期末复习提纲.ppt

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1、工程地质学(Engineering Geology)是一门研究与工程建设有关的地质问题，为工程建设服务的地质学科。它是地质学的分支学科，属于应用地质学的范畴。,狭义,工程地质勘察学,工程地质学基础,区域工程地质学,广义,狭义,土力学,岩石力学,土质学,研 究 对 象,浅表层地质环境 工程建筑物 1. 研究目的： 两者关系、适应性、矛盾转化、解决， 保证建筑物的安全、经济和正常使用。 2. 研究方法： 勘察、分析评价阐明条件、解决问题 满足建筑物的设计、施工、使用。,研 究 任 务,阐明场地工程地质条件； 评价工程地质问题； 场址选择与建筑物配置； 环境影响及对策建议； 建筑物结构和施工方法建议

2、； 地质灾害防治方案。 基本任务：查明工程地质条件 中心任务：工程地质问题的分析、评价,工程地质条件：与工程建筑物有关的地质条件的综合。,岩土类型及其工程性质 地质结构 地形地貌 水文地质 工程动力地质作用 天然建筑材料,由于不同地区的地质环境不同，工程地质条件不同，对工程建筑物有影响的地质因素的主次关系不同。,工程地质问题：工程建筑物与工程地质条件之间所存在的矛盾或问题。,场地工程地质条件不同、建筑物内容不同，所出现的工程地质问题也各不相同。 房屋工程：地基承载力、沉降、基坑边坡变形 矿山开采：边坡稳定性、基坑突水、矿坑稳定 水利水电工程：渗透变形、水库渗漏 、斜坡稳定性、坝体抗滑稳定性 地

3、下工程：围岩稳定性、地应力、突水,研 究 内 容,1. 岩土工程性质的研究 研究与工程建筑物有关的岩土体的工程地质性质及其变化规律，即分布规律、成因类型、力学性质等 分支学科：工程岩土学 2. 工程动力地质作用的研究 研究工程动力地质作用的形成机制、规模、空间分布及发展趋势，对由此引起的工程地质问题进行评价、防治和改造 分支学科：工程动力地质学 3. 工程地质勘察理论和技术方法的研究 研究勘察方法的选择、工作的布置原则、工作量的分配，勘察技术、方法理论的改进。规范、手册为指南。 分支学科：工程地质勘察 、岩土工程勘察。,4. 区域工程地质研究 为工程规划设计提供地质依据，进行工程地质区划 分支

4、学科：区域工程地质学 5. 环境工程地质研究 研究人类工程活动和地质环境之间的联结模式，科学预测人类活动对地质环境的影响 分支学科：环境工程地质学,研 究 方 法,自然历史分析法 数学力学分析法 模型模拟试验法 工程地质类比法,第2章 活断层与地震,活断层基本特征 全新活动断裂，活断层的类型，活断层的活动方式。 2. 活断层的地质、地貌和水文地质标志 3. 地震的分类，地震震级，地震烈度 4. 地震效应 砂土液化机理,活断层一般是指现今正在活动的断层，或近期曾活动过、不久将来可能重新活动过的断层。后者也称为潜在活断层。 岩土工程勘察规范 全新活动断裂：全新世（10000）年内有过活动或近期正在

5、活动，在将来（100年）可能继续活动的断裂。 发震断裂：近期（500年）发生过5级以上地震，或在未来100年内预测可能发生5级以上地震的断裂。 水利水电工程地质勘察规范 活断层：最后一次错动距今10-15万年（晚更新世）的断层。,活断层的基本特征,按照位移方向与水平面的关系： （1）正断型活断层 差异升降活动为它的断陷盆地边缘。下降盘分支断层多见，形成地堑式的正断层组合。 特征：断层面较陡45（1直立，3水平）；断带宽，较破碎；活动性强，相关地震少；上盘性质差。 东非大裂谷、汾渭地堑、银川地堑等。,（2）逆断型活断层 多分布于板块碰撞挤压带。上盘变形带大，出现多分支断层。 断层面较缓，45（1

6、水平，3直立）；波状起伏；断带宽，破碎；大型，伴震；上盘性质差。 喜山、祁连山、天山山前逆冲断层等。 （3）走滑型活断层 常分布于大陆内部的地块之间的接触部位，水平错动量大，断层带宽度不大，很少分支断裂。 走滑（左旋、右旋）-断面窄，陡倾（ 1、3水平）；大型，伴震。 安德烈斯、安纳托里、小江、红河等。,活断层的活动方式,（1）粘滑型活断层 间歇性突然滑动，常伴有地震活动，也称为地震断层。 发生在强度较高的岩石中，断层带锁固能力强，危害大。 发震断裂特征：深断裂，裂谷，板块接触带。 （2）蠕滑型活断层 沿断层面两侧岩层连续缓慢地滑动 发生在强度较低的软岩中，断层带锁固能力弱 一般无震发生，有时

7、可伴有小震。,活断层的鉴别标志,地质方面 最新沉积物被错断 只要是见到第四系中、晚期的沉积物被错断，均视断层为活断层。如位于汾渭地堑中段的平遥活断层，错断晚更新世中晚期的黄土，以及早中期更新世地层，断距4050m。 断层破碎带构造形迹 活动断层因其形成时间较晚，一般表现为构造带物质欠固结欠胶结状态，较为松散。另外，表现出脉体变形被切断，构造岩片理化，透镜化，断面新鲜无风化，第四系物质牵引弯折等。断层矿物的显微变形出现显微组构（如不等颗粒拉长，光轴微定向等）,地貌方面,不同地貌单元突然相接，或两边沉积物厚度显著差别 例如，隆起山区与断陷盆地突然相接。一次错动量大的活断层，沿线分布断层三角面、断层

8、崖、陡坎、垭口、“V型谷”等 地貌单元的分解和异常 例如，河流阶地、山脊、水系、夷平面、坡洪积扇等地貌单元由于活断层作用，使其产生错断、分解。 活断层作用使正常发育的地貌系统出现异常形态或特殊地貌景观。如断层带一侧，河流的同步肘状拐弯、宽窄变异，断层下降盘一侧线状排列的洪积群、泥石流、滑坡、串珠状洼地等。,水文地质方面 由于断层带构造物质松散，容易形成强导水带，因而活断层带一线分布泉水、温泉，出现植被发育现象。也由于活断层为深大断裂，深循环水将导致水的化学异常。,地震:在地壳表层,因弹性波传播所引起的振动作用或现象。,活断层区的建筑原则,建筑物场址一般应避开活动断裂带。 线路工程必须跨越活断层

9、时，尽量使其大角度相交，并尽量避开主断层。 必须在活断层地区兴建的建筑物，应尽可能地选择相对稳定地块即“安全岛”，尽量将重大建筑物布置在断层的下盘。 在活断层区兴建工程，应采用适当的抗震结构和建筑型式。,第二节 地 震 基 础 知 识 一、几个概念： 1、震源：地震发源地（能量E、深度H） 2、震中:震源在地表水平面上的垂直投影。 3、震中距：地面上任何一点到震中的直线距离. 4、震源深度：从震源到地面的垂直距离。 5、地震波：质点振动，弹性波，能量传播， 产生振动（地震力），破坏源动力，信息载体，透、反、折射传播。,体波,面波（L）,7.地震震级（earthquake magnitude,

10、M）：是衡量地震本身大小的尺度，由地震所释放出来的能量大小所决定。,MLOGA,A：距震中100公里处标准地震仪在地面所记录的震波最大振幅。（微米）,标准地震仪：自振周期0.8秒，阻尼比0.8，最大静力放大倍率为2800。,能量E（J）与震级（M)关系 ： 理论上M无上限，实际上，因地壳岩石强度有限，即累积应变能有限，目前最大M为8.9级。,logE=4.8+1.5M,8.地震烈度（earthquake intensity，I0 )：衡量地震所引起的某地地面震动强烈程度的尺度。,与地震释放的能量大小、震源深度、震中距、震域介质条件有关。 一次地震只有一个M，但有不同 I 。震中烈度用I0表示。

11、 震源深度和震中距越小，地表岩土越软弱，地震烈度越大。 浅源地震（据152次大震统计）震级与烈度的关系：,M=0.68I0+0.98,烈度是估算灾情，进行区划，抗震设计的直接依据。 震害大小取决于地震破坏力和地物本身抗震性两方面，烈度划分以两方面作为标准。目前全世界均是以一次地震造成一个地区的宏观震害（如房屋倒塌程度等），同时引入地震加速度等物理指标作为参考，划分烈度。 国际上有数十种划分标准，我国是国家地震局制定的标准，根据一个地区某一地震及代表性地质条件（一般二类土层）建筑破坏情况划分烈度。根据：人的感觉，房屋及器物地物震害程度，加速度和速度（参考）。 等级：I 级 几个烈度概念：,第三节

12、 地 震 效 应,取决于三方面：场地工程地质条件；震级、震中距；建筑物类型及结构。 地震效应地震作用影响所及的范围内，地表出现的各种震害和破坏。,振动破坏效应引起建筑物破坏 地面破坏效应地面破裂及地基液化、沉陷等 斜坡破坏效应滑坡、崩塌等,三种破坏 效应,二 地面破坏效应,地面破裂效应 地基基底效应,地震断层 地面裂缝 沉降 砂土液化 地基滑移,机理：饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下，受到强烈振动而丧失抗剪强度，使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作用或现象。,1 液化机理： 砂土的抗剪强度：,砂基液化问题：,2.影响砂土液化的因素,1）土的类型及性质,粒度 粉、细砂土最易液化；高烈度时

13、，亚砂土、轻亚粘土、中砂也可液化。我国90%发生在粉组、砂、亚砂土中。粉粒含量40%时，极易液化；粘粒含量12.5%时，极难液化。极易液化土的特征是：平均粒度0.02-0.10mm，=2-8，粘粒含量10%,密实度 松砂极易液化，密砂不易液化。相对密度Dr80%时，不易液化。 成因及年代 多为冲积成因的粉细砂土，如滨海平原、河口三角洲等。 沉积年代较新：结构松散、含水量丰富、地下水位浅,2）饱和砂土的埋藏分布条件 埋藏条件包括：砂层厚度、上覆非液化土层厚度（即埋藏深度）、地下水埋深。,砂层上覆非液化土层愈厚，液化可能性愈小。一般埋深大于10-15m以下就难以液化了。,地下水位埋深愈大，愈不易液

14、化。实际上，地下水埋深3-4m时，液化现象很少，一般把液化最大地下水埋深定为5m。,砂层越厚越易液化。,3）地震活动的强度及历时 地震力（剪应力）是砂土液化的动力,地震愈强，历时愈长，则愈易引起砂土液化，而且波及范围愈广。 度以下地区很少有液化现象； 度区只能使疏松的粉、细砂层液化；而 度以上地区才能使粗粒及粘粒含量较高的土液化。强度很高的地区即震中区附近，因地振动以垂直为主，也不易产生液化。液化范围（液化最远点，以震中距R表示，Km）lgR=0.77M- 3.6,4.砂土液化的防护措施,（1）慎重选择场地,（2）选择基础类型,（3）地基处理,处理标准： 应处理至液化深度下限 处理后的土层标贯

15、击数实测值应大于临界值,压密 通过振动、夯击、爆破等手段，使砂土急剧液化排水，而达到压密，提高天然地基土的相对密度Dr,排渗法 通过排渗井等来消散因振动时而产生的孔隙水压力，防止液化,换土或盖重 用非液化土更换地表的液化土层，或在地表液化土层上覆盖填,土。,第3章 斜坡工程,地球科学大辞典 地质灾害是指地质动力活动或地质环境变异为主要成因的自然灾害。,地质灾害的概念,主要包括：火山、地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地面塌陷和地裂缝等。,1、斜坡变形破坏的基本形式 拉裂，蠕滑，弯曲倾倒； 滑坡，崩塌； 2、滑坡的基本要素 3、崩塌的形成条件 4、斜坡稳定性影响因素 岩土类型与性质，岩体结构和

16、地质构造，地表水和地下水，地震，人类活动等。 5、滑坡的时间预报 岩土体蠕变理论 6、滑坡的防治措施,滑坡的基本要素 滑动带 ：滑坡体与滑坡床之间的分界面。形态可分为圆弧状、平面状和阶梯状等。 滑坡床 ：滑坡体之下未经过滑动的岩土体。 滑坡体 ：与母体脱离经过滑动的部分岩体。 滑坡周界 ：滑坡体与周围未变位岩土体在平面上的分界线。 滑坡壁 ：滑坡体后缘由于滑动作用所形成的母岩陡壁，其坡角多为35-80度，平面上多呈圈椅状。滑坡壁上常见铅直方向的擦痕。 滑坡台阶 ：滑坡体下滑时各部分运动速度不同而形成的错台。 滑坡舌 ：滑坡体前部伸出如舌状的部位。常伸入沟谷、河流。最前端滑坡面出露地表的部位，称

17、滑坡剪出口。,滑坡洼地（湖) 主滑线 滑坡裂隙：滑坡体在滑动过程中各部位受力性质和大小不同， 在各部位产生不同力学性质的裂隙。 拉张裂隙：位于滑体后部、滑床后壁，弧形分布，与滑动方向垂直； 剪切裂隙：羽状分布于滑坡体中前部的两侧，因滑坡体与滑坡床之间的相对位移的力偶作用形成，与滑动方向斜交； 鼓张裂隙：分布滑体前缘，由于滑体后部的推挤鼓起而成，与滑动方向垂直； 扇形裂隙：位于滑体舌部，因前部岩土体向两侧扩散产生，放射状呈扇形分布。,第五节 崩塌,一、 崩塌的类型及形成条件： 崩塌一般发生在厚层坚硬岩体中。灰岩、砂岩、石英 岩等厚层硬脆性岩石常能形成高陡的斜坡，其前缘常由 于卸荷裂隙的发育而形成

18、陡而深的张裂缝，并与其它结 构而组合，逐渐发展而形成连续贯通的分离面，在触发 因素作用下发生崩塌。此外，由缓倾角软硬相间岩层组 合的陡坡，由于软弱岩层被风化剥蚀而形成凹龛，使上 部的坚硬岩层失去依托，故也常发生局部崩塌。,第六节 影响斜坡稳定性的因素,岩土类型及性质 振动作用（如地震） 地质构造 降水（雨、雪）水库蓄水 地形 人类活动（开挖、加载 水文地质 植被、水等） 风化、剥蚀作用,内在因素,外部 因素,一、内在因素 1. 岩土类型及性质决定抗滑力的根本因素 强度、自稳能力：坚硬岩石半坚硬岩石松散土坡 结构：层理、软弱夹层、原生节理、片理等 特殊性质：膨胀性、湿陷性等 滑坡往往集中在某些特

19、定的岩层中“易滑岩组” 如：西北的黄土分布地区、成都平原地区的成都粘土层、四川盆地的红层地区（砂、泥岩互层）、青海、甘肃地区的第三系地层（半成岩的砂、泥岩），川西北、陕南和甘南浅变质岩地区（主要是千枚岩分布地区）,2. 地质结构 结构面结构面的产状、力学性质、规模。 沉积岩地区：特大型的滑坡主要与层面构造有关 不同构造部位滑坡差别：如在褶皱的两翼部位，结构面往往形成上陡下缓的勺形；沿着大的构造断裂带，滑坡往往呈带状分布。,3. 地形地貌 斜坡坡度越大、越高，斜坡稳定性越差。,按结构面的产状与临空面的关系，可分为： (1) 平迭坡：主要软弱结构面为水平的 (2) 逆向坡：主要软弱结构面的倾向与坡

20、面的倾向相反 (3) 顺向坡：主要软弱结构面的倾向与坡面的倾向一致 时，稳定性最差，极易发生顺层滑坡 时，稳定性较好 (4) 斜交坡：主要软弱结构面与坡面成斜交关系。其交 角越小，稳定性就越差。 (5) 横交坡：主要软弱结构面的走向与坡面走向近于垂 直，稳定性较好，很少发生大规模的滑坡。,1. 地震：震中周围 烈度七度区，考虑附加应力 2. 降水：三种效应 (1) 水平推力侧向水压力 (2) 浮托力减小滑动面上的有效应力 (3) 软化效应降低岩土体的抗剪强度 水库（河流）水作用： 动水压力 冲刷、掏空作用,二、外部因素：,区域性滑坡预测： 以一个大的区域为依据对象，确定滑 坡可能发生的区段范围

21、。 地段性滑坡预测： 以一个地段滑坡调查资料为依据，确定 将来可 能发生滑坡的大致位置、可能 的类型等。 场地性滑坡预测： 针对某一特定场址，预测滑坡可能发生 的确切位置、范围大小、运动速度及类 型。,滑坡长期预报：对未来滑坡运动的趋势作判断，以确定滑坡活动的可能年份。 滑坡短期预报：对滑坡活动的可能季节或月份作出预测。 滑坡临滑预报：对滑坡将要暴发的具体日期、乃至时分作出预报。,三、滑坡时间预报,（1）滑坡变形前兆的现象预报法,（2）位移时间曲线变化趋势判断法,（3）斋滕法和改进的斋滕法,（4）统计数学模型 回归模型、灰色理论模型、生物生长模、灾变理论模型等,（5）黄金分割法,（6）非线性动

22、力学模型预报法,（7）声发射等参数预报法,第九节 滑 坡 防 治 防治目标： 是减灾、防灾、保护环。 防治原则： 以防为主，治理为辅。应该把防灾贯穿到工程建设的各个环节，在工程规划选址、设计、施工各阶段均应注重防灾减灾。例如灾害预测及危险性评估正体现了这一原则。,防治指的是预防与治理两方面： 滑坡预防：指的是滑坡灾害没有产生以前，人们已经了解其存在的危险性和危害性，并采取相应的措施加以防范，使滑坡损失降至最小程度。预防是以勘察分析、预测预报、动态监测为基础，同时提出有效的预防措施及相应的设计施工工作。 滑坡治理：指的是对潜在不稳定体采取有针对性的工程措施，确保其稳定，从根本上消除隐患。治理是一

23、项工程，它包括对灾害体的勘察、评价，提出经济合理的工程措施，并付之实施。,1 防预措施： （1） 绕避：改线、架桥跨越、隧道穿越 （2） 拦截：拦石墙、拦栅网 （3） 排水：地表排水：排水沟、坡面防渗 地下排水：盲沟、排水洞、排水孔 （4）监测预警,2 治理措施： （1） 排水措施：（同上） （2） 削方、堆：格栅（室）护坡 （3） 支挡工程：挡土墙：砌置挡墙 加筋土挡墙 锚固：单一锚杆（索） 挂网+喷浆+锚杆（索） 构+锚杆（索） 抗滑桩：钢管桩 钢筋+砼桩 砼桩 结合形式：桩+锚 桩+墙（板、梁） （4） 坡面防护： 横向护坡 植基绿色护坡 （5） 其它： 固结灌浆 阻滑键（栓）,第4章

24、地 下 工 程,1、概念：围岩，围岩应力重分布，围岩压力 2、地下建筑工程的主要工程地质问题 3、参数 4、巴顿岩体质量分类 5、地质超前预报的常用预报方法： 地质预报法，超前勘探法，物探法,围岩：由开挖洞室引起的应力状态的重大变化局限在洞周一定范围之内。通常此范围等于地下洞室横剖面中最大尺寸的35倍，习惯上将此范围内的岩体称为“围岩”。,应力重分布范围内的岩体称围岩。,开挖洞室，应力平衡被打破，围岩向洞内松胀位移，引起一定范围内应力调整，使天然应力大小、方向和性质改变，达到新的平衡。,二、围岩中重分布应力,地下建筑稳定性主要取决于围岩稳定性。,洞顶底出现拉应力；,洞壁围岩内全为压应力,洞室侧

25、壁出现拉应力，洞顶底出现较高压应力集中。,取不同的值，洞壁应力状态不同。,围岩破坏自洞壁始，向内（深部）发展。,应力重分布特征：,环向应力增或减，并出现拉应力；,产生分异现象，径向应力趋于零；,洞周应力差最大（拉应力集中）。,第5节 围岩压力,围岩在重分布应力作用下产生变形（位移），进而引起施加于支护衬砌上的压力，称围岩压力。,围岩压力是围岩与支衬间的相互作用力，是外力。,围岩应力是岩体中的内力。,若围岩强度高，不需支护可自稳，便不存在围岩压力。,围岩压力的大小是支护设计的重要依据。,一、概念,第1节 概述,其他工程地质问题,岩爆,地下建筑 天然或人工开挖的作为各种用途的构筑物。,有害气体突出

26、,涌水,高地温,地下建筑主要工程地质问题,第4节 围岩分类,分类指标为：,式中：RQD岩芯质量指标；节理组数； 节理粗糙系数；节理蚀变系数； 节理水折减系数；SRF应力折减系数。,四、巴顿岩体质量分类（挪威-系统）,第4节 围岩分类,个参数组合反映了岩体质量的三个方面，即：,表示水与其他应力存在时对岩体质量的影响。,岩体完整性；,结构面形态、充填特征及次生变化等情况；,四、巴顿岩体质量分类,第7节 地质超前预报,一、概念 地下工程地质超前预报：利用一定的技术和手段，收集和分析地下工程所在岩土体的有关信息，对施工掌子面前方岩土体情况、不良地质体的工程部位及成灾可能性作出解释、预测和预报。,二、目

27、的 查明掌子面前方的地质构造、围岩性状、结构面发育特征，特别是溶洞、断层、各类破碎带、岩体含水情况，以便提前、及时、合理地制定安全施工进度、修正施工方案，确保施工安全、加快施工进度。,第5章 泥 石 流,1、泥石流的形成条件 2、泥石流的运动特性：直进性和脉动性 3、稀性泥石流与粘性泥石流的区别?（书上） 4、泥石流的治理措施,二、泥石流的活动特点 1）突然爆发 2）来势凶猛 3）历时短暂 4）破坏力大,第2节 泥石流形成条件 一、地形条件纵比降大、坡面多、流域面积大、汇流迅速，提供固体物、势能、加大径流强度。 1、地形-相对高差大于200m的地区有泥石流分布，相对高差大于1000m的地区为泥

28、石流高频区。 2、地貌-我国第一地貌阶梯青藏高原4000m，第二阶梯云贵、黄土高原、陇南山区10002000m，第三阶梯四川盆地300700m，其过渡地带高差大、切割剧烈，为泥石流活跃地带（滇东北、川西、陇南)。,3. 典型的泥石流流域分为：形成区、流通区和堆积区。,1）泥石流形成区（上游） 多为三面环山、一面出口的半圆形宽阔地段，周围山坡陡峻，多为30- 60的陡坡。 坡体光秃破碎，无植被覆盖。 斜坡常被冲沟切割，且有崩塌、滑坡发育。 有利于汇集周围山坡上的水流和固体物质。,2）泥石流流通区（中游） 泥石流搬运通过的地段。 多为狭窄而深切的峡谷或冲沟，谷壁陡峻而纵坡降较大。 具有极强的冲刷能

29、力，将沟床和沟壁上的土石冲刷下来携走。,3）泥石流堆积区（下游） 泥石流物质的停积场所。 多位于山口外或山间盆地边缘，地形较平缓。泥石流的动能能急剧变小，最终停积下来，形成扇形、锥形或带型的堆积体。 特点：地面往往垄岗起伏，坎坷不平，大小石块混杂。,二、地质条件：为泥石流的形成提供丰富的固体物源及强大的动能。 1、构造复杂岩性破碎；高地震频发崩、滑多发，为泥石流提供丰富的固体物质。 2、新构造运动活跃地形陡峻、高差对比大，为泥石流提供势能储备。 小江流域发育在著名的小江深大断裂带上，新老构造错综复杂，岩层破碎，不足90km江段上便发育了107条泥石流沟。,第2节 泥石流形成条件,3、泥石流形成

30、区内，有大量易于被水流侵蚀冲刷的疏松土石堆积物（重力堆积、风化残积、坡积、冰碛物等），是泥石流形成的重要条件。 泥石流源地常见的基岩，往往是片岩、千枚岩、泥页岩和凝灰岩等软弱岩层。,第2节 泥石流形成条件 三、气象水文条件： 集中降雨、高温天气产生强烈的地表径流（暴雨、冰雪融化和水体溃决），地表强径流使泥石流具备启动、携运能力。 1、水体量决定于气候条件（暴雨型、冰雪融化型)。 2、径流强度决定于气候（雨量、雨强）及地形条件（汇流速度）。 小江流域年雨量7001200mm，多暴雨，最大雨强108mm/h；辽宁老帽山：6小时395mm，116.5mm/h。,第2节 泥石流形成条件,1. 地形条件

31、 固体物来源、径流条件 2. 地质条件 固体物来源、运动势能 3. 气象水文条件 径流强度、动力条件,第3节 泥石流特征 密度决定了泥石流的流态和运动特征； 结构使泥石流具有的破坏力不同； 流态对沟床的改造能力不同； 直进性粘性泥石流具有，破坏力强； 脉动性蓄能再动，前峰破坏力极强。,二、泥石流流动特性 2、直进性 流体运动中受阻，所携固体物堆积，填平、抬升沟床，后阵流体便可前进。 超高爬高、截弯取直、冲向下游。 流体越粘直进性越强、冲击力越大。,二、泥石流流动特性 3、脉动性 呈阵性运动。其过程线似正弦曲线，上涨曲线较下落曲线陡些，以相等的时间间隔流动（阵发）。 阵的前锋为高大的泥石流龙头，

32、具极强的冲击力。 一场泥石流常出现几十至上百阵。,总原则：全流域规划、统筹兼顾；大流域着眼、小流域入手；突出重点、抓住要害。 危险区建立警戒避难体制。 三区防治重点： 形成区蓄水、固沙、护坡。 流通区减速、削能。 堆积区合理疏导。,第6节 泥石流防治措施,一、形成区防治： 从泥石流产生基本条件（固体物、水体）和触发条件（地表径流强度）两方面考虑。 护坡：减少松散固体物来源； 开发性治理水土流失：控制地形切割程度，减小地表径流强度（植树造林）； 排洪：使水沙分离，减小地表径流强度，降低聚流水动条件，从根本上扼制产生泥石流的动因（泄洪洞、引水渠）。,二、流通区防治： 控制固体物来源、减小地表径流强

33、度。 保护沟床：截断固体物补充源（防冲林）； 拦挡：拦截固体、排液体，调整沟道形状，减小纵比降，降低流体速度，削弱运动能量。（拦沙坝、谷坊）,三、堆积区防治： 合理疏导保畅通，固留液走。 排导：导向堆积场所，将固物堆积于适当的位置。 （明硐、导流堤、排导沟）。 不排向江河主流； 不阻滞后续流体； 不与人类工程产生矛盾。,第6章 岩 溶,1、岩溶作用：地下水和地表水对可溶性岩石的破坏和改造作用叫岩溶作用。 2、岩溶地貌形态 3、岩溶发育的基本条件 4、 影响岩溶发育的因素,一、概 念 岩溶作用：地下水和地表水对可溶性岩石的破坏和改造作用叫岩溶作用。 岩 溶：岩溶作用及其所产生的地貌现象和水文地质

34、现象总称为岩溶，国际上通称喀斯特（karst）。,6.1 概 述,二、岩溶现象 1、形成独特的地貌 大的地貌形态及蚀变：峰丛（溶蚀）；峰林（溶盆）； 溶蚀平原 地表形态 正形态：石林、石笋、峰林、孤峰。 负形态：溶沟、溶孔、溶槽、溶水洞、漏斗、 洼地、溶盆、溶原。 地下形态：溶洞、溶隙、暗河。,2、形成独特的水文地质现象 地表水系不发育，岩体的透水性增大，岩溶水分布极不均匀，动态变化大，流态复杂多变，地下水的埋深一般较大。,岩溶发育的的基本条件有四个： 具有可溶性岩石； 具有溶蚀能力的水； 具有良好的水的循环交替条件；,6.2 碳酸盐岩的溶蚀机理,6.3 影响岩溶发育的因素,凡是影响上述三个条

35、件的因素均是影响岩溶发育的因素。,一、碳酸盐岩岩性的影响,碳酸盐岩能否被溶解或溶解程度如何，主要取决于岩石的性质，如物质成分、化学成分、矿物成分及结构。 碳酸盐岩是指碳酸盐矿物含量超过50%的一类沉积岩。主要化学成分是CaCO3、 MgCO3 、Sio2等。 常见的有：灰岩、白云岩、白云质灰岩、硅质灰岩、泥质灰岩等。,1、碳酸盐岩化学成分与岩溶发育的关系,二、气候的影响,1.降水的影响： （1）水直接参与岩溶作用，充足的降水是保证岩溶作用强烈进行的必要条件。 （2）水是溶蚀作用的介质和载体，充足的降水保证了水体的良好的循环交替条件，促进岩溶作用的强烈进行。,三、地形地貌的影响,地形地貌条件通过

36、影响水的入渗，循环交替条件，进而影响岩溶发育的规模、速度、类型及空间分布。例如： 区域地貌格局，宏观上控制了某地区的地表水文网及地下水排泄基准面的性状，从而控制了地表地下水的运动趋势，进而控制了岩溶发育的总体形式。 地形平缓地貌较之地形较陡地貌，地表径流缓慢，入渗量较大，有利于岩溶发育。 不同地貌条件，因其垂直入渗带埋深和水平径流程度的不同，垂直岩溶形态及水平岩溶形态的明显差别。 地形高差大大影响地下水补、排条件，影响岩溶发育的深度。,四、地质构造的影响,1.断裂的影响 成岩、构造、风化、卸荷等作用形成的各种破裂面，为地下水入渗和流动提供了通道，同时为地下水有效向深部渗入并形成深部岩溶提供了条

37、件。 由于断裂构造的存在，在一定程度上控制了岩溶的发育。例如，沿断裂面岩溶发育强烈。 各组破裂面相互交织、延伸进而控制了岩溶发育的形态、规模、速度和空间分布，使得岩溶发育宏观不均一性。 各种破裂面相互交织，使地下水混合溶蚀效应明显，促进岩溶发育。,五、新构造运动的影响,地壳的上升、下降、相对稳定运动的性质、幅度、速度和波及范围，控制着水循环交替条件及其变化趋势，从而强烈的控制着岩溶发育的类型、规模、速度、空间分布及岩溶作用的变化趋势。,第7、8章 岩土工程勘察,1、岩土工程勘察内容：工程地质调查和测绘、勘探及采取土试样、原位测试、室内试验、现场检验和检测等。 2、勘察等级划分依据 3、三个勘察

38、阶段的主要目的和任务 4、工程地质勘探手段和取样方法 5、概念：地基、持力层、地基强度、地基变形、地基承载力特征值 6、原位测试：土体载荷试验、标准贯入试验 7、初、详勘察阶段：勘探孔的数量、勘探点间距和勘探孔深度等的设计,岩土工程勘察：根据建设工程的要求，运用各种勘测技术方法和手段，为查明、分析和评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件而进行的调查研究工作，并编制用于工程设计和施工等的各种岩土工程勘察技术文件。 目的：查明建设场地的岩土工程条件，分析和评价场地的岩土工程问题，提出解决岩土工程问题的方法与措施，建议建筑物地基基础应采取的设计和施工方案等。,岩土工程勘察的内容主要有：工程地质调

39、查和测绘、勘探及采取土试样、原位测试、室内试验、现场检验和检测，最终根据以上几种或全部手段，对场地工程地质条件进行定性或定量分析评价，编制满足不同阶段所需的成果报告文件。,第1节 勘察基本技术要求,二、勘察等级划分： 按工程复杂性和难易程度区别对待，有利于确保工程质量和勘察技术管理的合理化。 工程重要、规模大、场地条件复杂，所需投入的勘察工作量也较大。 岩土工程勘察规范规定，勘察等级由工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级三项因素决定。首先对三项因素划分等级，再综合确定勘察等级。,第1节 勘察基本技术要求,三、勘察阶段划分（以工民建为例-3阶段） 1、可行性研究勘察阶段-场地评价、

40、论证、比选，为规划决策提供依据。 1.1 主要任务：对拟选场地的稳定性和适宜性作出工程地质评价，进行技术论证和方案比较，以满足确定场地方案的要求。工作深度一致，对主要问题作出初步分析评价。 1.2 勘察方法：(收集资料、踏勘)、测绘、勘探。,第1节 勘察基本技术要求,2、初步勘察阶段- 2.1 目的：结合初设要求，提出岩土工程方案设计和论证。 2.2 主要任务：可研基础上，对场地内建筑地段的稳定性作出评价，为确定总平面布置，对主要建筑物的岩土工程方案和不良地质现象的防治方案进行论证，以满足初设和扩初设计的要求。 2.3 方法：继承前期，以勘探、物探、原位测试为主，测绘据需要布置。,第1节 勘察

41、基本技术要求,3、详细勘察阶段- 3.1 目的：对岩土工程设计、岩土体处理和加固、不良地质现象的防治工程进行计算、评价，以满足施工图设计的要求。 3.2 主要任务：按不同建筑群提出详细的岩土工程资料和设计所需的岩土技术参数。 3.3 方法：勘探和原位测试为主。 依阶段划分，勘察有步骤进行。研究范围大到小，研究程度由浅至深，地表至地下，定性至定量。,一、工程地质勘探,1、勘探手段 常用的有三类：钻探、坑探和物探。 2、勘探任务 1）探明地下有关的地质情况，如地层岩性、断裂构造。地下水位、滑动面位置等。 2）为深部取样及现场试验提供条件。如采取岩土样供室内试验。 3）利用勘探孔进行某些项目的长期观

42、测以及不良地质现象处理等工作。,六、取样,采取土样的技术问题： 1、土样的质量要求 2、取样工具 3、取样操作,2、取样工具,对取土器的基本要求： 1）尽可能使土样不受或少受扰动； 2）能顺利切入土层中，并取上土样； 3）结构简单且使用方便。 取样工具：薄壁取土器、回转取土器、标准贯入器等。,3、取样操作,在钻孔中采取、级土试样时，应满足下列要求： 1）软土、砂土中宜采用泥浆护壁； 2）采用冲洗、冲击、震动等方式钻进时，应在预计取样位置1m以上改用回转钻进。 3）下放取土器前应仔细清孔，清楚扰动土，孔底残留浮土厚度不应大于取土器废土段厚度。 4）采取土试样宜用快速静力连续压入法。,五、勘探布置

43、原则 1、一般原则： 目的明确-测绘为基础，明确要解决的问题； 综合效益重点突出、点面结合，考虑全局，综合布点； 配合勘察阶段-不同阶段勘察范围、深度不同，方法有别； 围绕建筑物建筑类型、规模、结构不同，对应的问题各异，应区别对待，合理布置勘探； 考虑地质条件沿变化最大方向布线，点距非均布，主要考虑场地复杂程度； 取长补短方法的合理选择与配合。,勘探,2、孔距、孔深确定： 确定孔距： 依据-勘察等级、阶段。 不同阶段评价内容不同，等级不同、场地复杂程度不同，孔距也随之不同。 确定孔深： 依据建筑类型、勘察等级、阶段。,勘探,3、施工顺序： 按轻、重、主、次，并考虑设备与季节因素。控制性孔先施工

44、。 控制性孔 控制场地条件、建筑物关键部位、并为后期勘察提供资料、施工周期长、或位于主要勘探线上。,勘探,d.资料分析-,不能连续贯入，每0.45m需提升，钻至预定深度，再贯入。,不适宜用于碎石类土。,击数等于实测值N；,绘标贯击数-深度NH关系曲线。,未贯入0.30m，,e.标贯击数判别砂土液化：,c.注意事项-,原位测试,d.资料分析-,不能连续贯入，每0.45m需提升，钻至预定深度，再贯入。,不适宜用于碎石类土。,击数等于实测值N；,绘标贯击数-深度NH关系曲线。,未贯入0.30m，,e.标贯击数判别砂土液化：,c.注意事项-,原位测试,1、原理 模拟建筑物基础的工作状态，保持土体天然结

45、构，逐级加荷，观测变形特性。 2、设备 承压板；加荷装置；观测装置。,原位测试,二、载荷试验,承压板面积：50x50cm2 ；厚度：4050mm,加荷：油压千斤顶、锚式或斜撑反力装置,观测装置：百分表,3、试验要点 成坑、准备、安装、加荷、观测、终止、卸荷,原位测试,4、成果应用 PS曲线、曲线特征值,确定承载力、变形模量,3、 试验要点： 成坑-试坑达板宽三倍，承载板位于基底标高处。 准备-预留30cm以保持天然状态，降低地下水位，铺2cm砂垫层放承载板。 安装-压板均匀接触坑底，安装加荷与观测装置。,锚,原位测试,加荷-分级加荷。第一级计入设备重，接近卸除土重，其后为1/8极限荷载。,终止

46、-,a.尽可能最终荷载达地基极限承载力；,b.出现以下情况可终止： 压板周边土隆起； 荷载不变，沉降加速，曲线出拐点； 总沉降量0.08b； 某级荷载下，24h沉降不稳；,c.达不到极限荷载，最大压力达预期压力2倍。,观测- 间隔时间：10、10、10、15、15、30min、稳定标准：连续四次沉降量，0.1mm/h。,顶,原位测试,卸荷-卸荷量可取每级加荷量的两倍，历时1h，隔15min观测一次，卸载完毕继续观测3h。,4、成果应用,成果整理,主要成果为PS曲线,曲线特征值 第一拐点pa为比例界限或临塑荷载； 第二拐点pb为极限界限值（临界荷载）。,原位测试,表达土体变形三阶段，即：压密、塑

47、性变形、整体剪切破坏。,成果应用-,a.确定地基承载力基值,f0 = pa,若pb 1.5 pa ，取f0=1/2 pb；,pa 、pb无法确定，则取s/b=0.02(0.010.015)对应的p值为f0值。高压缩性土取高值。,原位测试,E 0 =BI(1-2)p/s,B：板宽； I：压板深度系数；：压板形状修正系数； ：土的泊松比； p、s：PS曲线直线段上任一点的压力、沉降值。 d ：压板直径,E 0 =I0*(1-2)p/s*d,土的变形模量指土在单轴受力、无侧限情况下似弹性阶段的应力应变之比，由PS曲线直线段，按弹性理论求：,b.计算变形模量,原位测试,-工程地质手册,5、影响因素分析 承压板尺寸- 判稳标准-相对稳定； 压板埋深-同基底埋深，浅？ 土体均匀性-影响深度1.52.0倍，非均?,承压板与实际基础尺寸的差异对沉降的影响,承压板宽度与沉降量关系,原位测试,期末考试题型：,1、名词解释 2、填空题 3、判断题 4、简答题 5、综合分析题（计算题）,