有影响的岩溶化发育规律,各种岩溶形态的规模、密度及其空间分布规律,可溶
11、岩顶部浅层土体的厚度、空间分布及其工程性质、岩溶水的循环交替规律等,并对建筑场地的适宜性和地基的稳定性作出确切的评价。在岩溶场地勘察过程中,应查明与场地选择和地基稳定评价有关的基本问题是:(1)各类岩溶的位置、高程、尺寸、形状、延伸方向、顶板与底部状况、围岩(土)及洞内堆填物性状、塌落的形成时间与因素等。(2)岩溶发育与地层的岩性、结构、厚度及不同岩性组合的关系,结合各层位上岩溶形态与分布数量的调查统计,划分出不同的岩溶岩组。4.1岩溶4.1.3岩溶勘察要点土木工程学院岩土工程勘察课程4.1.3.1岩溶勘察目的和任务(3)岩溶形态分布、发育强度与所处的地质构造部位、褶皱形式、地层产状、断裂等结
12、构面及其属性的关系。(4)岩溶发育与当地地貌发展史、所处的地貌部位、水文网及相对高程的关系。划分出岩溶微地貌类型及水平与垂向分带。阐明不同地貌单位上岩溶发育特征及强度差异性。(5)岩溶水出水点的类型、位置、标高、所在的岩溶岩组、季节动态、连通条件及其与地面水体的关系。阐明岩溶水环境、动力条件、消水与涌水状况、水质与污染。(6)土洞及各类地面变形的成因、形态规律、分布密度与土层厚度、下伏基岩岩溶特征、地表水和地下水动态及人为因素的关系。结合已有资料,划分出土洞与地面变形的类型及发育程度区段。(7)在场地及其附近有已(拟)建人工降水工程,应着重了解降水的各项水文地质参数及空间与时间的动态。据此预测
13、地表塌陷的位置与水位降深、地下水流向以及塌陷区在降落漏斗中的位置及其间的关系。(8)土洞史的调查访问、已有建筑使用情况、设计施工经验、地基处理的技术经济指标与效果等。4.1岩溶4.1.3岩溶勘察要点土木工程学院岩土工程勘察课程4.1.3.2勘察方法1.工程地质测绘岩溶场地的工程地质测绘和调查,除满足一般工程地质测绘、调查要求外,尚应详细调查以下内容:岩溶洞隙的分布、形态和发育规律;岩面起伏、形态和覆盖层厚度;地下水赋存条件、水位变化和运动规律;岩溶发育与地貌、构造、岩性、地下水的关系;土洞和塌陷的分布、形态和发育规律;土洞和塌陷的成因及其发展趋势;当地治理岩溶、土洞和塌陷的经验。以上要求,都与
14、岩土工程分析评价密切相关。4.1岩溶4.1.3岩溶勘察要点土木工程学院岩土工程勘察课程4.1.3.2勘察方法1.工程地质测绘测绘的范围和比例尺的确定,必须根据场地建筑物的特点、设计阶段和场地地质条件的复杂程度而定。在初期设计阶段,测绘的范围较大而比例尺较小;而后期设计阶段,测绘范围主要局限于围绕建筑物场地的较小范围,比例尺则相对较大。重点研究内容是:(1)地层岩性:可溶岩与非可溶岩组、含水层和隔水层组及它们之间的接触关系,可溶岩层的成分、结构和可溶解性;第四系覆盖层的成因类型、空间分布及其工程地质性质。(2)地质构造:场地的地质构造特征,尤其是断裂带的位置、规模、性质,主要节理裂隙的网络结构模
15、型及其与岩溶发育的关系。不同构造部位岩溶发育程度的差异性。新构造升降运动与岩溶发育的关系。4.1岩溶4.1.3岩溶勘察要点土木工程学院岩土工程勘察课程4.1.3.2勘察方法1.工程地质测绘(3)地形地貌:地表水文网发育特点、区域和局部侵蚀基准面分布,地面坡度和地形高差变化。新构造升降运动与岩溶发育的关系。(4)岩溶地下水:埋藏、补给、径流和排泄情况、水位动态及连通情况,尤其是岩溶泉的位置和高程;场地可能受岩溶地下水淹没的可能性,及未来场地内的工程经济活动可能污染岩溶地下水的可能性。(5)岩溶形态:类型、位置、大小、分布规律、充填情况、成因及其与地表水和地下水的联系。尤其要注意研究各种岩溶形态之
16、间的内在联系以及它们之间的特定组合规律。当需要测绘的场地范围较大时,可以借助于遥感图像的地质解译来提高工作效率。在背斜核部或大断裂带上,漏斗、溶蚀洼地和地下暗河常较发育,它们多表现为线性负地形,因而可以利用漏斗、溶蚀洼地的分布规律来研究地下暗河的分布。4.1岩溶4.1.3岩溶勘察要点土木工程学院岩土工程勘察课程4.1.3.2勘察方法2.钻探工程地质钻探的目的是为了查明场地下伏基岩埋藏深度和基岩面起伏情况,岩溶的发育程度和空间分布,岩溶水的埋深、动态、水动力特征等。钻探施工过程中,尤其要注意掉钻、卡钻和井壁坍塌,以防止事故发生,同时要做好现场记录,注意冲洗液消耗量的变化及统计线性岩溶率(单位长度
17、上岩溶空间形态长度的百分比)和体积岩溶率(单位体积上岩溶空间形态体积的百分比)。4.1岩溶4.1.3岩溶勘察要点土木工程学院岩土工程勘察课程4.1.3.2勘察方法2.钻探对勘探点的布置也要注意以下两点:(1)钻探点的密度除满足一般岩土工程勘探要求外,还应当对某些特殊地段进行重点勘探并加密勘探点,如地面塌陷、地下水消失地段;地下水活动强烈的地段;可溶性岩层与非可溶性岩层接触的地段;基岩埋藏较浅且起伏较大的石芽发育地段;软弱土层分布不均匀的地段;物探异常或基础下有溶洞、暗河分布的地段等。(2)钻探点的深度除满足一般岩土工程勘探要求外,对有可能影响场地地基稳定性的溶洞,勘探孔应深入完整基岩35m或至
18、少穿越溶洞,对重要建筑物基础还应当加深。对于为验证物探异常带而布设的勘探孔,其深度一般应钻入异常带以下适当深度。 4.1岩溶4.1.3岩溶勘察要点土木工程学院岩土工程勘察课程4.1.3.2勘察方法3.地球物理勘探在岩溶场地进行地球物理勘探时,有多种方法可供选择,如:高密度多极电法勘探、地质雷达、浅层地震、高精度磁法、声波透视(CT)、重力勘探等。但为获得较好的探测效果,必须注意各种方法的使用条件以及具体场地的地形、地质、水文地质条件。当条件允许时,应尽可能地采用多种物探方法综合对比判译。 电法是最常用的物探方法,以电测深法和电剖面法为主。它们可以用来测定岩溶化地层的不透水基底的深度,第四系覆盖
19、层下岩溶化地层的起伏情况,均匀碳酸盐地层中岩溶发育深度,地下暗河和溶洞的规模、分布深度、发育方向、地下水位,以及圈定强烈岩溶化地段和构造破碎带的分布位置等。 地质雷达天然发射频率一般集中在80120MHz,穿透59m。在雷达剖面上,通常可以识别出石灰岩石芽、充填沉积物的落水洞、岩溶洞穴、竖井或溶沟。电磁法测量速度快,在大面积场地上测量效率高、费用低。4.1岩溶4.1.3岩溶勘察要点土木工程学院岩土工程勘察课程4.1.3.2勘察方法4.测试和观测由于岩溶现象存在发育分布的不规律性和特殊性,其勘察过程中的测试工作除按照一般建筑工程勘察所要求的测试项目外,也有相应的特殊要求。当需要了解岩溶水连通性时
20、,可以进行连通试验。一般采用示踪剂法,可用作示踪剂的有:萤光素、盐类、放射性同位素等。为了评价洞穴稳定性时,可采取洞体顶板岩样及充填物土样作物理力学性能试验。必要时可进行现场顶板岩体的载荷试验。顶板为易风化或软弱岩石时,可进行抗风化试验。当需查明土的性状与土洞形成的关系时,可进行覆盖层土样的物理力学性质(如湿化、胀缩、可溶性和剪切)试验。 为了查明地下水动力条件和潜蚀作用、地表水与地下水的联系、预测土洞及地面塌陷的发生和发展时,可进行水位、流速、流向及水质的长期观测。对于重要的工程场地,当需要了解可溶性岩层渗透性和单位吸水量时,可以进行抽水试验和压水试验;4.1岩溶4.1.3岩溶勘察要点土木工
21、程学院岩土工程勘察课程4.1.3.3不同勘察阶段目的任务及勘察工作布置岩溶勘察宜采用工程地质测绘和调查、物探、钻探等多种手段结合的方法进行,其不同勘察阶段,要求的工作深度和工作任务不同,其工作手段方法有所偏重。1.可行性研究勘察可行性研究勘察的目的是查明岩溶洞隙、土洞的发育条件,并对其危害程度和发展趋势作出判断,对场地的稳定性和工程建设的适宜性作出初步评价。2.初步勘察的主要目的是查明岩溶洞隙及其伴生土洞、塌陷的分布、发育程度和发育规律,并按场地的稳定性和适宜性进行分区。4.1岩溶4.1.3岩溶勘察要点土木工程学院岩土工程勘察课程4.1.3.3不同勘察阶段目的任务及勘察工作布置可行性研究勘察和
22、初步勘察,宜采用工程地质测绘、调查和综合物探为主,辅助少量勘探的手段,勘探点的间距不应大于各类工程勘察基本要求的勘探点布置间距的相关规定,对于重点需要查明的岩溶发育地段可适当加密勘探点。对测绘和物探发现的异常地段,应选择有代表性的部位布置验证性钻孔。控制性勘探孔的深度应穿过表层岩溶发育带。岩溶洞隙、土洞和塌陷的形成及发展,与岩性、构造、土质、地下水等条件有密切关系。因此在工程地质测绘时,不仅要查明其形态和分布,更要注意研究机制和规律。只有做好了工程地质测绘,才能有的放矢进行勘探测试,为分析评价打下基础。土洞的发展和塌陷的发生,往往与人工抽吸地下水有关。抽吸地下水造成大面积成片塌陷的例子屡见不鲜
23、,进行工程地质测绘时应特别注意。4.1岩溶4.1.3岩溶勘察要点土木工程学院岩土工程勘察课程4.1.3.3不同勘察阶段目的任务及勘察工作布置3.详细勘察详细勘察的目的是查明拟建工程范围及有影响地段的各种岩溶洞隙和土洞的位置、规模、埋深,岩溶堆填物性状和地下水特征,对地基基础的设计和岩溶的治理提出建议。详细勘察的勘探工作主要进行物探、勘探及测试工作。物探线沿建筑物轴线布置物探线,并宜采用多种方法判定异常地段及其性质,在异常区段、重要柱位均应布置钻孔查明。勘探过程具体要求应符合下列规定:勘探线应沿建筑物轴线布置,勘探点间距不应大于各类工程勘察基本要求的有关规定,条件复杂时每个独立基础均应布置勘探点
24、。4.1岩溶4.1.3岩溶勘察要点土木工程学院岩土工程勘察课程4.1.3.3不同勘察阶段目的任务及勘察工作布置3.详细勘察勘探孔深度除应符合各类工程勘察基本要求有关规定外,当基础底下的土层厚度较薄或地基条件较复杂时,应有部分或全部勘探孔钻入基岩。当预定深度内有洞体存在,且可能影响地基稳定时,应钻入洞底基岩面下不少于2m,必要时应圈定洞体范围。对一柱一桩的基础,宜逐桩布置勘探孔。在土洞和塌陷发育地段,可采用静力触探、轻型动力触探、小口径钻探等手段,详细查明其分布。当需查明断层、岩组分界、洞隙和土洞形态、塌陷等情况时,应布置适当的探槽或探井。物探应根据物性条件采用有效方法,对异常点应采用钻探验证,
25、当发现或可能存在危害工程的洞体时,应加密勘探点。凡人员可以进入的洞体,均应入洞勘察,人员不能进入的洞体,宜用井下电视等手段探测。4.1岩溶4.1.3岩溶勘察要点土木工程学院岩土工程勘察课程4.1.3.3不同勘察阶段目的任务及勘察工作布置3.详细勘察岩溶发育区的下列部位应查明土洞和土洞群的位置: (1)土层较薄、土中裂隙及其下岩体岩溶发育部位。 (2)岩面张开裂隙发育,石芽或外露的岩体交接部位。(3)两组构造裂隙交汇或宽大裂隙带。(4)隐伏溶沟、溶槽、漏斗等,其上有软弱土分布覆盖地段。(5)降水漏斗中心部位。当岩溶导水性相当均匀时,宜选择漏斗中地下水流向的上游部位;当岩溶水呈集中渗流时,宜选择地
展开阅读全文