不良地质现象的工程地质问题ppt109课件.ppt

1、第一节第一节 风化作用风化作用第二节第二节 河流地质作用河流地质作用第三节第三节 滑坡与崩塌滑坡与崩塌第四节第四节 泥石流泥石流第五节第五节 岩溶与土洞岩溶与土洞第六节第六节 地震及其效应地震及其效应第七节第七节 不良地质现象对地基稳定性的影响不良地质现象对地基稳定性的影响第八节第八节 不良地质现象对地下工程选址的影响不良地质现象对地下工程选址的影响第九节第九节 不良地质现象对道路选线的影响不良地质现象对道路选线的影响第十节第十节 不良地质现象对海港建设的影响不良地质现象对海港建设的影响6.1.1 6.1.1 风化作用的意义风化作用的意义6.1.2 6.1.2 风化作用类型风化作用类型6.1.

2、3 6.1.3 岩石风化程度和风化带岩石风化程度和风化带6.1.4 6.1.4 岩石风化的治理岩石风化的治理 岩石风化的治理方岩石风化的治理方法可采用法可采用:p挖除挖除p防治防治两种措施。两种措施。挖除方法挖除方法 这种措施是采取挖除一部分这种措施是采取挖除一部分危及建筑物安全的风化厉害的岩危及建筑物安全的风化厉害的岩层，挖除的深度是根据风化岩的层，挖除的深度是根据风化岩的风化程度、风化裂隙、风化岩的风化程度、风化裂隙、风化岩的物理力学性质和工程要求等来确物理力学性质和工程要求等来确定。挖除风化岩石是一个困难而定。挖除风化岩石是一个困难而耗费时间的过程，因而宜少挖。耗费时间的过程，因而宜少挖

3、。这种方法是采取制止风化作用继续发展，或采用人工方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。法加固风化岩的措施。防治风化的方法甚多，如：防治风化的方法甚多，如：n1）覆盖防止风化营力入侵的材料，如沥青、水泥、粘土盖）覆盖防止风化营力入侵的材料，如沥青、水泥、粘土盖层等；层等；n2）灌注胶结和防水的材料，如水泥、沥青、水玻璃、粘土）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；等浆液，使其起到封闭和胶结岩石裂隙的作用；n3）整平地区，加强排水。这是以防为主的方法，水是风化）整平地区，加强排水。这是以防为主的方法，水是风化作用最

4、活跃因素之一，隔绝了水就能减弱岩石的风化速度；作用最活跃因素之一，隔绝了水就能减弱岩石的风化速度；n4）当岩石风化速度较快时，必须通过敞露的探槽观测岩石）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。的程度，据此拟定保护基坑免受风化破坏的措施。6.2.1 6.2.1 流水的侵蚀作用流水的侵蚀作用6.2.2 6.2.2 河谷的类型及河流阶地河谷的类型及河流阶地6.2.3 6.2.3 河岸掏蚀破坏的预测和防护河岸掏蚀破坏的预测和防护 河岸掏蚀破坏防护

5、首先要确定河岸掏蚀河岸掏蚀破坏防护首先要确定河岸掏蚀破坏地段。破坏地段。这些地段通常是正处于向宽度发展时期，这些地段通常是正处于向宽度发展时期，并且河岸是由松软土层构成，这样，在河曲的并且河岸是由松软土层构成，这样，在河曲的凹岸最容易遭受冲刷。如果在凹岸一些地段出凹岸最容易遭受冲刷。如果在凹岸一些地段出现直立的高陡边坡，而且近洪水面附近出现有现直立的高陡边坡，而且近洪水面附近出现有掏蚀洞穴，则此凹岸段为掏蚀和冲刷地段。此掏蚀洞穴，则此凹岸段为掏蚀和冲刷地段。此时要取土样确定其允许不冲刷流速，以便将它时要取土样确定其允许不冲刷流速，以便将它与该地段的实际流速相对比。此外还要进行访与该地段的实际流

6、速相对比。此外还要进行访问或实际观测，以确定河岸掏蚀范围、河流平问或实际观测，以确定河岸掏蚀范围、河流平水位和高水位、河岸破坏和后退的速度，预测水位和高水位、河岸破坏和后退的速度，预测河岸掏蚀对邻近建筑物和构筑物的威胁性。所河岸掏蚀对邻近建筑物和构筑物的威胁性。所收集到的资料都应标识于工程地质图上。收集到的资料都应标识于工程地质图上。对河岸掏蚀破坏地段的防护措施可分两对河岸掏蚀破坏地段的防护措施可分两类：类：n一类是直接防护边岸不受冲蚀作用的措施。一类是直接防护边岸不受冲蚀作用的措施。如抛石、铺砌、混凝土块堆砌、混凝土板、护如抛石、铺砌、混凝土块堆砌、混凝土板、护岸挡墙、岸坡绿化等。岸挡墙、岸

7、坡绿化等。n另一类是调节径流以改变水流方向、流速和另一类是调节径流以改变水流方向、流速和流量的措施。如为改变河水流向，则可兴建各流量的措施。如为改变河水流向，则可兴建各类导流工程如丁坝、横墙等。这些工程是从河类导流工程如丁坝、横墙等。这些工程是从河岸以某种角度伸向下游，水流在其前进途中遇岸以某种角度伸向下游，水流在其前进途中遇到这些工程而受阻，便改变流向和避开被防护到这些工程而受阻，便改变流向和避开被防护的岸边或降低其流速。在河岸地段，这些工程的岸边或降低其流速。在河岸地段，这些工程构筑物之间将会出现松散物质的堆积，形成浅构筑物之间将会出现松散物质的堆积，形成浅滩。滩。6.3.1 6.3.1

8、滑坡的定义与构造滑坡的定义与构造6.3.2 6.3.2 滑坡的分类滑坡的分类6.3.3 6.3.3 滑坡的发育过程滑坡的发育过程6.3.4 6.3.4 滑坡的力学分析及影响因素滑坡的力学分析及影响因素6.3.5 6.3.5 滑坡的治理滑坡的治理6.3.6 6.3.6 崩塌崩塌 滑坡是斜坡土体和岩体在重力作用下失去原有的稳滑坡是斜坡土体和岩体在重力作用下失去原有的稳定状态，沿着斜坡内某些滑动面定状态，沿着斜坡内某些滑动面(或滑动带或滑动带)作整体向下作整体向下滑动的现象。滑动的现象。u首先，滑动的岩土体具有整体性，除了滑坡边缘线一首先，滑动的岩土体具有整体性，除了滑坡边缘线一带和局部一些地方有较

9、少的崩塌和产生裂隙外，总的来带和局部一些地方有较少的崩塌和产生裂隙外，总的来看它大体上保持着原有岩土体的整体性；看它大体上保持着原有岩土体的整体性；u其次，斜坡上岩土体的移动方式为滑动，不是倾倒或其次，斜坡上岩土体的移动方式为滑动，不是倾倒或滚动，因而滑坡体的下缘常为滑动面或滑动带的位置。滚动，因而滑坡体的下缘常为滑动面或滑动带的位置。u此外，规模大的滑坡一般是缓慢地往下滑动，其位移此外，规模大的滑坡一般是缓慢地往下滑动，其位移速度多在突变加速阶段才显著。有时会造成灾难性的。速度多在突变加速阶段才显著。有时会造成灾难性的。有些滑坡滑动速度一开始也很快，这种滑坡经常是在滑有些滑坡滑动速度一开始也

10、很快，这种滑坡经常是在滑坡体的表层发生翻滚现象，因而称这种滑坡为崩塌性滑坡体的表层发生翻滚现象，因而称这种滑坡为崩塌性滑坡。坡。p斜坡内沿滑动面向下滑动的那部斜坡内沿滑动面向下滑动的那部分岩土体。分岩土体。p这部分岩土体虽然经受了扰动，这部分岩土体虽然经受了扰动，但大体上仍保持有原来的层位和结但大体上仍保持有原来的层位和结构构造的特点。构构造的特点。p滑坡体和周围不动岩土体的分界滑坡体和周围不动岩土体的分界线叫滑坡周界。线叫滑坡周界。p滑坡体的体积大小不等，大型滑滑坡体的体积大小不等，大型滑坡体可达几千万立方米。坡体可达几千万立方米。(2)滑动面、滑动带和滑坡床滑动面、滑动带和滑坡床 滑坡体沿

11、其滑动的面称滑动面。滑动面以上，被揉皱了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。有些滑坡的滑动面动面(带带)可能不只一个，在最后滑动面以下稳定的岩土体称可能不只一个，在最后滑动面以下稳定的岩土体称为滑坡床。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。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。多岩层层面或构造面滑动时，滑动

12、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，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。前部呈近似水平的直线。滑动面大多数位于粘土夹层或其它软弱岩层内。如页岩、滑动面大多数位于粘土夹层或其它软弱岩层内。如页岩、泥岩、千枚岩、片岩、风化岩等。由于滑动时的摩擦，滑动泥岩、千枚岩、片岩、风化岩等。由于滑动时的摩擦，滑动面常常是光滑的，有时有清楚的擦痕；同时，在滑动面附近面常常是光滑的，有时有清楚的擦痕；同时，在滑动面附近的岩土体遭受风化破坏也较厉害。滑动面附近的岩土体通常的岩土体遭受风化破坏也较厉害。滑动面附近的岩土体通常是潮湿的，甚

13、至达到饱和状态。许多滑坡的滑动面常常有地是潮湿的，甚至达到饱和状态。许多滑坡的滑动面常常有地下水活动，在滑动面的出口附近常有泉水出露。下水活动，在滑动面的出口附近常有泉水出露。滑坡体滑落后，滑坡后部滑坡体滑落后，滑坡后部和斜坡未动部分之间形成的一和斜坡未动部分之间形成的一个陡度较大的陡壁称滑坡后壁。个陡度较大的陡壁称滑坡后壁。滑坡后壁实际上是滑动面在上滑坡后壁实际上是滑动面在上部的露头。滑坡后壁的左右呈部的露头。滑坡后壁的左右呈弧形向前延伸，其形态呈弧形向前延伸，其形态呈“圈圈椅椅”状，称为滑坡圈谷。状，称为滑坡圈谷。滑坡体滑落后，形成阶梯状的地滑坡体滑落后，形成阶梯状的地面称滑坡台地。面称滑

14、坡台地。滑坡台地的台面往往向着滑坡后滑坡台地的台面往往向着滑坡后壁倾斜。壁倾斜。滑坡台地前缘比较陡的破裂壁称滑坡台地前缘比较陡的破裂壁称为滑坡台坎。为滑坡台坎。有两个以上滑动面的滑坡或经过有两个以上滑动面的滑坡或经过多次滑动的滑坡，经常形成几个滑坡多次滑动的滑坡，经常形成几个滑坡台地。台地。滑坡体在向前滑动的时候，如果受滑坡体在向前滑动的时候，如果受到阻碍，就会形成隆起的小丘为滑坡鼓到阻碍，就会形成隆起的小丘为滑坡鼓丘。丘。滑坡体的前部如舌状向前伸出的部滑坡体的前部如舌状向前伸出的部分称为滑坡舌。分称为滑坡舌。在滑坡运动时，由于滑坡体在滑坡运动时，由于滑坡体各部分的移动速度不均匀，在滑各部分的

15、移动速度不均匀，在滑坡体内及表面所产生的裂缝称为坡体内及表面所产生的裂缝称为滑坡裂缝。根据受力状况不同，滑坡裂缝。根据受力状况不同，滑坡裂缝可以分为四种：滑坡裂缝可以分为四种：1)1)拉张裂缝。在斜坡将要发生滑动的时候，拉张裂缝。在斜坡将要发生滑动的时候，由于拉力的作用，在滑坡体的后部产生一些由于拉力的作用，在滑坡体的后部产生一些张口的弧形裂缝。与滑坡后壁相重合的拉张张口的弧形裂缝。与滑坡后壁相重合的拉张裂缝称主裂缝。坡上拉张裂缝的出现是产生裂缝称主裂缝。坡上拉张裂缝的出现是产生滑坡的前兆。滑坡的前兆。2)2)鼓张裂缝。滑坡体在下滑过程中，如果滑鼓张裂缝。滑坡体在下滑过程中，如果滑动受阻或上部

16、滑动较下部为快，则滑坡下部动受阻或上部滑动较下部为快，则滑坡下部会向上鼓起并开裂，这些裂缝通常是张口的。会向上鼓起并开裂，这些裂缝通常是张口的。鼓张裂缝的排裂方向基本上与滑动方向垂直，鼓张裂缝的排裂方向基本上与滑动方向垂直，有时交互排列成网状。有时交互排列成网状。3)3)剪切裂缝。滑坡体两侧和相邻的不动岩土剪切裂缝。滑坡体两侧和相邻的不动岩土体发生相对位移时，会产生剪切作用；或滑体发生相对位移时，会产生剪切作用；或滑坡体中央部分较两侧滑动快而产生剪切作用，坡体中央部分较两侧滑动快而产生剪切作用，都会形成大体上与滑动方向平行的裂缝。这都会形成大体上与滑动方向平行的裂缝。这些裂缝的两侧常伴有如羽毛

17、状平行排列的次些裂缝的两侧常伴有如羽毛状平行排列的次一级裂缝。一级裂缝。4)4)扇形张裂缝。滑坡体向下滑动时，滑坡舌扇形张裂缝。滑坡体向下滑动时，滑坡舌向两侧扩散，形成放射状的张开裂缝，称为向两侧扩散，形成放射状的张开裂缝，称为扇形张裂缝，也称滑坡前线放射状裂缝。扇形张裂缝，也称滑坡前线放射状裂缝。滑坡主轴也称主滑线，为滑坡体滑动速度最快的滑坡主轴也称主滑线，为滑坡体滑动速度最快的纵向线，它代表整个滑坡的滑动方向。滑动迹线可以纵向线，它代表整个滑坡的滑动方向。滑动迹线可以为直线，也可以是折线，如图所示。运动最快之点相为直线，也可以是折线，如图所示。运动最快之点相连的主轴为折线形。连的主轴为折线

18、形。为了滑坡的认识和治理，为了滑坡的认识和治理，需要对滑坡进行分类。但由于自需要对滑坡进行分类。但由于自然界的地质条件和作用因素复杂，然界的地质条件和作用因素复杂，各种工程分类的目的和要求又不各种工程分类的目的和要求又不尽相同，因而可从不同角度进行尽相同，因而可从不同角度进行滑坡分类。滑坡分类。（一（一)按滑坡体的主要物质组成和滑坡与地质构造按滑坡体的主要物质组成和滑坡与地质构造关系划分：关系划分：(1)(1)覆盖层滑坡覆盖层滑坡 本类本类滑坡有粘性土滑坡、滑坡有粘性土滑坡、黄土滑坡、碎石滑坡黄土滑坡、碎石滑坡(2)(2)基岩滑坡基岩滑坡 本类滑本类滑坡与地质结构的关系坡与地质结构的关系可分为

19、：均质滑坡可分为：均质滑坡(图图a)a)、顺层滑坡、顺层滑坡(图图b b、c)c)、切层滑坡、切层滑坡(图图d)d)。顺层滑坡又可分为沿顺层滑坡又可分为沿层面滑动或沿基岩面层面滑动或沿基岩面滑动的滑坡。滑动的滑坡。(3)(3)特殊滑坡特殊滑坡 本类滑本类滑坡有融冻滑坡、陷落坡有融冻滑坡、陷落滑坡等。滑坡等。滑坡与地质结构关系示意图滑坡与地质结构关系示意图 一般说来，滑坡的发生是一个长一般说来，滑坡的发生是一个长期的变化过程，通常将滑坡的发育过期的变化过程，通常将滑坡的发育过程划分为三个阶段：程划分为三个阶段：u蠕动变形阶段蠕动变形阶段u滑动破坏阶段滑动破坏阶段u渐趋稳定阶段渐趋稳定阶段 研究滑

20、坡发育的过程对于认识滑研究滑坡发育的过程对于认识滑坡和正确地选择防滑措施具有很重要坡和正确地选择防滑措施具有很重要意义。意义。(二二)滑动破坏阶段滑动破坏阶段 滑坡在整体往下滑动的时候，滑坡后滑坡在整体往下滑动的时候，滑坡后缘迅速下陷，滑坡壁越露越高，滑坡体分缘迅速下陷，滑坡壁越露越高，滑坡体分裂成数块，并在地面上形成阶梯状地形，裂成数块，并在地面上形成阶梯状地形，滑坡体上的树木东倒西歪地倾斜，形成滑坡体上的树木东倒西歪地倾斜，形成“醉林醉林”。滑坡体上的建筑物。滑坡体上的建筑物(如房屋、水如房屋、水管、渠道等管、渠道等)严重变形以致倒塌毁坏。随着严重变形以致倒塌毁坏。随着滑坡体向前滑动，滑坡

21、体向前伸出，形成滑坡体向前滑动，滑坡体向前伸出，形成滑坡舌。在滑坡滑动的过程中，滑动面附滑坡舌。在滑坡滑动的过程中，滑动面附近湿度增大，并且由于重复剪切，岩土的近湿度增大，并且由于重复剪切，岩土的结构受到进一步破坏，从而引起岩土抗剪结构受到进一步破坏，从而引起岩土抗剪强度进一步降低，促使滑坡加速滑动。强度进一步降低，促使滑坡加速滑动。滑坡滑动的速度大小取决于滑动滑坡滑动的速度大小取决于滑动过程中岩土抗剪强度降低的绝对数值，过程中岩土抗剪强度降低的绝对数值，并和滑动面的形状，滑坡体厚度和长并和滑动面的形状，滑坡体厚度和长度，以及滑坡在斜坡上的位置有关。度，以及滑坡在斜坡上的位置有关。如果岩土抗剪

22、强度降低的数值不多，如果岩土抗剪强度降低的数值不多，滑坡只表现为缓慢的滑动，如果在滑滑坡只表现为缓慢的滑动，如果在滑动过程中，滑动带岩土抗剪强度降低动过程中，滑动带岩土抗剪强度降低的绝对数值较大，滑坡的滑动就表现的绝对数值较大，滑坡的滑动就表现为速度快、来势猛，滑动时往往伴有为速度快、来势猛，滑动时往往伴有巨响并产生很大的气浪，有时造成巨巨响并产生很大的气浪，有时造成巨大灾害。大灾害。(三三)渐趋稳定阶段渐趋稳定阶段 由于滑坡体在滑动过程中具有动能，由于滑坡体在滑动过程中具有动能，所以滑坡体能越过平衡位置，滑到更远的所以滑坡体能越过平衡位置，滑到更远的地方。滑动停止后，除形成特殊的滑坡地地方。

23、滑动停止后，除形成特殊的滑坡地形外，在岩性、构造和水文地质条件等方形外，在岩性、构造和水文地质条件等方面都相继发生了一些变化。例如：地层的面都相继发生了一些变化。例如：地层的整体性已被破坏，岩石变得松散破碎，透整体性已被破坏，岩石变得松散破碎，透水性增强含水量增高，经过滑动，岩石的水性增强含水量增高，经过滑动，岩石的倾角或者变缓或者变陡，断层、节理的方倾角或者变缓或者变陡，断层、节理的方位也发生了有规律的变化；地层的层序也位也发生了有规律的变化；地层的层序也受到破坏，局部的老地层会复盖在第四纪受到破坏，局部的老地层会复盖在第四纪地层之上等等。地层之上等等。在自重的作用下，滑坡体上松散的岩土逐渐

24、在自重的作用下，滑坡体上松散的岩土逐渐压密，地表的各种裂缝逐渐被充填，滑动带附近压密，地表的各种裂缝逐渐被充填，滑动带附近岩土的强度由于压密固结又重新增加，这时对整岩土的强度由于压密固结又重新增加，这时对整个滑坡的稳定性也大为提高。经过若干时期后，个滑坡的稳定性也大为提高。经过若干时期后，滑坡体上的东倒西歪的滑坡体上的东倒西歪的“醉林醉林”又重新垂直向上又重新垂直向上生长，但其下部已不能伸直，因而树干呈弯曲状，生长，但其下部已不能伸直，因而树干呈弯曲状，有时称它谓有时称它谓“马刀树马刀树”，这是滑坡趋于稳定的一，这是滑坡趋于稳定的一种现象。当滑坡体上的台地已变平缓，滑坡后壁种现象。当滑坡体上的

25、台地已变平缓，滑坡后壁变缓并生长草木，没有崩塌发生，滑坡体中岩土变缓并生长草木，没有崩塌发生，滑坡体中岩土压密，地表没有明显裂缝，滑坡前缘无水渗出或压密，地表没有明显裂缝，滑坡前缘无水渗出或流出清晰的泉水时，就表示滑坡已基本趋于稳定。流出清晰的泉水时，就表示滑坡已基本趋于稳定。滑坡趋于稳定之后，如果滑坡滑坡趋于稳定之后，如果滑坡产生的主要因素已经消除，滑产生的主要因素已经消除，滑坡将不再滑动，而转入长期稳坡将不再滑动，而转入长期稳定。若产生滑坡的主要因素并定。若产生滑坡的主要因素并未完全消除，且又不断积累，未完全消除，且又不断积累，当积累到一定程度之后，稳定当积累到一定程度之后，稳定的滑坡便又

26、会重新滑动。的滑坡便又会重新滑动。1 1、滑坡的力学分析、滑坡的力学分析2 2、影响滑坡的因素、影响滑坡的因素当当K1时，滑坡发生；时，滑坡发生；K1时，滑坡体稳定或处于极限平衡状态。时，滑坡体稳定或处于极限平衡状态。（2）1122QdQRABdK总滑动力矩总抗滑力矩1iiiiiisiElcfNTFE 当任何一块剩余下滑力为零或负值时，说明该块当任何一块剩余下滑力为零或负值时，说明该块对下一块不存在滑坡推力。当最终一块岩土体的剩余对下一块不存在滑坡推力。当最终一块岩土体的剩余下滑力为负值或零时，表示整个滑坡体是稳定的。如下滑力为负值或零时，表示整个滑坡体是稳定的。如为正值，则不稳定。应按此剩余

27、下滑力设计支挡结构。为正值，则不稳定。应按此剩余下滑力设计支挡结构。由此可见，支挡结构设置在剩余下滑力最小位置处较由此可见，支挡结构设置在剩余下滑力最小位置处较合理。合理。1 1、治理原则、治理原则2 2、治理措施、治理措施 1 1、概述、概述2 2、崩塌发生条件和发育因素、崩塌发生条件和发育因素3 3、崩塌的防治、崩塌的防治 6.4.1 6.4.1 泥石流的概念泥石流的概念6.4.2 6.4.2 泥石流的形成条件泥石流的形成条件6.4.3 6.4.3 泥石流的防治措施泥石流的防治措施 岩溶，也岩溶，也称喀斯持称喀斯持(Karst(Karst)，它是由于地表水或它是由于地表水或地下水对可溶性岩

28、石溶蚀的结果而产生的一系列地质地下水对可溶性岩石溶蚀的结果而产生的一系列地质现象现象。如溶沟溶槽、溶洞、暗河等。如溶沟溶槽、溶洞、暗河等。土洞则是由于地表水和地土洞则是由于地表水和地下水对土层的溶蚀和冲下水对土层的溶蚀和冲刷而产生空洞，空洞的扩展，导致地表陷落的地质现刷而产生空洞，空洞的扩展，导致地表陷落的地质现象。象。岩溶岩溶与土洞作用与土洞作用的结果，可的结果，可产生一系列对工程很产生一系列对工程很不利的地质不利的地质问题。如：问题。如：l岩岩土体中空洞的土体中空洞的形成；形成；l岩石结构的破坏；岩石结构的破坏；l地表地表突然突然塌陷；塌陷；l地下水循环改变等。地下水循环改变等。这些现象严

29、重地影响建筑场这些现象严重地影响建筑场地的使用地的使用和安全。和安全。6.5.1 6.5.1 岩溶岩溶6.5.2 6.5.2 土洞与潜蚀土洞与潜蚀6.5.3 6.5.3 岩溶与土洞的工程地质问题岩溶与土洞的工程地质问题6.5.4 6.5.4 岩溶与土洞地基的防治岩溶与土洞地基的防治1 1、岩溶的主要形态、岩溶的主要形态2 2、岩溶的形成条件、岩溶的形成条件 土洞因地下水或者地表水流土洞因地下水或者地表水流入地下土体内，将颗粒间可溶成入地下土体内，将颗粒间可溶成分溶滤，带走细小颗粒，使土体分溶滤，带走细小颗粒，使土体被掏空成洞穴而形成。这种地质被掏空成洞穴而形成。这种地质作用的过程称为潜蚀。作用

30、的过程称为潜蚀。当土洞发展到一定程度时，当土洞发展到一定程度时，上部土层发生塌陷，破坏地表原上部土层发生塌陷，破坏地表原来形态，危害建来形态，危害建(构构)筑物安全和筑物安全和使用。使用。岩溶与土洞地区岩溶与土洞地区对对建建(构构)筑物筑物稳定性和安全性稳定性和安全性有很大影响。有很大影响。1溶蚀岩石的强度大为降低。岩溶溶蚀岩石的强度大为降低。岩溶水在可溶岩体中溶蚀，可使岩体发生水在可溶岩体中溶蚀，可使岩体发生孔洞。最常见的是岩体中有溶孔或小孔洞。最常见的是岩体中有溶孔或小洞。所谓溶孔，是指在可溶岩石内部洞。所谓溶孔，是指在可溶岩石内部溶蚀有孔径不超过溶蚀有孔径不超过2030cm的，一般的，一

31、般小于小于l3cm的微溶蚀的空隙。岩石遭的微溶蚀的空隙。岩石遭受溶蚀可使岩石有孔洞、结构松散，受溶蚀可使岩石有孔洞、结构松散，从而降低岩石强度和增大透水性能。从而降低岩石强度和增大透水性能。2造成基岩面不均匀起伏。因造成基岩面不均匀起伏。因石芽、溶沟溶槽的存在，使地表石芽、溶沟溶槽的存在，使地表基岩参差不整、起伏不均匀。这基岩参差不整、起伏不均匀。这就造成了地基的不均匀性以及交就造成了地基的不均匀性以及交通的难行。因而，如利用石芽或通的难行。因而，如利用石芽或溶沟发育的地区作为地基，则必溶沟发育的地区作为地基，则必须作出处理。须作出处理。3漏斗对地面稳定性的影响。漏斗是包带漏斗对地面稳定性的影

32、响。漏斗是包带气带中与地表接近部位所发生的岩溶和潜蚀气带中与地表接近部位所发生的岩溶和潜蚀作用的现象。当地表水的一部分沿岩土缝隙作用的现象。当地表水的一部分沿岩土缝隙往下流动时，水便对孔隙和裂隙壁进行溶蚀往下流动时，水便对孔隙和裂隙壁进行溶蚀和机械冲刷，使其逐渐扩大成漏斗状的垂直和机械冲刷，使其逐渐扩大成漏斗状的垂直洞穴，是为漏斗。这种漏斗在表面近似圆形，洞穴，是为漏斗。这种漏斗在表面近似圆形，深可达几十深可达几十m，表面口径由几，表面口径由几m到几十到几十m。另一种漏斗是由于土洞或溶洞顶的塌落作用另一种漏斗是由于土洞或溶洞顶的塌落作用而形成。崩落的岩块堆于洞穴底部成一漏斗而形成。崩落的岩块堆

33、于洞穴底部成一漏斗状洼地。这类漏斗因其塌落的突然性，使地状洼地。这类漏斗因其塌落的突然性，使地表建表建(构构)筑物面临遭到破坏的威胁。筑物面临遭到破坏的威胁。4溶洞和土洞对地基稳定性的影响溶洞和土洞对地基稳定性的影响 溶洞和土洞地基稳定性溶洞和土洞地基稳定性必须考虑如下三个问题：必须考虑如下三个问题：(1)溶洞和土洞分布密度和发育情况溶洞和土洞分布密度和发育情况 一般认为，对于溶洞或土洞分布密度一般认为，对于溶洞或土洞分布密度很密，并且溶洞或土洞的发育处在地下水交很密，并且溶洞或土洞的发育处在地下水交替最积极的循环带内，洞径较大，顶板薄，替最积极的循环带内，洞径较大，顶板薄，并且裂隙发育，此地

34、不宜选择为建筑场地和并且裂隙发育，此地不宜选择为建筑场地和地基，但是对于该场地虽有溶洞或土洞，但地基，但是对于该场地虽有溶洞或土洞，但溶洞或土洞是早期形成的，已被第四纪沉积溶洞或土洞是早期形成的，已被第四纪沉积物所充填，并已证实目前这些洞已不在活动。物所充填，并已证实目前这些洞已不在活动。这种情况，可根据洞的顶板承压性能，决定这种情况，可根据洞的顶板承压性能，决定其作为地基。此外，石膏或岩盐溶洞地区不其作为地基。此外，石膏或岩盐溶洞地区不宜选择作为天然地基。宜选择作为天然地基。(2)溶洞或土洞的埋深对地基稳定性影响。溶洞或土洞的埋深对地基稳定性影响。一般认为，溶洞特别是土洞如埋置很浅，则溶洞一

35、般认为，溶洞特别是土洞如埋置很浅，则溶洞的顶板可能不稳定，甚至会发生地表塌落。的顶板可能不稳定，甚至会发生地表塌落。u如若洞顶板厚度如若洞顶板厚度H大于溶洞最大宽度的大于溶洞最大宽度的1.5倍时，而倍时，而同时溶洞顶板岩石比较完整、裂隙较少，岩石也较坚同时溶洞顶板岩石比较完整、裂隙较少，岩石也较坚硬，则该溶洞顶板作为一般地基是安全的。硬，则该溶洞顶板作为一般地基是安全的。u如若溶洞顶板岩石裂除较多，岩石较为破碎，则上如若溶洞顶板岩石裂除较多，岩石较为破碎，则上覆岩层的厚度如能大于溶洞最大宽度的三倍时，则溶覆岩层的厚度如能大于溶洞最大宽度的三倍时，则溶洞的埋深是安全的。洞的埋深是安全的。上述评定

36、是对溶洞和一般建上述评定是对溶洞和一般建(构构)筑物的地基而言，筑物的地基而言，不适用于土洞、重大建（构不适用于土洞、重大建（构)筑物和震动基础。对于这筑物和震动基础。对于这些地质条件和特殊建筑物基础所必须的稳定土洞或溶些地质条件和特殊建筑物基础所必须的稳定土洞或溶洞顶板的厚度，须进行地质分析和力学验算，以确定洞顶板的厚度，须进行地质分析和力学验算，以确定顶板的稳定性。顶板的稳定性。(3)抽水对土洞和溶洞顶板稳定的影响。抽水对土洞和溶洞顶板稳定的影响。l一般认为，在有溶洞或土洞的场地，特别是一般认为，在有溶洞或土洞的场地，特别是土洞大片分布，如果进行地下水的抽取，由于土洞大片分布，如果进行地下

37、水的抽取，由于地下水位大幅度下降，使保持多年的水位均衡地下水位大幅度下降，使保持多年的水位均衡遭到急剧破坏，大大地减弱了地下水对土层的遭到急剧破坏，大大地减弱了地下水对土层的浮托力。浮托力。l再者，由于抽水时加大了地下水的循环，动再者，由于抽水时加大了地下水的循环，动水压力会破坏一些土洞顶板的平衡，因而引起水压力会破坏一些土洞顶板的平衡，因而引起了一些土洞顶板的破坏和地表塌陷。一些土洞了一些土洞顶板的破坏和地表塌陷。一些土洞顶板塌落又引起土层震动，或加大地下水的动顶板塌落又引起土层震动，或加大地下水的动水压力，结果震波或动水压力传播于近处的土水压力，结果震波或动水压力传播于近处的土洞，又促使附

38、近一些土洞顶板破坏，以致地表洞，又促使附近一些土洞顶板破坏，以致地表塌陷危及地面的建塌陷危及地面的建(构构)筑物的安全。筑物的安全。在进行建在进行建(构构)筑物布置时，应先筑物布置时，应先将岩溶和土洞的位置勘察清楚，然后将岩溶和土洞的位置勘察清楚，然后针对实际情况做出相应的防治措施。针对实际情况做出相应的防治措施。当建当建(构构)筑物的位置可以移位时，筑物的位置可以移位时，为了减少工程量和确保建为了减少工程量和确保建(构构)筑物的筑物的安全，应首先设法避开有威胁的岩溶安全，应首先设法避开有威胁的岩溶和土洞区，实在不能避开时，再考虑和土洞区，实在不能避开时，再考虑处理方案。处理方案。(1)挖填：

39、即挖除溶洞或土洞中的软弱充填物，回挖填：即挖除溶洞或土洞中的软弱充填物，回填以碎石、块石或混凝土等，并分层夯实，以达到改填以碎石、块石或混凝土等，并分层夯实，以达到改良地基的效果。对于土洞回填的碎石上设置反滤层，良地基的效果。对于土洞回填的碎石上设置反滤层，以防止浴蚀发生。以防止浴蚀发生。(2)跨盖：当洞埋藏较深或洞顶板不稳定时，可采跨盖：当洞埋藏较深或洞顶板不稳定时，可采用跨盖方案。如采用长梁式基础或衍架式基础或刚性用跨盖方案。如采用长梁式基础或衍架式基础或刚性大平板等方案跨越。但梁板的支承点必须放置在较完大平板等方案跨越。但梁板的支承点必须放置在较完整的岩石上或可靠的持力层上，并注意其承载

40、能力和整的岩石上或可靠的持力层上，并注意其承载能力和稳定性。稳定性。(3)灌注，对于溶洞或土洞，因埋藏较深，不可能灌注，对于溶洞或土洞，因埋藏较深，不可能采用挖填和跨盖方法处理时，溶洞可采用水泥或水泥采用挖填和跨盖方法处理时，溶洞可采用水泥或水泥粘土混合灌浆于岩溶裂隙中；对于土洞，可在洞体范粘土混合灌浆于岩溶裂隙中；对于土洞，可在洞体范围内的顶板打孔灌砂或砂砾，应注意灌满和密实。围内的顶板打孔灌砂或砂砾，应注意灌满和密实。(4)排导：洞中水的活动可使洞壁和洞顶溶蚀、冲排导：洞中水的活动可使洞壁和洞顶溶蚀、冲刷或潜蚀，造成裂隙和洞体扩大，或洞顶坍塌。因面刷或潜蚀，造成裂隙和洞体扩大，或洞顶坍塌。因面对自然降雨和生产用水应防止下渗，采用截排水措施，对自然降雨和生产用水应防止下渗，采用截排水措施，将水引导至他处排泄。将水引导至他处排泄。(5)打桩：对于土洞埋深较大时，可用桩基处理，打桩：对于土洞埋深较大时，可用桩基处理，如采用混凝土桩、木桩、砂桩或爆破桩等。其目的除如采用混凝土桩、木桩、砂桩或爆破桩等。其目的除提高支承能力外，并有靠桩来挤压挤紧土层和改变地提高支承能力外，并有靠桩来挤压挤紧土层和改变地下水渗流条件的功效。下水渗流条件的功效。