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文檔簡介
主要內(nèi)容風(fēng)化作用
河流地質(zhì)作用巖溶
邊坡災(zāi)害(滑坡、崩塌、泥石流)
地震
引言不良地質(zhì)現(xiàn)象:
巖石風(fēng)化、斜坡滑動(dòng)與崩塌、河流的侵蝕與堆積、巖溶、地震等,這些地質(zhì)現(xiàn)象可能會(huì)對工程的安全和使用起到不同程度的不良影響,甚至危害甚大,因而稱這些地質(zhì)現(xiàn)象為不良地質(zhì)現(xiàn)象。
§6.1
風(fēng)化作用
一、風(fēng)化作用的意義
1.
什么是風(fēng)化:
位于地殼表面或接近于地面的巖石經(jīng)受著風(fēng)、電、大氣降水和溫度等大氣營力以及生物活動(dòng)等因素的影響,巖石會(huì)發(fā)生破碎或成分變化,這種變化的過程稱為風(fēng)化。
2.風(fēng)化作用的結(jié)果:●導(dǎo)致巖石的強(qiáng)度和穩(wěn)定性降低,對工程建筑條件起著不良的影響;●促進(jìn)滑坡、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象的形成和發(fā)展。
3.
風(fēng)化營力:
引起風(fēng)化作用發(fā)生的風(fēng)化因素統(tǒng)稱為風(fēng)化營力。
二、風(fēng)化作用類型
按風(fēng)化營力的不同,風(fēng)化作用可分為三大類型:
物理風(fēng)化作用
化學(xué)風(fēng)化作用
生物風(fēng)化作用(一)物理風(fēng)化作用
是指巖石在風(fēng)化營力的影響下,產(chǎn)生一種單純的機(jī)械破壞作用。
特點(diǎn):破壞后巖石的化學(xué)成分不改變,只是巖石發(fā)生崩解、破碎、形成巖屑,巖石由堅(jiān)硬變疏松。
引起巖石物理風(fēng)化作用的因素:主要是溫度變化和巖石裂隙中水分的凍結(jié)。
●水的凍結(jié)在嚴(yán)寒地區(qū)和高山接近雪線地區(qū)經(jīng)常發(fā)生。
當(dāng)氣溫到0℃或以下時(shí),在巖石裂隙中的水,就產(chǎn)生冰凍現(xiàn)象。水由液態(tài)變成固態(tài)時(shí),體積膨脹約9%,對裂隙兩壁產(chǎn)生很大的膨脹壓力,起到楔子的作用,稱為“冰劈”。
(二)化學(xué)風(fēng)化作用化學(xué)風(fēng)化作用:是指巖石在水和各種水溶液的化學(xué)作用和有機(jī)體的生物化學(xué)作用下所引起的破壞過程。特點(diǎn):不僅破碎了巖石,而且改變了化學(xué)成分,產(chǎn)生了新的礦物,直到適應(yīng)新的化學(xué)環(huán)境為止?;瘜W(xué)風(fēng)化作用類型:水化作用、氧化作用、水解作用,以及溶解作用。水化作用是水分和某種礦物質(zhì)的結(jié)合,在結(jié)合時(shí),一定分量的水加入到物質(zhì)的成分里,改變了礦物原有的分子式,引起體積膨脹,使巖石破壞。如硬石膏(CaSO4)遇水后變成普通石膏(CaSO42H2O)其體積膨脹60%,這對圍巖產(chǎn)生巨大壓力,使圍巖脹裂?!袼饔谩?/p>
氧化作用
氧化作用常是在有水存在時(shí)發(fā)生的,在水溶液,低氧化合物、硫化物和有機(jī)化合物發(fā)生了氧化反映。如:低價(jià)鐵---氧化---變成高價(jià)鐵。黃鐵礦(FeS2)--氧化---硫酸亞鐵(FeSO4和硫酸(H2SO4),而硫酸有腐蝕作用。能溶蝕巖石中某些礦物,形成一些洞穴和斑點(diǎn),致使巖石破壞。●水解作用
水解作用是指礦物與水的成分起化學(xué)作用形成新的化合物。如正長石(KAlSi3O8)經(jīng)水解后形成高嶺土(A12O3·2SiO2·H2O)、石英(SiO2)和氫氧化鉀(KOH)。
再如大氣中和水中經(jīng)常含有二氧化碳(CO2),它與圍巖礦物相互作用形成碳酸化合物,稱其為碳酸鹽化作用?!?/p>
溶解作用
溶解作用是指水直接溶解巖石礦物的作用,使巖石遭到破壞。最容易溶解的是鹵化鹽類(巖鹽、鉀鹽),其次是硫酸鹽(石膏、硬石膏),再次是碳酸鹽類(石灰?guī)r、白云巖等)。如:在石灰?guī)r地區(qū)經(jīng)常有溶洞、溶溝等巖溶現(xiàn)象,就是這種溶解作用造成的。
(三)生物風(fēng)化作用
生物風(fēng)化作用:巖石在動(dòng)、植物及微生物影響下所起的破壞作用稱為生物風(fēng)化作用。
△
生物的物理風(fēng)化:
植物對于巖石的物理風(fēng)化作用表現(xiàn)在根部楔入巖石裂隙中,而使巖石崩裂;動(dòng)物對于巖石的物理風(fēng)化作用表現(xiàn)為穴居動(dòng)物的掘土、穿鑿等的破壞作用并促進(jìn)巖石風(fēng)化。
△
生物的化學(xué)風(fēng)化表現(xiàn)為生物的新陳代謝,其遺體以及其產(chǎn)生的有機(jī)酸、碳酸、硝酸等的腐蝕作用,使巖石礦物分解和風(fēng)化。造成巖石成分改變、性質(zhì)軟化和疏松。三、巖石風(fēng)化程度和風(fēng)化帶(一)巖石風(fēng)化程度
巖石風(fēng)化的結(jié)果,使原來母巖性質(zhì)改變,形成不同風(fēng)化程度的風(fēng)化巖。按巖石風(fēng)化深淺和特征,可將巖石風(fēng)化程度劃分為五級(jí)。風(fēng)化程度巖石結(jié)構(gòu)礦物成分破碎性
未風(fēng)化未變未變
微風(fēng)化基本未變基本未變無疏松物質(zhì)
弱風(fēng)化部分破壞稍微變質(zhì)有松散物質(zhì)
強(qiáng)風(fēng)化大部分破壞顯著變化疏松物與堅(jiān)硬體混雜
全風(fēng)化全部破壞風(fēng)化成土狀(二)風(fēng)化帶
巖石的風(fēng)化一般是由表及里呈帶狀分布。由地表往下風(fēng)化作用的影響逐漸減弱以至消失。因此在風(fēng)化剖面的不同深度上,巖石的物理力學(xué)性質(zhì)有明顯的差異。從巖石風(fēng)化程度的深淺,在風(fēng)化剖面上自下而上可分成四個(gè)風(fēng)化帶:微風(fēng)化帶、弱風(fēng)化帶、強(qiáng)風(fēng)化帶和全風(fēng)化帶。
△巖石風(fēng)化帶的界線,在工程建筑中是一項(xiàng)重要的工程地質(zhì)資料。
△不同風(fēng)化帶的分界線,可作為巖基持力層、基坑開挖、挖方邊坡坡度以及采取相應(yīng)的加固措施的依據(jù)之一。
△要確切地劃分風(fēng)化界線尚無有效方法,通常只根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)予以確定。四、巖石風(fēng)化的治理
巖石風(fēng)化的治理方法可采用挖除和防治兩種措施。
(一)挖除方法。這種措施是采取挖除一部分危及建筑物安全的風(fēng)化厲害的巖層,挖除的深度是根據(jù)風(fēng)化巖的風(fēng)化程度、風(fēng)化裂隙、風(fēng)化巖的物理力學(xué)性質(zhì)和工程要求等來確定。挖除風(fēng)化巖石是一個(gè)困難而耗費(fèi)時(shí)間的過程,因而宜少挖。(二)防治方法。這種方法是采取制止風(fēng)化作用繼續(xù)發(fā)展,或采用人工方法加固風(fēng)化巖的措施?!鞲采w防止風(fēng)化營力入侵的材料,如瀝青、水泥、粘土蓋層等;
△灌注膠結(jié)和防水的材料,如水泥、瀝青、水玻璃、粘土等漿液,使其起到封閉和膠結(jié)巖石裂隙的作用;
△整平地區(qū),加強(qiáng)排水----防止風(fēng)化。
第2節(jié)河流的地質(zhì)作用作用的形式:侵蝕、搬運(yùn)、沉積;結(jié)果:改變陸地地形-對地表削高填低;主要決定因素:河水流速、流量的變化。河流運(yùn)動(dòng)→破壞河谷巖土體→侵蝕侵蝕作用是指河水沖刷河床,使巖石發(fā)生破壞的作用。據(jù)侵蝕方向:垂直侵蝕(向源侵蝕)側(cè)方侵蝕據(jù)破壞方式:沖蝕、磨蝕、溶蝕;類型:一、河流侵蝕作用1、垂直侵蝕作用河流的垂直侵蝕作用是指河水沖刷河底、加深河床的下切作用。其侵蝕強(qiáng)度決定于河水具有的能量大小和河底的地質(zhì)條件。2、側(cè)向侵蝕作用河流的側(cè)向侵蝕作用是指河流沖刷兩岸,加寬河床的作用。主要發(fā)生在河流的中下游地區(qū)。側(cè)向侵蝕作用結(jié)果是使河谷愈來愈寬,河床愈來愈彎曲,形成河曲。河曲發(fā)展到一定程度時(shí),可使同一河床上、下游非??拷?,在洪水時(shí)易被沖開,河床便截彎取直。被廢棄的彎曲河道便形成牛軛湖橫斷面上→
形成河谷地貌→V型谷、U型谷河流侵蝕結(jié)果:平面上→
導(dǎo)致河流蛇曲、改道圖3-2側(cè)蝕作用使河谷不斷加寬
九曲迴腸圖3河曲發(fā)展形成牛軛湖圖3-3河曲發(fā)展
形成牛軛湖二、河流的搬運(yùn)作用河流將其攜帶的物質(zhì)向下游方向搬運(yùn)的過程,稱為河流的搬運(yùn)作用。河水搬運(yùn)物質(zhì)能力的大小,主要取決于河水的流量和流速。三、河流的沉積作用河流在河床坡降平緩地帶及河口附近,河水的流速變緩,水流所搬運(yùn)的物質(zhì)在重力作用下,逐漸沉積下來,這種沉積過程稱河流的沉積作用。所沉積的物質(zhì)稱沖積物(層)。河流搬運(yùn)物質(zhì)的顆粒大小和重量,嚴(yán)格受流速控制。當(dāng)流速逐漸減緩時(shí)被搬運(yùn)的物質(zhì)就按顆粒大小和比重,依次從大到小、從重到輕沉積下來,因此沖積層的物質(zhì)具明顯的分選現(xiàn)象。上游及中游沉積物質(zhì)多為大塊石、卵石、礫石及粗沙等,下游沉積的物質(zhì)多為中、細(xì)沙、粘土等。河流在搬運(yùn)過程中,碎屑物質(zhì)相互碰撞摩擦,棱角磨損,形狀變圓,所以沖積層的顆粒磨圓度較好,多具層理,并時(shí)有尖滅、透鏡體等產(chǎn)狀四、河流階地河谷兩岸由流水作用所形成的狹長而平坦的階梯平臺(tái),稱河流階地。它是河流侵蝕、沉積和地殼升降等作用的共同產(chǎn)物。當(dāng)?shù)貧ぬ幱谙鄬Ψ€(wěn)定的時(shí)期,河流的側(cè)向侵蝕和沉積作用顯著,塑造了寬闊的河床和河漫灘。然后地殼上升,河流垂直侵蝕作用加強(qiáng),使河床下切,將原先的河漫灘抬高,形成階地。若上述作用反復(fù)交替進(jìn)行,則老的河漫灘位置不斷抬高,新的階地和河漫灘相繼形成。因此,多次地殼運(yùn)動(dòng)將出現(xiàn)多級(jí)階地。河流階地主要可分三種類型:1、侵蝕階地侵蝕階地特點(diǎn)是階地面由裸露基巖組成,有時(shí)階地面上可見很薄的沉積物。侵蝕階地只分布在山區(qū)河谷。它作為廠房地基或者橋梁和水壩接頭是有利的。2、基座階地基座階地由兩層不同物質(zhì)組成,由沖積物組成覆蓋層,基巖為其底座它的形成反映河流垂直侵蝕作用的深度已超過原來谷底沖積層厚度,切人基巖?;A地在河流中比較常見。圖3-4河流階地類型示意圖(a)侵蝕階地(b)基座階地(c)上迭階地(d)內(nèi)迭階地3、堆積階地階地的特點(diǎn)是沉積物很厚,基巖不出露,主要分布在河流的中下游地區(qū)。它的形成反映河流下蝕深度均未超過原來谷底的沖積層,根據(jù)下蝕深度不同,堆積階地又可分為上迭階地和內(nèi)迭階地[圖3-4(c)、(d)]上迭階地的形成是由于河流下蝕深度和側(cè)蝕寬度逐次減小,堆積作用規(guī)模也逐次減小。說明每一次地殼運(yùn)動(dòng)規(guī)模在逐漸減小,河流下蝕均未到達(dá)基巖。內(nèi)選階地的特點(diǎn)是每次下蝕深度與前次相同,將后期階地套置在先成階地內(nèi)。說明每次地殼運(yùn)動(dòng)規(guī)模大致相等。五、河流侵蝕、淤積作用的防治對于河流側(cè)向侵蝕及因河道局部沖刷而造成的坍岸等災(zāi)害,一般采用護(hù)岸工程或使主流線偏離被沖刷地段等防治措施。
1、護(hù)岸工程(1)直接加固岸坡常在岸坡或淺灘地段植樹、種草。(2)護(hù)岸:有拋石護(hù)岸和砌石護(hù)岸兩種。即在岸坡砌筑石塊(或拋石),以消減水流能量,保護(hù)岸坡不受水流直接沖刷。石塊的大小,應(yīng)以不致被河水沖走為原則。拋石體的水下邊坡一般不宜超過1:1,當(dāng)流速較大時(shí),可放緩至1:3。石塊應(yīng)選擇未風(fēng)化、耐磨、遇水不崩解的巖石。拋石層下應(yīng)有墊層。2、約束水流⑴順壩和丁壩順壩又稱導(dǎo)流壩,丁壩又稱半堤橫壩。常將丁壩和順壩布置在凹岸以約束水流,使主流線偏離受沖刷的凹岸。丁壩常斜向下游,夾角為60~70°,它可使水流沖刷強(qiáng)度降低10~15(圖5)⑵約束水流、防止淤積束窄河道、封閉支流、截直河道、減少河道的輸砂率等均可起到防止淤積的作用。常采用順壩、丁壩或二者組合使河道增加比降和沖刷力,達(dá)到防止淤積的目的。第3節(jié)巖溶巖溶是指可溶性巖層(主要是石灰?guī)r、白云巖及其他可溶性鹽類巖石)分布地區(qū),巖石長期受水的淋漓、沖刷、溶蝕等地質(zhì)作用而形成的一些獨(dú)特的地貌景觀如:溶洞、落水洞、溶溝、石林、石筍、鐘乳石、暗河等。巖溶現(xiàn)象主要發(fā)育在碳酸鹽類巖石分布地區(qū),尤以南斯拉夫北部的喀斯特高原,為早期典型,因而國際上稱喀斯特。石芽落水洞峰林平原石林鐘乳石(Stalagmites)和石筍(Stalactites)貴州省級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)九洞天(六仲河)地下暗河一、巖溶的形成條件巖溶的發(fā)生與發(fā)展,受多種因素的影響??偟膩碚f,巖溶發(fā)育的基本條件有:巖石的可溶性和透水性,水的溶蝕性和流動(dòng)性前者是產(chǎn)生的內(nèi)在因素,后者是巖溶發(fā)生的外部動(dòng)力1、巖石的可溶性巖溶的發(fā)育必須有可溶性巖石的存在。根據(jù)巖石的溶解度,能造成巖溶的巖石可分三大組①碳酸鹽類巖石,如石灰?guī)r、白云巖和泥灰?guī)r②硫酸巖類巖石,如石膏和硬石膏③鹵素巖,如巖鹽2、巖石的透水性
巖溶要發(fā)展,巖石必須具有透水性。一般在斷層破碎帶、裂隙密集帶和褶皺軸部附近,因?yàn)閹r石裂隙發(fā)育且連通性好,有利于地下水的運(yùn)動(dòng),從而促進(jìn)了巖溶的發(fā)育,并且往往沿此方向發(fā)育著溶洞、地下河等。另外,在地表附近,由于風(fēng)化裂隙增多,所以巖溶一般比深部發(fā)育。3、水的溶蝕性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的含量越多,水的溶蝕能力也越強(qiáng)。4、水的流動(dòng)性水的流動(dòng)性反映了水在可溶巖層中的循環(huán)交替程度。只有水循環(huán)交替條件好,水的流動(dòng)速度快,才能將溶解物質(zhì)帶走,同時(shí)又促使含有大量CO2的水,源源不斷地得到補(bǔ)充,則巖溶發(fā)育速度就快反之,巖溶發(fā)育就慢,甚至處于停滯狀態(tài)。二、巖溶的分布規(guī)律1、巖溶發(fā)育的垂直分帶性在巖溶地區(qū)地下水流動(dòng)具有垂直分帶現(xiàn)象,因而所形成的巖溶也帶有垂直分帶的特征(圖8)。⑴垂直循環(huán)帶,或稱包氣帶⑵季節(jié)循環(huán)帶或稱過渡帶⑶水平循環(huán)帶或稱飽水帶⑷深部循環(huán)帶2、巖溶分布的成層性在地殼運(yùn)動(dòng)相對穩(wěn)定時(shí)期,巖溶地區(qū)在垂直剖面上形成了上述巖溶發(fā)育的4個(gè)帶,之后若地殼上升,地表河流下切,地下水位隨之下降,原來處于季節(jié)循環(huán)帶的部位就變?yōu)榱舜怪毖h(huán)帶,原來的水平循環(huán)帶相應(yīng)變?yōu)榧竟?jié)循環(huán)帶,并依此類推。當(dāng)?shù)貧ぴ偬幱诜€(wěn)定時(shí)期時(shí),原來的季節(jié)循環(huán)帶所形成的巖溶洞層位置已抬高。在其下部,新的季節(jié)循環(huán)帶將會(huì)形成新的巖溶洞層,因而使巖溶的發(fā)育出現(xiàn)成層性。圖8巖溶水的垂直分帶
Ⅰ—垂直循環(huán)帶;Ⅱ—季節(jié)循環(huán)帶;Ⅲ—水平循環(huán)帶;Ⅳ—深部循環(huán)帶3、巖溶分布的不均勻性(1)巖溶發(fā)育受巖性控制,一般情況下,質(zhì)純、層厚的石灰?guī)r中,巖溶最為發(fā)育,形態(tài)齊全,規(guī)模較大,含泥質(zhì)或其他雜質(zhì)的巖層,巖溶發(fā)育較弱(2)巖溶發(fā)育受地質(zhì)構(gòu)造條件控制。巖溶常沿著區(qū)域構(gòu)造線方向(如裂隙、斷層走向及褶皺軸部)呈帶狀分布,多形成溶蝕洼地、落水洞、較大的溶洞及地下河等。三、巖溶區(qū)的主要工程地質(zhì)問題
碳酸鹽類巖石在我國分布廣泛,僅地表出露的面積就有130萬km2,約占全國面積的12.5%,尤其廣西、貴州、滇東、湘西、鄂西、川東等地較為集中.由于巖溶的發(fā)育致使建筑物場地和地基的工程地質(zhì)條件大為惡化,因此在巖溶地區(qū)修建各類建筑物時(shí)必須對巖溶進(jìn)行工程地質(zhì)研究,以預(yù)測和解決因巖溶而引起的各種工程地質(zhì)問題。歸納起來,巖溶區(qū)的工程地質(zhì)問題主要有以下兩類。1.
滲漏和突水問題由于巖溶地區(qū)的巖體中有許多溶隙、溶洞、漏斗,若庫、壩址選擇不當(dāng)或未能采取可靠的防滲措施,輕則降低水庫效益,成為病險(xiǎn)庫,遺留后患;重則水庫不能蓄水,或工程處理費(fèi)用過高,在經(jīng)濟(jì)上造成不合理。在基坑開挖和隧洞施工中,巖溶水可能突然大量涌出,給施工帶來困難。2、
地基穩(wěn)定性及塌陷問題
壩基或其它建筑物地基中若有巖溶洞穴,將大大降低地基巖體的承載力,容易引起洞穴頂塌陷,使建筑物遭受破壞。同時(shí),巖溶地區(qū)的土層特點(diǎn)是厚度變化大,孔隙比高,因此,地基很容易產(chǎn)生不均勻沉降,從而導(dǎo)致建筑物傾斜甚至破壞。在巖溶地區(qū)工程設(shè)計(jì)前,必須充分細(xì)致地進(jìn)行工程地質(zhì)勘察工作,搞清建筑地區(qū)巖溶的分布和發(fā)育規(guī)律,正確評(píng)價(jià)它對工程的影響和危害四、巖溶與土洞地基的防治
挖填:挖除溶洞或土洞中的軟弱充填物,回填以碎石,塊石或混凝土等,并分層夯實(shí),以達(dá)到改良地基的效果??缟w:采用長梁式基礎(chǔ)或剛性大平板等。灌注:水泥或水泥粘土混合灌漿于巖溶裂隙中,灌滿和密實(shí)。排導(dǎo):水的活動(dòng)可使洞壁和洞頂溶蝕,沖刷或潛蝕,造成裂隙和洞體擴(kuò)大,或洞頂坍塌。應(yīng)防止水下滲,采用截排水措施,將水引導(dǎo)至他處排泄。打樁:樁基處理,混凝土樁,木樁,砂樁等。提高支承能力,并擠壓擠緊土層和改變地下水滲流條件。
斜坡在一定的自然條件和重力作用下,常使在其上的部分巖體發(fā)生變形和破壞,給各種建筑物(如水壩、隧洞、渠道、鐵路、公路等)的建造和使用帶來極大的困難和危害,有時(shí)甚至造成巨大的災(zāi)難。如意大利的瓦依昂拱壩,在1963年10月9日晚,由于庫區(qū)左岸突然整體下滑,形成體積達(dá)2.4億m3,下滑速度高達(dá)28m/s的滑坡體。將壩前1.8km長的一段水庫填滿,掀起波浪高達(dá)70m,沖毀下游一個(gè)村莊,約有2400余人死亡。因此,邊坡穩(wěn)定性的研究在工程建設(shè)中是非常必要的。
第4節(jié)與斜坡巖體穩(wěn)定有關(guān)的地質(zhì)作用山坡上方有崩落和滑動(dòng)危險(xiǎn)的巨石一、斜坡的破壞類型
斜坡巖體失穩(wěn)破壞的類型主要有蠕變、剝落、崩塌和滑坡。
1、蠕變斜坡上擠壓緊密的巖石,在重力作用下發(fā)生長期緩慢變形及松動(dòng)的現(xiàn)象,稱蠕變。2、剝落斜坡上的表層巖石,由于長期的物理風(fēng)化作用而破碎成細(xì)小的巖片、巖屑,在重力作用下向坡下墜落和滾動(dòng)的現(xiàn)象,稱剝落。3、崩塌在斜坡的陡峻地段,大塊巖體在重力作用下,突然迅速傾倒崩落,沿山坡翻滾撞擊而墜落坡下的破壞現(xiàn)象,稱崩塌。4、滑坡斜坡上的巖體,在重力作用下,沿斜坡內(nèi)一個(gè)或幾個(gè)滑動(dòng)面整體向下滑動(dòng)的現(xiàn)象,稱滑坡。大的滑坡規(guī)??蛇_(dá)幾千立方米,甚至數(shù)億立方米,常掩埋村鎮(zhèn),中斷堵塞交通,給工程帶來重大危害。圖3-9崩塌示意圖
1—
崩塌體;2—堆積塊石;3—被裂隙切割的斜坡基巖⑴滑坡的組成及類型一般滑坡由以下幾部分組成(圖10)①滑坡體與原巖分離并向下滑動(dòng)的巖、土體稱滑坡體?;麦w前緣伸出部分稱滑坡舌;因受推移擠壓滑坡體前緣可隆起成鼓丘和鼓張裂隙滑坡體的后緣因受張力而產(chǎn)生拉張裂隙在滑坡體的兩側(cè)還可產(chǎn)生剪切裂隙滑坡體上??梢姷綐淠緝A斜倒歪的醉漢林和馬刀樹②滑坡床指在滑動(dòng)面之下未滑動(dòng)的穩(wěn)定巖體。圖3-10滑坡要素及滑坡形態(tài)特征示意圖
1—滑坡體;2—滑坡周界;3—破裂壁;4—滑坡臺(tái)階;5—滑動(dòng)面;6—滑動(dòng)帶;7—滑坡舌;8—滑動(dòng)鼓丘;9—滑動(dòng)軸;10—破裂緣;11—封閉洼地;12—拉張裂隙;13—剪切裂隙;14—扇形裂隙;15—鼓張裂隙;16—滑坡床③滑動(dòng)面指滑坡體與滑坡床之間的分界面,一個(gè)滑坡可有一個(gè)或數(shù)個(gè)滑動(dòng)面,滑動(dòng)面的形狀有直線、折線或圓弧等。④滑坡壁、滑坡臺(tái)階、滑坡洼地。滑坡體下滑后,其后緣的滑動(dòng)面在地表出現(xiàn)陡壁,稱滑坡壁。由于滑坡體上各段的滑動(dòng)速度不同或由于幾個(gè)滑動(dòng)面滑動(dòng)的時(shí)間不同,可在滑坡體中出現(xiàn)階梯狀地面,稱滑坡臺(tái)階。由于滑坡體的滑落,在滑坡臺(tái)階后部形成半圓形凹地,稱滑坡洼地,有時(shí)可積水形成滑坡泉或滑坡湖⑵滑坡的類型滑坡按其物質(zhì)組成可分為土層滑坡和巖層滑坡。按滑動(dòng)面和層面關(guān)系,可分為均質(zhì)滑坡、順層滑坡和切層滑坡①均質(zhì)滑坡發(fā)生于均質(zhì)巖層,如粘土、黃土、強(qiáng)風(fēng)化的巖漿巖中的滑坡[圖3-11(a)]。②順層滑坡滑動(dòng)面為巖層層面或不整合面的滑坡[圖3-11(b)]。③切層滑坡滑動(dòng)面切割多層巖層層面的滑坡[圖3-11(c)]。二、影響斜坡穩(wěn)定的主要因素1、地形地貌一般深切的峽谷,陡峭的岸坡地形容易發(fā)生邊坡變形和破壞。例如我國西南山區(qū)沿金沙江、雅礱江及其支流等河谷地區(qū)邊坡巖體松動(dòng)破裂、蠕動(dòng)、崩塌、滑坡等現(xiàn)象十分普遍。通常地形坡度越陡、坡高越大,對邊坡穩(wěn)定越不利。2、巖石(土)性質(zhì)巖性直接影響斜坡巖體的穩(wěn)定性及其變形破壞形式。由堅(jiān)硬塊狀及厚層狀巖石(如花崗巖、石英巖、石灰?guī)r等)構(gòu)成的斜坡,一般穩(wěn)定性程度較高,變形破壞形式以崩塌為主;由軟弱巖石(如頁巖、泥巖、片巖、千枚巖、板巖及火山凝灰?guī)r等)構(gòu)成的斜坡,巖層易風(fēng)化且抗剪強(qiáng)度低,在產(chǎn)狀較陡地段,易產(chǎn)生蠕動(dòng)變形現(xiàn)象;當(dāng)巖層層面(或片理面、裂隙面等)傾向與坡面坡向一致,巖層傾角小于坡角且在坡面出露時(shí),極易形成順層滑坡。3、地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造包括褶皺、斷裂構(gòu)造及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特征在褶皺、斷裂發(fā)育地區(qū),巖層傾角較陡,節(jié)理、斷層縱橫交錯(cuò),是產(chǎn)生崩塌、滑坡的有利因素。在新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈上升區(qū),由于侵蝕切割,往往形成高山峽谷地形,斜坡巖體中廣泛發(fā)育有各種變形和破壞現(xiàn)象。4、水的作用地面水的侵蝕沖刷作用,可改變斜坡外形,造成坡腳掏空,影響斜坡巖體的穩(wěn)定性。如河岸發(fā)生的塌岸和滑坡多在受流水侵蝕的岸邊。地面水的入滲和地下水的滲流,對斜坡巖體的穩(wěn)定性影響很大。地下水不僅增加了斜坡巖體的重量,產(chǎn)生了靜水壓力和滲透壓力,還使?jié)B流面上的物質(zhì)軟化或泥化,降低了其抗剪強(qiáng)度,導(dǎo)致巖體變形或滑動(dòng)破壞5、巖石的風(fēng)化作用風(fēng)化作用會(huì)對斜坡巖體穩(wěn)定產(chǎn)生較大影響。如物理風(fēng)化作用使邊坡巖體產(chǎn)生裂隙、粘聚力遭到破壞,促使邊坡變形破壞;生物風(fēng)化作用使邊坡巖體遭受機(jī)械破壞(如裂隙中樹根生長促發(fā)邊坡巖體崩塌),或巖體被分解腐蝕而破壞。巖體風(fēng)化程度不同,邊坡的穩(wěn)定性差異也很大,如微風(fēng)化巖石,??杀3州^陡的自然邊坡,而強(qiáng)風(fēng)化及全風(fēng)化巖石,難以保持較陡的邊坡,常需處理。6、地震發(fā)生地震時(shí),地震波引起的地震力是推動(dòng)邊坡滑移的重要因素。此外,在地震的作用下可使邊坡巖體的結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞,出現(xiàn)新的結(jié)構(gòu)面或使原有結(jié)構(gòu)面張裂松弛,在地震力的反復(fù)作用下,邊坡巖體易沿結(jié)構(gòu)面發(fā)生位移變形,直至破壞。在砂土邊坡中,易形成振動(dòng)液化,邊坡失穩(wěn)7、人為因素人類活動(dòng)對邊坡穩(wěn)定性的影響越來越嚴(yán)重,主要表現(xiàn)在人類修建各種工程建筑使邊坡巖體承受工程荷載作用,在這些荷載作用下邊坡會(huì)變形破壞例如邊坡坡肩附近修建大型工程建筑或廢棄的土石堆積,使坡頂超載而導(dǎo)致邊坡變形或破壞等。又如,人工開挖邊坡,從底部向上開挖,會(huì)引起邊坡失穩(wěn),造成人身事故。還有不合理的爆破工程,也會(huì)導(dǎo)致巖體松動(dòng),邊坡失穩(wěn),這些在施工中應(yīng)特別注意。三、斜坡變形破壞的防治1、防治原則防治原則應(yīng)以防為主,及時(shí)治理,并根據(jù)工程的重要性制訂具體整治方案。⑴以防為主就是要盡量做到防患于未然正確選擇建筑物場地,合理制訂人工邊坡的布置和開挖方案。查清可能導(dǎo)致天然斜坡或人工邊坡穩(wěn)定性下降的因素,事前采取必要措施消除或改變這些因素,并力圖變不利因素為有利因素,以保證斜坡的穩(wěn)定性,甚至向提高穩(wěn)定性的方向發(fā)展。⑵及時(shí)治理就是要針對斜坡已出現(xiàn)的變形破壞情況,及時(shí)采取必要的增強(qiáng)穩(wěn)定性的措施
由于水是能誘發(fā)滑坡或在滑坡發(fā)生后使它加劇的主要原因,因此在滑坡出現(xiàn)的初期階段,常用的快速治理措施有:截?cái)嗪团懦鏊辛魅牖路秶鷥?nèi)的地表水。抽出所有在滑坡范圍內(nèi)的井里的地下水和排去所有積水洼地里的水。填塞和夯實(shí)所有的裂縫,防止表面水滲入。⑶考慮工程的重要性是制訂整治方案必須遵守的經(jīng)濟(jì)原則對于那些威脅到重大永久性工程安全的斜坡變形和破壞,應(yīng)采取較全面的整治措施,以保證斜坡具有較高的安全系數(shù);對于一般性工程或臨時(shí)工程,則可采取較簡易的防治措施。2、處理措施
⑴防滲與排水
排水包括排除地表水和地下水。
這種方法效果良好,因此,目前整治不穩(wěn)定邊坡措施中普遍使用。
首先要攔截流入不穩(wěn)定邊坡區(qū)的地表水(包括泉水、雨水),一般在不穩(wěn)定邊坡(如滑坡區(qū))外圍設(shè)置環(huán)形排水溝槽,將地表水排走。(圖12)疏導(dǎo)地下水,一般采用排水廊道和鉆孔排水方法降低地下水位或排走已滲入坡體內(nèi)的水(圖3-13)。
圖3-12排水溝示意圖圖3-13排水廊道示意圖⑵削坡、減重、反壓這種方法主要是將較陡的邊坡減緩或?qū)⑵渖喜繋r體削去一部分(圖3-14),并把削減下來的土石堆于滑體前
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