工程地質(zhì)學(xué)總復(fù)習(xí)26663

1、3、地球密度與壓力 地球的平均密度為5.516gcm3 ,地殼表層的密度為2.7gcm3 ,地內(nèi)33km處為3.32gcm3；2885km處密度由5.56gcm3陡增至9.98gcm3；至地心處達(dá)12.51gcm3。 地內(nèi)壓力隨深度加大，并與地內(nèi)物質(zhì)的密度及該處的重力有關(guān)。地下l0km處壓力約為304MPa，2900km處可達(dá)1.52105MPa，地心則高達(dá)3.55105MPa。 4、地球重力 重力是垂直地球表面使物體向下的一種天然作用力。它實(shí)際上是地心引力和由地球自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的慣性離心力的合力。 重力異常與大地構(gòu)造和地下礦藏及地貌有關(guān)，它是重力勘探的理論基礎(chǔ)。,大氣圈：是地球以外的空間,它提供

2、生物需要的CO2和O2 ,對(duì)地貌形態(tài)變化起著極大的影響。 水圈：由大氣圈的水蒸氣凝結(jié)成降雨形成海洋和湖泊沼澤及地下水。水與地表巖石相互作用，作為最活躍的地質(zhì)營(yíng)力促進(jìn)各種地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育。 生物圈：滲透在水圈、大氣圈下層和地殼表層的范圍之中，對(duì)于改變地球的形態(tài)起著重要的作用。,地殼：由固體巖石構(gòu)成,平均厚度16km, 分硅鋁層(花崗巖層)和硅鎂層(玄武巖層)。 地幔：上地幔是熔融狀態(tài)物質(zhì), 可能是巖漿的發(fā)源地；下地幔主要是由鐵鎂氧化物和硫化物組成。 地核：由比重較大的鐵鎳合金組成，平均密度大于10g/cm。外核是液態(tài)的,內(nèi)核是固態(tài)。地殼運(yùn)動(dòng)主要起因于地幔物質(zhì)的對(duì)流。,地層接觸關(guān)系包括：整合接觸、平

3、行不整合接觸 、角度不整合接觸 、侵入接觸 、沉積接觸 。 整合接觸：上下巖層相互平行、其間無(wú)沉積間斷。 平行不整合：上下巖層相互平行、其間有沉積間斷。 角度不整合：上下巖層彼此相交，并且其間有沉積間斷。,侵入接觸 沉積接觸,3.礦物的物理性質(zhì) 形狀: 指礦物的外表形狀。結(jié)晶體大都呈規(guī)則的幾何形狀，非結(jié)晶體則呈不規(guī)則的形狀。 礦物的顏色: 是礦物對(duì)不同波長(zhǎng)可見(jiàn)光吸收程度的不同反映。它是指礦物新鮮表面呈現(xiàn)的顏色，取決于礦物的化學(xué)成分及其所含的雜質(zhì)。按成色原因，有自色、他 色、假色之分。 條痕色：是指礦物粉末的顏色，通常使用粗瓷板摩擦?xí)r留下的痕跡，它可消除假色的干擾，是一種鑒別不透明礦物的主要標(biāo)志

4、。有些礦物的條痕色與其顏色相同，例如孔雀石（鮮綠色）、自然金（金黃色）。另一些礦物的條痕色與顏色不同，例如黃鐵礦，顏色為銅黃色，而條痕色為綠黑色。,3.4.3 巖漿巖的結(jié)構(gòu) 巖漿巖的結(jié)構(gòu)（texture of magmatite）是指巖石中（單體）礦物的結(jié)晶程度、顆粒大小、形狀以及它們的相互組合關(guān)系。 1.按巖石中礦物結(jié)晶程度劃分 全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。 2.按巖石中礦物顆粒的絕對(duì)大小劃分 顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)。 3.按巖石中礦物顆粒的相對(duì)大小劃分 等粒結(jié)構(gòu)、不等粒結(jié)構(gòu) 、斑狀結(jié)構(gòu)和似斑狀結(jié)構(gòu)。,3.4.4 巖漿巖的構(gòu)造 巖漿巖的構(gòu)造(structure of ma

5、gmatite)是指（集合體）礦物在巖石中排列的順序和填充的方式所反映出來(lái)巖石的外貌特征。 常見(jiàn)的構(gòu)造形式有：塊狀構(gòu)造、流紋構(gòu)造、氣孔構(gòu)造、杏仁構(gòu)造（孔洞被其它次生礦物充填）等。,1.風(fēng)化作用(weathering) 分為物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化三類 。 2.搬運(yùn)作用的方式有三種，即拖曳搬運(yùn)、懸浮搬運(yùn)和溶液搬運(yùn)。 3.沉積作用可分為機(jī)械沉積、化學(xué)沉積、生物和生物化學(xué)沉積三種類型。 4.成巖作用主要表現(xiàn)在壓固作用 、膠結(jié)作用 、脫水作用 、重結(jié)晶作用。,3.6.3 變質(zhì)作用-類型 對(duì)變質(zhì)作用的類型進(jìn)一步劃分，自變質(zhì)巖作為一門獨(dú)立學(xué)科的出現(xiàn)就提出許多分類，下面簡(jiǎn)要介紹常見(jiàn)的變質(zhì)作用類型： 區(qū)域

6、變質(zhì)作用（regional metamorphism）：最先是由法國(guó)學(xué)者A.Daubree于1859年提出，是指大面積的巖石，因?yàn)闇囟仍龈吆蛪毫Φ淖饔玫榷喾N因素下，發(fā)生了程度不等的重結(jié)晶和變形的一類變質(zhì)作用。區(qū)域變質(zhì)作用形成的巖石普遍具有結(jié)晶片理及其他方向性組構(gòu)。接觸變質(zhì)作用（contact metamorphism）：是指在巖漿作用影響下，圍巖主要受巖漿體溫度的影響而產(chǎn)生的一種局部性變質(zhì)作用。通常規(guī)模不大，圍巖主要受巖漿散發(fā)的熱量及揮發(fā)份的作用。當(dāng)圍巖僅受巖漿體溫度影響而發(fā)生重結(jié)晶作用、變質(zhì)結(jié)晶作用，變質(zhì)前后化學(xué)成,分基本相同，這類變質(zhì)作用稱為熱接觸變質(zhì)作用。當(dāng)圍巖除受巖漿體溫度影響外，由于

7、揮發(fā)組分的影響，巖體和圍巖發(fā)生交代作用，致使接觸帶附近的巖體和圍巖的化學(xué)成分也發(fā)生變化，稱為接觸交代變質(zhì)作用。動(dòng)力變質(zhì)作用（dynamo metamorphism）：是一種由于構(gòu)造作用過(guò)程中所產(chǎn)生的強(qiáng)應(yīng)力作用下，巖石發(fā)生破碎、變形，在破碎、變形的同時(shí)，伴有一定重結(jié)晶作用。其發(fā)育常受斷裂構(gòu)造控制，原巖的變化主要以脆性變形和塑性變形為主。氣液變質(zhì)作用（Pneumatolytic hydrothermal metamorphism）：是由于熱的氣體及溶液作用于已形成的巖石，使已有的巖石產(chǎn)生礦物成分、化學(xué)成分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造的變化，稱為氣液變質(zhì)作用。氣液變質(zhì)作用通常沿構(gòu)造破碎帶及巖脈邊緣發(fā)育。,3.6.6

8、變質(zhì)巖-結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征 巖石中礦物的粒度、形態(tài)和晶體之間的相互關(guān)系等特征，稱之為結(jié)構(gòu)。變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)，頗為特別，因?yàn)槠涫且环N轉(zhuǎn)化改造原巖的巖石。根據(jù)成因，其結(jié)構(gòu)一般可分為四類：碎裂結(jié)構(gòu) ，變晶結(jié)構(gòu)，變余結(jié)構(gòu)和交代結(jié)構(gòu)。,3.8.3 按照巖石風(fēng)化殼的垂直分帶分類,4.4.2 傾斜巖層的產(chǎn)狀要素 巖層產(chǎn)狀要素(element of stratum)指表示巖層空間方位和傾斜程度的幾何要素，包括走向、傾向和傾角(圖4-7)。 1 走向 傾斜巖層層面與水平面的相交線被稱為傾斜巖層的走向線，走向線的方向稱為巖層的走向。 2 傾向 與走向線垂直，沿巖層傾斜面向下所引的直線稱為傾向線，也稱最大傾斜線；傾向線在水

9、平面上的投影所指的方向稱為傾斜巖層的傾向。 3 傾角 傾向線與其水平面上的投影線之間的夾角稱為傾斜巖層的傾角。錯(cuò),4.5.4 褶曲的形態(tài)分類 褶曲的形態(tài)是多種多樣的，褶曲的基本類型只有兩種向斜和背斜（背斜成山，向斜成谷。） 背斜是巖層向上拱起的彎曲形態(tài)，其中心部位（即核部）巖層較老，翼部巖層較新，呈相背傾斜。 向斜是巖層向下凹的彎曲形態(tài)，其核部巖層較新，翼部巖層較老，呈相向傾斜。,2.節(jié)理的力學(xué)性質(zhì)分類根據(jù)節(jié)理的力學(xué)性質(zhì)，可將節(jié)理分為剪節(jié)理和張節(jié)理: 剪節(jié)理：巖石受剪應(yīng)力作用發(fā)生剪切破裂而形成的節(jié)理，叫剪節(jié)理，它一般在與最大主應(yīng)力呈45夾角的平面上產(chǎn)生，且共軛出現(xiàn)，呈X狀交叉，構(gòu)成X型剪節(jié)理。

10、它具有以下特征：,4.7.1 斷層要素 1.斷層面：構(gòu)成斷層的破裂面，也就是斷層兩側(cè)巖體沿之產(chǎn)生顯著滑動(dòng)位移的面，叫做斷層面，產(chǎn)狀可用走向、傾向和傾角確定。斷層一般不是單個(gè)的面，而是由一系列的破裂面或次級(jí)斷層所組成的帶，即斷層帶或斷裂帶。 2. 斷層線：是指斷層面與地面的交線，即斷層面在地表的出露線，斷層線延伸方向即是斷層走向，延伸的消失點(diǎn)，稱為斷層的端點(diǎn)。 3.斷盤：斷層面兩側(cè)發(fā)生相對(duì)位移的巖體，稱為斷(層)盤。當(dāng)斷層面傾斜時(shí)，位于斷層面上方的稱為上盤、下方的稱為下盤；當(dāng)斷層面近于直立時(shí)，則以方位相稱，如東盤、西盤等；也可根據(jù)兩盤相對(duì)移動(dòng)的關(guān)系，把相對(duì)上升的稱為上升盤，把相對(duì)下降的稱為下降盤

11、。,4. 斷距：斷層兩盤巖體沿?cái)鄬用姘l(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的距離，稱為斷距。斷距的大小常常是衡量斷層規(guī)模的重要標(biāo)志，斷距又分為總斷距、水平斷距及垂直斷距。,逆斷層一般是受水平的擠壓應(yīng)力作用，沿剪切破裂面形成的，常與褶皺相互伴生，逆斷層的規(guī)模一般較大，多為區(qū)域性的巨型構(gòu)造。 (3)平移斷層: 兩盤巖體沿?cái)鄬用孀呦蜃魉较鄬?duì)運(yùn)動(dòng)的斷層，稱平移斷層。,5.4.1 軟弱夾層(weak interlayer)的定義 所謂軟弱夾層一般是指嚴(yán)重?cái)D壓破碎帶、斷層糜棱巖(包括斷層泥)、泥質(zhì)巖層、黏土質(zhì)粉砂巖、層間蝕變帶和常以?shī)A層狀態(tài)存在的構(gòu)造黏土。 一般，軟弱夾層的厚度比相鄰巖層的小，力學(xué)強(qiáng)度和變形模量也較低，飽和抗壓強(qiáng)

12、度僅為干抗壓強(qiáng)度的二分之一或更低。有些遇水崩解。 軟弱夾層每一部分的結(jié)構(gòu)、致密程度、天然含水量、孔隙度、塑性指數(shù)及力學(xué)強(qiáng)度等均有所不同。 軟弱夾層的厚度，層面的起伏差和粗糙度，對(duì)其力學(xué)性能影響較大。一般取流變起始強(qiáng)度作為軟弱夾層的抗剪強(qiáng)度值。這個(gè)值相當(dāng)于屈服強(qiáng)度，約為其峰值強(qiáng)度的80。,2.巖體結(jié)構(gòu)類型劃分由于組成巖體的巖性，遭受的構(gòu)造變動(dòng)及次生變化的不均一性，導(dǎo)致了巖體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。為了概括地反映巖體中結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體的成因、特征及其排列組合關(guān)系，將巖體結(jié)構(gòu)劃分為整體塊狀結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)和散體結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖5-3）,3.赤平面投影結(jié)構(gòu)面邊坡穩(wěn)定性分析 1) 一組結(jié)構(gòu)面邊坡,5.8.6 不穩(wěn)

13、定邊坡的防治措施 對(duì)于不穩(wěn)定的邊坡，為了確保工程的安全，必須采取一些有效的防治措施。目前國(guó)內(nèi)外常用的方法有： 防止地表水向巖體中滲透； 排除不穩(wěn)定巖體中的地下水; 放緩斜坡、上部減重； 修建支擋建筑; 錨固. 進(jìn)行這些處理之前，應(yīng)首先查明不穩(wěn)定邊坡破壞的性質(zhì)、類型和規(guī)模，以及引起滑動(dòng)或崩塌的因素。采取針對(duì)性的措施，才能取得經(jīng)濟(jì)而有效的效果。除上述幾項(xiàng)較多采用的防治措施外，還可采用混凝護(hù)面、灌漿及改善滑動(dòng)帶土石的力學(xué)性質(zhì)等措施。通常在進(jìn)行處理時(shí)，常常是數(shù)種措施同時(shí)采用，這樣效果更為顯著。,1、圍巖的概念 在巖體中，因開挖洞室，使巖體產(chǎn)生應(yīng)力重新分布，應(yīng)力重分布的范圍內(nèi)的巖體稱為圍巖，其直徑一般為

14、洞室直徑的35倍。 5.9.6 圍巖洞室洞口及軸線的選擇 1.洞室洞口的選擇 1）洞口的地形和地質(zhì)條件 2）洞口底標(biāo)高的選擇 3）洞口邊坡的物理地質(zhì)現(xiàn)象 2.洞室軸線的選擇 1）布置洞室的巖性要求 2）巖層產(chǎn)狀與洞室軸線的關(guān)系 3）地質(zhì)構(gòu)造與洞室軸線的關(guān)系,6.2.4 土按顆粒級(jí)配或塑性指數(shù)分類 巖土工程勘察規(guī)范(GB500212001)、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50072002)中的土按顆粒級(jí)配或塑性指數(shù)分類分為碎石土、砂土、粉土和黏性土。 1、碎石土(crushed stone) 粒徑大于2mm的顆粒質(zhì)量超過(guò)總質(zhì)量50的土。根據(jù)顆粒級(jí)配和顆粒形狀碎石土又可分為漂石、塊石、卵石、碎石、圓礫

15、和角礫。,2、砂土(sand) 粒徑大于2mm的顆粒質(zhì)量不超過(guò)總質(zhì)量的50，粒徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量超過(guò)總質(zhì)量的50的土。根據(jù)顆粒級(jí)配分為礫砂、粗砂、中砂、細(xì)砂和粉砂。,3、粉土(silt) 粒徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量不超過(guò)總質(zhì)量50，且塑性指數(shù)小于或等于10的土。必要時(shí)，可根據(jù)顆粒級(jí)配分為砂質(zhì)粉土(粒徑小于0.005mm的顆粒質(zhì)量不超過(guò)總質(zhì)量10)和黏質(zhì)粉土(粒徑小于0.005mm顆粒質(zhì)量等于或超過(guò)總質(zhì)量10)。,4、黏性土(cohesive soil) 塑性指數(shù)Ip大于10的土。根據(jù)塑性指數(shù)分為粉質(zhì)黏土(1017)。,6.3.2 第四紀(jì)土層按成因的分類 1、殘積土 ：巖石風(fēng)化

16、后殘留在原地形成的土。 殘積土表部土壤層孔隙率大、強(qiáng)度低、壓縮性高，而其下部常常是夾碎石或砂粒的粘性土，或是孔隙為粘性土充填的碎石土、砂礫土，其強(qiáng)度較高。 2、坡積土colluvial soil ：位于山坡上方的碎屑物質(zhì)，在流水或重力作用下運(yùn)移到斜坡下方或坡麓處堆積形成的土。 新近堆積的坡積物經(jīng)常具有垂直的孔隙，結(jié)構(gòu)比較疏松，一般具有較高的壓縮性。坡積形成的黃土，其濕陷性一般也比洪積或沖積形成的黃土要高得多。,3、洪積土（diluvial soil） ：由暫時(shí)性洪流，將山區(qū)高地的碎屑物質(zhì)攜帶至溝口或平緩地帶堆積形成的土。 山洪攜帶的大量碎屑物質(zhì)流出溝谷口后，因水流流速驟減而呈扇形沉積體，稱洪積

17、扇。 洪積土作為建筑物地基，一般認(rèn)為是較理想的，尤其是離山前較近的洪積土顆粒較粗，地下水位埋藏較深，具有較高的承載力，壓縮性低，是工業(yè)與民用建筑物的良好地基。在離山區(qū)較遠(yuǎn)的地帶，洪積物的顆粒較細(xì)、成分較均勻、厚度較大，一般也是良好的天然地基。但應(yīng)注意的是上述兩地段的中間過(guò)渡地帶，常因粗碎屑土與細(xì)粒粘性土的透水性不同而使地下水溢出地表形成泉或沼澤地，因此土質(zhì)較差，承載力較低，作為建筑物地基時(shí)應(yīng)慎重對(duì)待。,d30當(dāng)小于某粒徑的土粒質(zhì)量累計(jì)百分?jǐn)?shù)為30%時(shí)的粒徑用d30表示。 不均勻系數(shù)C反映大小不同粒組的分布情況。C越大表示土粒大小的分布范圍越大、其級(jí)配越良好，作為填方工程的土料時(shí)，則比較容易獲得

18、較大的密實(shí)度。曲率系數(shù)Cc描寫累積曲線的分布范圍，反映曲線的整體形狀。 曲線平緩，粒徑大小相差懸殊，土粒不均勻。顆粒級(jí)配可以在一定程度上反映土的某些性質(zhì)。對(duì)于級(jí)配良好（ C10，且Cc=13)的土，較粗顆粒間的孔隙被較細(xì)的顆粒所填充，因而土的密實(shí)度較好，相應(yīng)的地基土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性也較好，透水性和壓縮性也較小，可用作堤壩或其它土建工程的填方土料。,由級(jí)配曲線可以直觀地判斷土中各粒組的含量情況，如果曲線陡峻(曲線C)，表示土粒大小均勻，級(jí)配不好；反之，曲線平緩（曲線B），則表示土粒大小不均勻，但級(jí)配良好。,1）強(qiáng)結(jié)合水 土粒的靜電引力強(qiáng)度是隨離開土粒表面的距離增大而減弱的，靠近土粒表面的水分子，受

19、到土粒的強(qiáng)烈吸引(可達(dá)10002000MPa)，而失去自由活動(dòng)能力，整齊地排列起來(lái)。這部分水稱為強(qiáng)結(jié)合水，又叫吸著水。 2）弱結(jié)合水 距離土粒表面稍遠(yuǎn)的水分子，受到土粒的吸引力減弱，有部分活動(dòng)能力，排列疏松不整齊，這部分水叫弱結(jié)合水，又叫薄膜水。,1、土的顆粒比重 土粒重量與同體積的4時(shí)水的重量之比，稱為顆粒比重，它在數(shù)值上為單位體積土粒的重量。 2、土的重度 單位體積土的重量稱為土的重度。 3、土的干重度、飽和重度 和浮重度 土單位體積中固體顆粒部分的重量，稱為土的干重度。 土的飽和重度：土孔隙中充滿水時(shí)的單位體積重量，稱為土的飽和重度。 浮重度：在地下水位以下，單位土體積中土粒的重量扣除浮

20、力后，即為單位土體積中土粒的有效重量，稱為土的浮重度或水下重度。,4、土的含水量 土中水的重量與土粒重量之比，稱為土的含水量，以百分?jǐn)?shù)計(jì)。 5、土的飽和度 土中被水充滿的孔隙體積與孔隙總體積之比，稱為土的飽和度，以百分率計(jì)。 6、土的孔隙比和孔隙率 土的孔隙比是土中孔隙體積與土粒體積之比。 土的孔隙率是土中孔隙所占體積與總體積之比，以百分?jǐn)?shù)表示。,6.9.2 黃 土 黃土是一種特殊的第四紀(jì)陸相松散堆積物。黃土的顏色主要呈黃色或褐黃色，顆粒成分以粉粒為主，富含碳酸鈣，有肉眼可見(jiàn)的大孔隙，天然剖面上垂直節(jié)理發(fā)育，被水浸濕后土體顯著沉陷(濕陷性)。具有上述全部特征的土，稱為典型黃土；而與之相似，但缺

21、少個(gè)別特征的土，稱為黃土狀土。典型黃土和黃土狀土統(tǒng)稱黃土類土，簡(jiǎn)稱黃土。 黃土在一定壓力作用下受水浸濕，土結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生顯著附加下沉，導(dǎo)致建筑物破壞，具有特性的黃土，稱濕陷性黃土。,2、紅黏土的特點(diǎn)和性質(zhì) 1）天然的含水量高，一般為4060，有的高達(dá)90。 2）孔隙比大，天然孔隙比一般為1.41.7，最高2.0，具有大孔性。 3）高塑性。液限一般為6080，高達(dá)110；塑限一般為4060，高達(dá)90；塑性指數(shù)一般為2050。 4）由于塑限很高，所以盡管天然含水量高，一般仍處于堅(jiān)硬或硬可塑狀態(tài)，液性指數(shù)一般小于0.25。但是其飽和度一般在90以上，因此，甚至堅(jiān)硬黏土也處于飽水狀態(tài)。,7.2.1

22、 地下水按埋藏條件分類 地下水按埋藏條件可分為包氣帶水、潛水和承壓水。 7.2.2 地下水按含水層空隙性質(zhì)的分類 地下水按含水層空隙性質(zhì)(含水介質(zhì))的不同，可分為孔隙水、裂隙水和巖溶水、泉。 7.3.1 達(dá)西滲透定律 達(dá)西(HDarcy)于1856年用如圖7-9的試驗(yàn)裝置，在穩(wěn)定流和層流條件下，用粗顆粒土進(jìn)行了大量的滲透試驗(yàn)，測(cè)定水流通過(guò)土試樣單位截面積的滲流量，獲得了滲流量與水力梯度的關(guān)系，從而得到滲流速度與水力梯度(或水頭能量損失)和土的滲透性質(zhì)的基本規(guī)律，即滲流的基本規(guī)律達(dá)西滲透定律。,7.3.3 動(dòng)水壓力及臨界水力坡度,2、流砂形成的條件 1）巖性條件：土層由粒徑均勻的細(xì)顆粒組成(一般

23、粒徑在0.01mm以下的顆粒含量在3035以上)，土中含有較多的片狀、針狀礦物(如云母、綠泥石等)和附有親水膠體礦物顆粒，從而增加了巖土的吸水膨脹性，降低了土粒重量。因此，在不大的水流沖力下，細(xì)小土顆粒即懸浮流動(dòng)。 2）水動(dòng)力條件：水力梯度較大，流速增大，動(dòng)水壓力超過(guò)了土顆粒的重量時(shí)，就能使土顆粒懸浮流動(dòng)形成流砂。 3、流砂的判別 1）按水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范（GB50287-99）判別。 2）按水動(dòng)力條件判別 3) 根據(jù)土的滲透系數(shù) 4) 根據(jù)砂土孔隙度,1、潛蝕作用分類 潛蝕作用可分為機(jī)械潛蝕和化學(xué)潛蝕兩種類型。 1）機(jī)械潛蝕:在地下滲透水流的長(zhǎng)期作用下，產(chǎn)生巖土體中細(xì)小顆粒的位移和掏空

24、現(xiàn)象。 2）化學(xué)潛蝕:易溶鹽類(如巖鹽、鉀鹽、石膏等)及某些較難溶解的鹽類(如方解石、菱鎂礦、白云石等)在流動(dòng)水流的作用下，尤其是在地下水循環(huán)比較劇烈的地域，鹽類逐漸被溶解或溶蝕，使巖土體顆粒間的膠結(jié)力被削弱或破壞，結(jié)果導(dǎo)致巖土體結(jié)構(gòu)松動(dòng)，甚至破壞。 機(jī)械潛蝕和化學(xué)潛蝕一般是同時(shí)進(jìn)行的，且二者是相互影響，相互促進(jìn)的。,2、人工降低地下水位的方法,2）基坑突涌產(chǎn)生條件,總礦化度: 單位體積的地下水中所含有的金屬離子、化合物以及其它微粒的總量稱為地下水的總礦化度。,8.2.3 地震震級(jí)與地震烈度 1、地震震級(jí) 地震震級(jí)(magnitude)是表示地震本身釋放能量大小的指標(biāo)，能量越大，震級(jí)越大。地震

25、震級(jí)與震源釋放能量的關(guān)系見(jiàn)表8-2。 2、地震烈度 1）地震烈度的定義 地震烈度(earthquake intensity)是指地震時(shí)對(duì)某地建筑物的破壞程度的指標(biāo)，它與距震中距離密切相關(guān)。,2）地震烈度的分類 a.基本烈度(basic intensity)是指一個(gè)地區(qū)在今后100年內(nèi)，在一般場(chǎng)地條件下可能遇到的最大地震烈度。 b.建筑場(chǎng)地烈度(site intensity)又稱小區(qū)域烈度，它是指建筑場(chǎng)地內(nèi)因地質(zhì)條件、地貌、地形條件和水文地質(zhì)條件的不同而引起基本烈度的降低或提高后的烈度。 c.設(shè)防烈度又稱設(shè)計(jì)烈度(design intensity)，它是指應(yīng)按國(guó)家規(guī)定的權(quán)限審批、頒發(fā)的文件（圖件

26、）確定的，在基本烈度的基礎(chǔ)上，考慮建筑物的重要性、永久性、抗震性，將基本烈度加以適當(dāng)調(diào)整，調(diào)整后設(shè)計(jì)采用的烈度稱為設(shè)防烈度。,8.2.4 地震的破壞方式 1、共振破壞 某一周期的地震波與地基土層固有周期相近，由于共振的作用，這種地震波的振幅將得到放大，此周期稱為卓越周期。 2、駐波破壞 地震時(shí)當(dāng)兩個(gè)幅值相同、頻相相同但運(yùn)動(dòng)方向相反的兩個(gè)地震波波列，運(yùn)動(dòng)到同一點(diǎn)交會(huì)時(shí)，形成駐波，其幅值增加一倍，當(dāng)駐波在建筑物處產(chǎn)生時(shí)，會(huì)對(duì)建筑物形成較強(qiáng)的破壞作用，即駐波破壞。 3、相位差動(dòng)破壞 當(dāng)建筑物長(zhǎng)接近于或大于場(chǎng)地振動(dòng)波長(zhǎng)時(shí)，兩者振動(dòng)相位不一致形成很大協(xié)調(diào)的振動(dòng)，此時(shí)不論地面振動(dòng)位移（振幅）有多大，而建筑

27、物的平均振幅為零。在這種情況下，地基振動(dòng)激烈地撞擊建筑物的地下結(jié)構(gòu)部分，,并在最薄弱的部位導(dǎo)致破壞，即為相位差動(dòng)破壞。 4、地震液化與震陷 對(duì)飽和粉細(xì)砂土來(lái)說(shuō)，在地震過(guò)程中，砂土層完全喪失抗剪強(qiáng)度和承載能力，呈現(xiàn)液態(tài)特征，這就是地震引起的砂土液化現(xiàn)象。 地震液化會(huì)導(dǎo)致地表沉陷和變形，稱為震陷。 5、地震激發(fā)地質(zhì)災(zāi)害效應(yīng) 強(qiáng)烈的地震作用還能激發(fā)斜坡上巖土體松動(dòng)、失穩(wěn)，引起滑坡和崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象，這稱為地震激發(fā)地質(zhì)災(zāi)害效應(yīng)。,8.2.5 地震液化 1、地震液化的機(jī)理 地震液化是由多種內(nèi)因和外因綜合作用的結(jié)果。內(nèi)因包括土的顆粒組成、密度、埋藏條件、地下水、沉積環(huán)境和地質(zhì)歷史等；外因包括地震動(dòng)強(qiáng)度、

28、頻譜特征和持續(xù)時(shí)間等。 專門性研究結(jié)果認(rèn)為：地震液化包括先后相繼發(fā)生的振動(dòng)液化和滲流液化兩個(gè)過(guò)程。 2、地震液化的形成條件,5、抗液化的措施 換土填層：將液化土層全部挖除，并回填以壓實(shí)的非液化土，是徹底消除液化的措施。 加密：采取振沖、振動(dòng)加密、砂樁擠密、強(qiáng)夯等方法改善液化土層的密實(shí)程度，以提高地基抗液化能力。加密法可以全部或部分消除液化的影響。 增加蓋層：是在地面上堆填一定厚度的填土，以增大有效覆蓋壓力。 圍封法：是在建筑物地基范圍內(nèi)用板樁、混凝土截水墻、沉箱等，將液化土層截?cái)喾忾]，以切斷液化土層對(duì)地基的影響，增加地基內(nèi)土層的側(cè)向壓力。 采用深基礎(chǔ)：基礎(chǔ)穿過(guò)液化土層，且基礎(chǔ)底面埋入可液化深度

29、以下穩(wěn)定土層中的深度不應(yīng)少于50mm。,2、抗震設(shè)防的基本原則 1）抗震設(shè)防要求 抗震設(shè)防要求指的是建設(shè)工程抗御地震破壞的準(zhǔn)則和在一定風(fēng)險(xiǎn)水準(zhǔn)下抗震設(shè)計(jì)采用的地震烈度或者地震動(dòng)參數(shù)。 2）抗震設(shè)防的基本思想 抗震設(shè)防是以現(xiàn)有的科學(xué)水平和經(jīng)濟(jì)條件為前提，隨著科學(xué)水平的提高，對(duì)抗震設(shè)防的規(guī)定會(huì)有相應(yīng)的突破，而且要根據(jù)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)條件，適當(dāng)?shù)乜紤]抗震設(shè)防水平。 3）抗震設(shè)防的三個(gè)水準(zhǔn)目標(biāo) 抗震設(shè)防的基本原則是“小震不壞，大震不倒”。,8.5.1 崩塌的定義 崩塌是在陡峻或極陡斜坡上，某些大塊或巨塊巖塊，突然地崩落或滑落，順山坡猛烈地翻滾跳躍，巖塊相互撞擊破碎，最后堆積于坡腳的過(guò)程，堆積于坡腳的物質(zhì)為崩

30、塌堆積物。 8.5.2 崩塌的發(fā)生條件 1、地形地貌條件：崩塌發(fā)生的地形地貌條件主要有岸坡、高陡山坡、峽谷陡坡、河谷凹岸等。 2、巖性條件：巖石性質(zhì)不同其強(qiáng)度、風(fēng)化程度、抗風(fēng)化和抗沖刷的能力及其滲水程度都是不同的。 3、構(gòu)造條件：崩塌發(fā)生的構(gòu)造條件主要包括巖層的傾向傾角、節(jié)理發(fā)育、軟弱結(jié)構(gòu)面等因素。當(dāng)巖體中各種軟弱結(jié)構(gòu)面的組合位置處于不利的情況時(shí)易發(fā)生崩塌。 4、其他因素：此外溫度變化、地表水作用、強(qiáng)烈地震、降雨以及人類工程活動(dòng)等都可能誘發(fā)崩塌。,8.5.3 崩塌的防治措施 防治崩塌的措施包括削坡、清除危巖、膠結(jié)巖石裂隙、引導(dǎo)地表水流等方法，防止巖石強(qiáng)度迅速變化和差異風(fēng)化，避免進(jìn)一步變形，以提

31、高斜坡的穩(wěn)定性。崩塌的治理應(yīng)以根治為原則，當(dāng)不能清除或根治時(shí)，對(duì)、類崩塌區(qū)可采取下列綜合措施： 1）遮擋 2）設(shè)置落石平臺(tái)或擋石墻、攔石網(wǎng)。 3）加固巖體 4）鑲補(bǔ)勾縫 5）護(hù)面 6）排水 7）削坡,8.6.1 巖溶的概念及形態(tài)分布 1、巖溶的概念 巖溶作用是指地表水和地下水對(duì)地表及地下可溶性巖石所進(jìn)行的以化學(xué)溶解作用為主，機(jī)械侵蝕作用為輔的溶蝕作用、侵蝕溶蝕作用以及與之相伴生的堆積作用的總稱。,8.6.2 巖溶的發(fā)生條件 1、可溶性巖石 可溶巖可分為易溶的鹵素鹽類(如巖鹽)、中等溶解度的硫酸鹽類(如石膏、硬石膏、芒硝)和難溶的碳酸鹽類(如石灰?guī)r、白云巖)。 2、巖石的透水性 巖體的透水性，一

32、是可溶巖石本身的透水性，另一是在巖體內(nèi)要有裂隙，它們往往成為地下水流暢通的通道，是造成巖溶最發(fā)育之所在地。 3、有溶解能力的地下水活動(dòng) 水對(duì)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含量越多則溶解能力越強(qiáng)。,8.7.3 滑坡的形成條件 1、巖性 滑坡主要發(fā)生在易親水軟化的土層中和一些軟巖中。 2、構(gòu)造 斜坡內(nèi)的一些層面、節(jié)理、斷層、片理等軟弱面若與斜坡坡面傾向近于一致，則此斜坡的巖土體容易失穩(wěn)成為滑坡。 3、斜坡外形 斜坡的存在，使滑動(dòng)面能在斜坡前緣臨空出露。這是滑坡產(chǎn)生的先決條件。 4、水 水的作用可使巖土軟化、強(qiáng)度降低，可使巖土體加速風(fēng)化。 5、地震 地震可

33、誘發(fā)滑坡發(fā)生，此現(xiàn)象在山區(qū)非常普遍。,8.7.3 滑坡的形成條件 1、巖性 滑坡主要發(fā)生在易親水軟化的土層中和一些軟巖中。 2、構(gòu)造 斜坡內(nèi)的一些層面、節(jié)理、斷層、片理等軟弱面若與斜坡坡面傾向近于一致，則此斜坡的巖土體容易失穩(wěn)成為滑坡。 3、斜坡外形 斜坡的存在，使滑動(dòng)面能在斜坡前緣臨空出露。這是滑坡產(chǎn)生的先決條件。 4、水 水的作用可使巖土軟化、強(qiáng)度降低，可使巖土體加速風(fēng)化。 5、地震 地震可誘發(fā)滑坡發(fā)生，此現(xiàn)象在山區(qū)非常普遍。,6、人為因素 人為地破壞表層覆蓋物，引起地表水下滲作用的增強(qiáng)，或破壞自然排水系統(tǒng)，或排水設(shè)備布置不當(dāng)，泄水?dāng)嗝娲笮〔缓侠矶鹋潘粫?，漫溢亂流，使坡體水量增加。在

34、興建土建工程時(shí)，由于切坡不當(dāng)，斜坡的支撐被破壞，或者在斜坡上方任意堆填巖土方、興建工程、增加荷載，都會(huì)破壞原來(lái)斜坡的穩(wěn)定條件。引水灌溉或排水管道漏水將會(huì)使水滲入斜坡內(nèi)，促使滑動(dòng)因素增加。 8.7.4 滑坡的野外識(shí)別 斜坡滑動(dòng)之后，會(huì)出現(xiàn)一系列的變異現(xiàn)象。這些變異現(xiàn)象，為我們提供了在野外識(shí)別滑坡的標(biāo)志。其標(biāo)志主要包括地層構(gòu)造、地形地物、水文地質(zhì)標(biāo)志、滑坡先兆現(xiàn)象。,8.7.6 滑坡的防治措施 1、繞避滑坡 2、削坡減重與反壓 3、排 水 4。提高滑動(dòng)界面的巖土摩擦力 5、抗滑錨桿加固 6、抗滑樁 7、抗滑擋墻,8.8.1 泥石流的概念 泥石流(debris flow)是山區(qū)暴雨或冰雪融化帶來(lái)的山

35、洪水流挾帶大量泥砂、石塊等固體物質(zhì)，突然以巨大的速度從溝谷上游沖馳而下，兇猛而快速地對(duì)下游建筑物和人員造成強(qiáng)大破壞力的一種地質(zhì)災(zāi)害，泥石流中的固體碎屑物含量大致在2080%之間。 8.8.3 泥石流的發(fā)生條件 泥石流的形成必須同時(shí)具備以下三個(gè)條件：陡峻的便于集水、集物的地形地貌；豐富的松散物質(zhì)；短時(shí)間內(nèi)聚集大量的水源。,8.8.5 泥石流的防治措施 1、水土保持 水土保持包括封山育林、植樹造林、平整山坡、修筑梯田；修筑排水系統(tǒng)及支擋工程等措施。水土保持雖是根治泥石流的一種方法，但需要一定的自然條件，收效時(shí)間也較長(zhǎng)，一般應(yīng)與其他的措施配合進(jìn)行。 2、跨越 指修隧道、明洞和渡槽，從泥石流溝下方通過(guò)，而讓泥石流從其上方排泄，這是鐵路和公路通過(guò)泥石流地區(qū)的又一主要工程形式。一般用于路基通過(guò)堆積區(qū)、泥石流規(guī)模大、常發(fā)生危害嚴(yán)重