自然地質(zhì)作用及地質(zhì)災(zāi)害

自然地質(zhì)作用及地質(zhì)災(zāi)害第1頁/共104頁01:58145-25.1風(fēng)化作用風(fēng)化作用：地殼表層的巖石在太陽能、空氣、水溶液及生物的作用和影響下，發(fā)生機(jī)械破碎和化學(xué)變化的作用風(fēng)化作用的類型：物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化、生物風(fēng)化第2頁/共104頁01:58145-3物理風(fēng)化指巖石在自然因素以及鹽類的結(jié)晶作用下產(chǎn)生的機(jī)械破碎，巖石的化學(xué)和礦物成分無明顯改變的風(fēng)化作用。第3頁/共104頁01:58145-4化學(xué)風(fēng)化地表巖石受水、氧及二氧化碳的作用而發(fā)生化學(xué)成分的變化，并產(chǎn)生新礦物的作用，稱為化學(xué)風(fēng)化作用。第4頁/共104頁01:58145-5生物風(fēng)化作用生物在生長和分解過程中，直接或間接的對巖石、礦物所起的物理和化學(xué)的風(fēng)化作用。第5頁/共104頁01:58145-6巖石的風(fēng)化程度和風(fēng)化帶1.巖石風(fēng)化程度分級主要依據(jù)有：礦物顏色的變化、礦物成分的改變、巖石破碎程度和巖石強(qiáng)度降低等四方面的特征。第6頁/共104頁01:58145-72.風(fēng)化帶及風(fēng)化殼一般將地殼表層在不同程度上進(jìn)行著風(fēng)化作用的部分，稱為風(fēng)化帶。在風(fēng)化帶中，愈靠近地表，風(fēng)化營力愈活躍，風(fēng)化作用也就第7頁/共104頁01:58145-8地表流水的地質(zhì)作用第8頁/共104頁01:58145-9第5.3.1節(jié)滑坡一、滑坡及其形態(tài)特征二、滑坡的形成條件及影響因素三、滑坡分類四、滑坡防治第9頁/共104頁01:58145-10一、滑坡及其形態(tài)特征滑坡——斜坡上的巖土體，在重力的作用下，沿著斜坡內(nèi)部一定的滑動面（或滑動帶）整體下滑，且水平位移大于垂直位移的坡體變形。第10頁/共104頁01:58145-112004年6月23日，湖南懷化沅陵的五強(qiáng)溪庫區(qū)重點(diǎn)移民區(qū)的北溶鄉(xiāng)花園、侯家灣、朱紅溪3個村發(fā)生山體滑坡。27棟房屋被沖毀鄉(xiāng)政府機(jī)關(guān)也成了危險地出現(xiàn)毀損的公路第11頁/共104頁01:58145-122003年5月11日貴州省三穗縣平溪特大橋滑坡致使35人死亡，毀壞橋墩。第12頁/共104頁01:58145-13滑坡的形態(tài)特征第13頁/共104頁01:58145-14滑坡體——沿滑動面向下滑動的那部分巖土體。滑動面——滑坡體沿其下滑的面。滑坡的形態(tài)特征第14頁/共104頁01:58145-15滑動面的形態(tài)第15頁/共104頁01:58145-16滑坡床——滑動面下穩(wěn)定不動的巖土體?；轮芙纭矫嫔匣麦w與周圍穩(wěn)定不動的巖土體的分界線?；碌男螒B(tài)特征第16頁/共104頁01:58145-17滑坡壁5——滑體后緣與母體脫開的分界面。

平面上多呈圍椅狀。滑坡的形態(tài)特征第17頁/共104頁01:58145-18滑坡臺階6——由于滑坡體上、下各段運(yùn)動速度的差異，滑坡體斷開或沿不同滑面多次滑動，在滑坡上構(gòu)成多級臺階。每一臺階由滑坡平臺及陡壁組成?；碌男螒B(tài)特征第18頁/共104頁01:58145-19滑坡舌7——滑坡體前緣形如舌狀伸入溝塹或河道中的部分?；鹿那稹麦w前緣受阻，被擠壓鼓起成丘狀的部分。滑坡的形態(tài)特征第19頁/共104頁01:58145-20滑坡裂隙——滑坡體內(nèi)出現(xiàn)的裂隙。滑坡的形態(tài)特征第20頁/共104頁01:58145-212003年7月13日三峽庫區(qū)沙溪鎮(zhèn)發(fā)生千將坪滑坡，致使24人失蹤。新沙溪鎮(zhèn)第21頁/共104頁滑坡壁滑坡周界第22頁/共104頁01:58145-23第23頁/共104頁01:58145-24滑坡常見的各種地貌、地物特征：

1.滑坡體上房屋開裂甚至倒塌；

2.滑坡周界處雙溝同源現(xiàn)象；

3.滑坡體表面坡度比周圍未滑動斜坡坡度變緩；

4.滑坡體上的“醉林”、“馬刀樹”等現(xiàn)象。第24頁/共104頁01:58145-25二、滑坡的形成條件及影響因素（一）滑坡的形成條件（二）影響滑坡形成和發(fā)展的因素第25頁/共104頁01:58145-26滑坡的形成條件滑動面切割面臨空面必備條件第26頁/共104頁01:58145-27令k為穩(wěn)定系數(shù)

顯然，k＞1時，斜坡穩(wěn)定；k=1時，斜坡處于極限平衡狀態(tài)；k＜1時，滑體下滑。力學(xué)條件抗滑力矩=滑動力矩=Ｗ·a第27頁/共104頁01:58145-28由此，我們可以得出滑坡產(chǎn)生的力學(xué)條件是：在貫通的滑動面上，總下滑力＞抗滑力。第28頁/共104頁01:58145-29影響滑坡形成和發(fā)展的因素地形地貌地層巖性地質(zhì)構(gòu)造地下水人為因素等第29頁/共104頁01:58145-301．地形地貌

斜坡的高度、坡度和形態(tài)影響著斜坡的穩(wěn)定性。高而陡峻的斜坡較不穩(wěn)定，因為地形上的有效臨空面提供了滑動的空間，是滑坡形成的重要條件。第30頁/共104頁01:58145-312．地層巖性

沉積物和巖石是產(chǎn)生滑坡的物質(zhì)基礎(chǔ)。第31頁/共104頁01:58145-323．地質(zhì)構(gòu)造滑坡的產(chǎn)生與地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系極為密切?；瑒用娉３Ｊ菢?gòu)造軟弱面，如層面、斷層面、斷層破碎帶、節(jié)理面、不整合面等。另外，巖層的產(chǎn)狀也影響滑坡的發(fā)育。如果巖層向斜坡內(nèi)部傾斜，斜坡比較穩(wěn)定；如果巖層的傾向和斜坡坡向相同，就有利于滑坡發(fā)育，特別是當(dāng)傾斜巖層中有含水層存在時，滑坡最易形成。第32頁/共104頁01:58145-334．地下水

絕大多數(shù)滑坡的發(fā)生發(fā)育都有地下水的參與。因為地下水進(jìn)入滑動體，到達(dá)滑動面，會使滑動體自重增大，使滑動面抗剪強(qiáng)度降低，再加上對滑動體的靜、動水壓力，都成為誘發(fā)滑坡形成和發(fā)展的重要因素。第33頁/共104頁01:58145-345．人為因素及其它因素人工切坡，開挖渠道，露采礦坑等人類的工程活動。如設(shè)計施工不當(dāng)，也可破壞斜坡平衡，引起滑坡。此外，地震、大爆破和各種機(jī)械震動常誘發(fā)滑坡，因為地面震動不僅增加了土體下滑力，而且破壞了土體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。第34頁/共104頁01:58145-35當(dāng)上述條件同時具備時，滑坡幾乎是難以避免的。一個突出的例子是：1983.3.7，在甘肅省東鄉(xiāng)縣灑勒山南坡第四紀(jì)黃土與下覆第三紀(jì)紅土層中發(fā)生了大型災(zāi)害性滑坡，使公路摧毀，河道堵塞，水庫淤積，附近4個生產(chǎn)隊的71戶被掩埋，220人死亡，三千多畝農(nóng)田被毀。第35頁/共104頁01:58145-36三、滑坡分類（一）按滑坡力學(xué)特征分類（二）按滑動面與地質(zhì)構(gòu)造特征分類（三）《鐵路不良地質(zhì)勘察規(guī)程》中采用的滑坡分類第36頁/共104頁01:58145-37牽引式滑坡：滑體下部先失去平衡發(fā)生滑動，逐漸向上發(fā)展，上部滑體受到牽引而跟隨滑動。推動式滑坡：滑體上部局部破壞，上部滑動面局部貫通，擠壓下部滑體，最后整個滑體滑動。按滑坡力學(xué)特征分類第37頁/共104頁01:58145-38均質(zhì)滑坡順層滑坡切層滑坡按滑動面與地質(zhì)構(gòu)造特征分類第38頁/共104頁01:58145-39四、滑坡防治1.應(yīng)當(dāng)是以防為主、整治為輔；2.查明影響因素，采取綜合整治方案；3.一次性根治，不留后患。防治原則：第39頁/共104頁01:58145-40四、滑坡防治排水刷方減載修建支擋工程改善滑動面或滑動帶的巖土性質(zhì)第40頁/共104頁滑坡地表排水系統(tǒng)示意圖截水溝斷面構(gòu)造圖（一）排水1．排除地表水對滑坡體地表水要截流旁引，不使它流入滑坡內(nèi)。第41頁/共104頁支撐盲溝截水盲溝2．排除地下水其中水平排水設(shè)施有盲溝、盲洞、水平鉆孔。垂直排水設(shè)施有井、鉆孔等。第42頁/共104頁01:58145-43（二）刷方減載對于頭重腳輕的滑坡、高而陡的斜坡，可將滑坡上部或斜坡上部的巖土體削去一部分，并將其堆放在坡腳處。第43頁/共104頁01:58145-44抗滑樁（三）修建支擋工程擋土墻錨固滑體支擋工程的作用主要是增加抗滑力，直到不再滑坡。第44頁/共104頁01:58145-45抗滑樁第45頁/共104頁01:58145-46（四）改善滑動面或滑動帶的巖土性質(zhì)土質(zhì)改良的目的在于提高巖土體的抗滑能力，主要用于土體性質(zhì)的改善。一般有電化學(xué)加固法、硅化法、水泥膠結(jié)法、凍結(jié)法、焙燒法、石灰灌漿法及電滲排水法等。第46頁/共104頁01:58145-475.3.2泥石流一、泥石流及其分布二、泥石流形成條件三、泥石流分類四、泥石流地區(qū)道路位置選擇五、泥石流的防治措施第47頁/共104頁01:58145-48一、泥石流及其分布

泥石流——含有大量泥砂、石塊等固體物質(zhì)，突然爆發(fā)的，具有很大破壞力的特殊洪流。第48頁/共104頁01:58145-49第49頁/共104頁01:58145-50第50頁/共104頁01:58145-51泥石流的危害第51頁/共104頁01:58145-52泥石流的危害第52頁/共104頁01:58145-532004年7月，云南省德宏州盈江縣先后發(fā)生了兩次特大洪澇泥石流災(zāi)害，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。第53頁/共104頁01:58145-54二、泥石流形成條件必備條件豐富的松散固體物質(zhì)陡峻的地形足夠的突發(fā)性水源第54頁/共104頁01:58145-55松散固體物質(zhì)（地質(zhì)條件）

在形成區(qū)內(nèi)有大量易于被水流侵蝕沖刷的疏松土石堆積物，是泥石流形成的最重要的條件。第55頁/共104頁01:58145-56地形條件典型的泥石流流域可劃分為形成區(qū)、流通區(qū)和沉積區(qū)三個區(qū)段。第56頁/共104頁01:58145-57該區(qū)多為三面環(huán)山、一面出口的半圓形寬闊地段，周圍山坡陡峻，溝谷縱坡降可達(dá)30°以上。斜坡常被沖溝切割，且崩塌、滑坡發(fā)育；坡體光禿，無植被覆蓋，這樣的地形，有利于匯集周圍山坡上的水流的固體物質(zhì)。形成區(qū)又可分為匯水動力區(qū)和物質(zhì)供給區(qū)。形成區(qū)第57頁/共104頁01:58145-58該區(qū)多為狹窄而深切的峽谷或沖溝，谷壁陡峻而縱坡降較大，常出現(xiàn)陡坎和跌水，泥石流進(jìn)入本區(qū)后極具沖刷能力。流通區(qū)形似頸狀或喇叭狀。非典型的泥石流溝，可能沒有明顯的流通區(qū)。流通區(qū)第58頁/共104頁01:58145-59一般位于山口外或山間盆地的邊緣，地形較平緩。泥石流至此速度急劇變小，最終堆積下來，形成扇形、錐狀堆積體，有的堆積區(qū)還直接為河漫灘或階地。沉積區(qū)第59頁/共104頁01:58145-60第60頁/共104頁01:58145-61第61頁/共104頁01:58145-62水源條件泥石流形成必須有強(qiáng)烈的地表徑流，地表徑流是暴發(fā)泥石流的動力條件。人為因素人類工程活動的不當(dāng)可促進(jìn)泥石流的發(fā)生、發(fā)展、復(fù)活或加重其危害程度。第62頁/共104頁01:58145-63三、泥石流分類第63頁/共104頁泥石流水石流泥

流按所含固體物質(zhì)成分分為：第64頁/共104頁01:58145-65——溝谷型按地貌特征分為：第65頁/共104頁01:58145-66——山坡型按地貌特征分為：第66頁/共104頁01:58145-67（三）按流體性質(zhì)分類1.粘性泥流；2.粘性泥石流；3.稀性泥流；4.稀性泥石流；5.水石流（四）按泥石流規(guī)模大小分類1.小型；2.中型；3.大型；4.特大型（五）泥石流按發(fā)育階段分期1.發(fā)育初期；2.旺盛期；3.間歇期第67頁/共104頁01:58145-68四、泥石流地區(qū)道路位置選擇及防治措施掌握泥石流的獨(dú)有特征和發(fā)生發(fā)展規(guī)律，選擇好線路的位置是防治泥石流的最有效措施。第68頁/共104頁01:58145-69一般來說，道路工程通過泥石流區(qū)，應(yīng)遵循以下原則：1．繞避處于發(fā)育旺盛期的特大型、大型泥石流或泥石流群，以及淤積嚴(yán)重的泥石流溝；2．遠(yuǎn)離泥石流堵河嚴(yán)重地段的河岸；3．線路高程應(yīng)考慮泥石流發(fā)展趨勢；4．峽谷河段以高橋大跨通過；5．寬谷河段，線路位置及高程應(yīng)根據(jù)主河床與泥石流溝淤積率、主河擺動趨勢確定；6．線路跨越泥石流溝時，應(yīng)避開河床縱坡由陡變緩和平面上急彎部位；不宜壓縮溝床斷面，改溝并橋或溝中設(shè)墩；橋下應(yīng)留足凈空；7．嚴(yán)禁在泥石流扇上挖溝設(shè)橋或作路塹。第69頁/共104頁01:58145-70道路通過泥石流地區(qū)的具體位置，通常有五種方案可供比選：鐵路通過泥石流區(qū)的方案第70頁/共104頁01:58145-71五、泥石流的防治措施對于大型的嚴(yán)重發(fā)育的泥石流地段，一般繞避為好。萬一無法繞避的，在調(diào)查泥石流活動規(guī)律后，選擇有利位置，采用適宜的建筑物通過。攔擋工程排導(dǎo)工程水土保持第71頁/共104頁01:58145-72格柵壩（一）攔擋工程

主要用于上游形成區(qū)的后緣，主要建筑物是各種形式的壩。它的作用主要是攔泥滯流和護(hù)床固坡。谷坊群第72頁/共104頁01:58145-73（二）排導(dǎo)工程主要用于下游的洪積扇上，目的是防止泥石流漫流改道。減小沖刷和淤積的破壞以保護(hù)附近的居民點(diǎn)、工礦點(diǎn)和交通線路。排導(dǎo)工程主要包括排導(dǎo)溝、渡槽、急流槽、導(dǎo)流堤、排洪道等。第73頁/共104頁01:58145-74（三）水土保持

水土保持是泥石流的治本措施。其措施包括平整山坡、植樹造林，保護(hù)植被等，維持較優(yōu)化的生態(tài)平衡。第74頁/共104頁01:58145-755.3.3地震一、地震概述二、地震震級與地震烈度三、地震對建筑物的影響第75頁/共104頁01:58145-76一、地震概述地震——地殼發(fā)生的顫動或振動，是由地球內(nèi)動力作用引起的。第76頁/共104頁01:58145-77海嘯——海底發(fā)生的地震。第77頁/共104頁01:58145-78第78頁/共104頁01:58145-79第79頁/共104頁01:58145-80第80頁/共104頁地震引起大壩破壞(臺中石崗)第81頁/共104頁地震引起埠豐橋斷裂，河床抬高8m，形成疊水。（石崗）第82頁/共104頁01:58145-83地震引起房屋倒塌(臺中石崗)第83頁/共104頁01:58145-84地震引起橋梁斷裂(南投集集鎮(zhèn))第84頁/共104頁01:58145-85第85頁/共104頁01:58145-86地震引起稻田隆起(臺中霧峰)第86頁/共104頁01:58145-87地震引起操場隆起(臺中國小)第87頁/共104頁01:58145-88地震的類型

1．地震按成因可分為：

(1)構(gòu)造地震(2)火山地震(3)陷落地震(4)人工誘發(fā)地震2．按震源深度的不同可分為：

(1)淺源地震＜70km；(2)中源地震70～300km；(3)深源地震＞300km

3．按地震震級大小可分為：

(1)微震＜2～2.5級；(2)有感地震2～4級；(3)破壞性地震5～6級；(4)強(qiáng)烈地震或大地震≥7級第88頁/共104頁01:58145-89震源震中等震線震中距

震源——在地殼內(nèi)部振動的發(fā)源地。

震中——震源在地面上的垂直投影，可看作是地面上震動的中心。

震源深度——震中到震源的距離。震源、震中和地震波

震中距——地面上任何地方到震中的距離。第89頁/共104頁01:58145-90

地震波——地震發(fā)生時，震源處產(chǎn)生劇烈振動，以彈性波方式向四周傳播，此彈性波稱為地震波。地震波體波面波縱波（壓縮波、P波）引起地面上下顛簸；橫波（剪切波、S波）使地面水平搖擺；瑞利波樂甫波引起地面波狀起伏第90頁/共104頁01:58145-91二、地震震級與地震烈度地震震級是一次地震本身大小的等級，它是用來衡量地震能量大小的量度。地震震級地震烈度是指某地區(qū)地表面和建筑物受地震影響和破壞的程度。地震烈度第91頁/共104頁01:58145-92

烈度的大小除與地震震級、震中距、震源深淺有關(guān)外，還與當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)構(gòu)造、地形、巖土性質(zhì)等因素有關(guān)。我國將地震烈度分為十二度。根據(jù)使用特點(diǎn)的需要，將地震烈度劃分為：基本烈度、建筑場地烈度及設(shè)計烈度三種。第92頁/共104頁01:58145-93

基本烈度是指該地區(qū)在一百年內(nèi)能普遍遭受的最大地震烈度。

建筑場地烈度是指在建筑場地范圍內(nèi)，由于地質(zhì)條件、地形地貌條件及水文地質(zhì)條件不同而引起對基本烈度的提高或降低。

設(shè)計烈度是指抗震設(shè)計中實際采用的烈度。它是根據(jù)建筑物的重要性，永久性、抗震性及經(jīng)濟(jì)性等的需要對基本烈度的調(diào)整。