1、第八章 不良地質作用和地質災害 第二節 滑坡第六節 巖溶第五節 地震第一節 概述第三節 崩塌及巖堆第四節 泥石流 自然地質災害 內動力地質作用引起的火山爆發、地震 外動力地質作用引起的滑坡、崩塌、泥石流、巖溶、風沙、凍土人為地質災害 人工邊坡滑動、水庫誘發地震、地面沉降第一節 概述 第二節 滑坡斜坡上大量土體或巖體在重力作用下，沿一定的滑動面（或帶）整體向下滑動的現象稱為滑坡。邊坡穩定性分析按邊坡形成天然邊坡人工邊坡按組成物質土質邊坡巖質邊坡三峽工程船閘邊坡長江三峽新灘滑坡湖北省巴東縣清太坪滑坡秭歸千將坪滑坡滑坡周界四川云陽雞筏子滑坡香港山體滑坡1972年7月某日清晨，香港寶城路附近，兩萬立方

2、米殘積土從山坡上下滑，巨大滑動體正好沖過一幢高層住宅-寶城大廈，頃刻間寶城大廈被沖毀倒塌并砸毀相鄰一幢大樓一角約五層住宅。死亡7人。香港寶城大廈被滑坡沖毀成廢墟高靈敏性土的破壞滑坡意大利著名滑坡 滑坡要素影響滑坡穩定性的因素內因邊坡巖土體性質地質構造巖體結構地應力外因地表水和地下水地震風化作用人工開挖、爆破（a ) 推移式滑坡( b ) 平移式滑坡( c ) 牽引式滑坡按滑坡的動力學特征滑坡分類圖 85 ( c ) 均質滑坡( a ) 順層滑坡( b ) 切層滑坡按滑動面與地質構造特征( a )( b )( c )按滑坡體厚度 淺層滑坡：50m按滑坡體的主要物質組成 堆積層滑坡 黃土滑坡 黏土

3、滑坡 巖層滑坡滑坡的識別據地貌特征圈椅型地貌，雙溝同源現象河床凹岸反向河中突出，樹木歪倒三峽庫區云陽雞筏子滑坡 ( a ) 平面圖；( b ) 縱剖面圖 ( a ) ( b )據巖性條件 軟弱巖層如頁巖、泥巖、千枚巖和坡洪積松散 堆積層、黃土等，易發生滑坡。而脆性巖層如 石灰巖、花崗巖等，易發生崩塌。 據構造條件 斷層、褶皺發育地區，新構造運動強烈地區易 發生邊坡失穩現象。據水文地質現象 山坡腳泉水較多，地表潮濕。據邊坡變形跡象 山體裂縫，巖土體擾動、松散。滑坡穩定分析方法 地質分析法 極限平衡分析法 赤平投影圖解分析法 有限單元法 工程地質類比法防治邊坡變形破壞的工程措施防滲與排水滑坡地下排

4、水工程2.支擋加固 南昆線變形截面T形樁板墻滑坡防治工程-后緣抗滑樁群 3. 削坡減載削坡處理示意圖錯誤的削坡方法變形監測工程崩塌形成條件:地形45脆性巖石或上硬下軟高陡裂隙第三節 崩塌及巖堆在陡峻的斜坡上，巨大巖塊在重力作用下突然而猛烈地向下傾倒、翻滾、崩落的現象，稱為崩塌。 長江三峽鏈子崖巖體長江西陵峽鏈子崖卸荷裂隙第四節 泥石流一種突然暴發的含有大量泥沙石塊的特殊洪流。主要發生在地形陡峻的山區。具有區域性和間歇性特點。泥石流的形成條件地形條件 上游三面環山，一面出口。 中游為狹窄陡峻的深谷。 下游開闊平坦。地質條件 巖性破碎，地質構造復雜。水文氣象條件 暴雨，冰雪消融。我國地震帶和泥石流

5、的分布泥石流淤埋了伯陽車站，并堵塞了渭河，災害損失巨大，1978年7月。成昆線-太平溝泥石流淤埋房屋。固體物總量10萬方，龍頭高8米，毀民房，中斷行車，1988年7月。關中地區蘭田成昆線-利子達依溝1981年7月 ，特大型泥石流，最大流量3200方/秒，固體物總量70萬方，沖毀大橋，顛覆列車，造成人員傷亡。小江流域-姑海姑海泥石流沖毀鐵路路基，鐵軌懸空。寶天鐵路顏加河暴雨泥石流，體積3000立方，毀橋埋路，堵塞隧道，中斷行車，1981年8月。川藏公路-古鄉泥石流堆積扇，該處20年間暴發泥石流600余次，最大一次，1953年7月29日午夜，暴發冰川泥石流，沖出固體物達1100余萬方，龍頭高達40

6、米，出溝后阻河成湖。泥石流地段的線路方案方案I問題: 平面線型較差,溝口兩側易滑坡。方案II問題: 堆積扇逐年向下延伸,路基遭水毀。方案III問題: 需架兩座橋,造價高。方案IV問題:難以克服排導溝逐年淤積。泥石流選線方案-成昆鐵路安寧河1-選定的扇身通過；2-扇前繞避；3-扇前繞避；4-扇后繞避方案。泥石流的防治措施水土保持跨越：采用橋涵、過水路面、渡槽等。攔截：修筑攔擋壩等。排導：采用排導溝、急流槽、導流堤。泥石流排導措施泥石流排導措施 1壩和堤防；2導流堤泥石流防治措施護路明洞與護路廊道泥石流防治大秦鐵路站莊泥石流涵洞模型試驗蘭新線高橋跨越泥石流，橋墩前建造護墩工程泥石流防治a.防治鹽井

7、溝5號泥石流的垂面隔攔壩b.蘭新線防治宣家溝泥 石流的立體隔攔壩ba泥石流防治地震：當活動性斷層突然錯動使應變能釋放而產生地震波，引起地殼劇烈振動。第五節 地震(earthquake) 地震波:體波縱波橫波面波瑞雷波勒夫波圖 832 地震名詞圖示構造地震火山地震陷落地震誘發地震地震成因類型世界火山和地震帶分布圖 834 世界地震分布圖 835 中國地震分布震級和烈度震級：一次地震釋放出的能量大小分10個等級: 25級是有感地震； 57級是破壞性地震； 7級以上是大地震。烈度：指地震時地面及建筑物的破壞程度。它與震源 深度、震中距離、巖土性質、地質構造、地下 水及建筑物的動力性質有關。我國分12

8、個等級。基本烈度：某地區在一定時間內可能發生的最大地烈度。場地烈度：在一個區域內根據具體場地條件（地質構造、 地基條件、地形條件）調整后的烈度。設防烈度：根據城市規模及建筑物重要性，為工程抗震 而規定的烈度。地震烈度在V度以下的地區，不會引起建筑物的破壞。地震烈度為VI度的地區，一般不對建筑物采取加固措施。地震烈度為VIIIX度的地區，必須進行建筑物抗震設計。X度以上的地震區不應建造建筑物。場地工程地質條件對震害的影響巖土類型及性質 軟土埋藏越淺，厚度越大，震害越大。地質構造 離發震斷層越近，震害越大。上盤尤其震害大。地形地貌 突出、孤立的地形，較低洼、溝谷平坦地區震害大。水文地質條件 地下水

9、埋深越小，震害越大。工程實例： 唐山陶瓷廠各類建筑震害都很輕，只有輕微裂隙。原因：地基條件好，整個陶瓷廠位于唐山市內中部的一座丘陵大城山上，基巖是微風化的古生代奧陶紀石灰巖；上覆堅硬狀態的紅黏土，承載力達（250300）kPa。該廠建筑物基礎有的直接做在基巖上；有的在紅黏土中，其厚度僅數米，屬堅硬場地土，故震害都很輕。強震后不久該廠即恢復正常生產。 大城山上5幢3層住宅樓，其中兩幢灰樓，震后只有輕微裂縫。3幢紅樓(距灰樓東部約300m)震后倒塌。原因：兩者的場地類別不同。 灰樓基礎埋深2.02.5m，地基土3m下即為石灰巖基巖；屬于I類建筑場地。 紅樓基礎埋深1.4m，基底下覆蓋層很深。屬于I

10、V類建筑場地。地表破壞現象：地裂縫噴砂冒水(液化)滑坡與塌方震陷地震破壞效應圖 836地基液化的條件：（1）飽和疏松的粉、細砂 ；（2）土層處于地下水位以下；（3）遭遇大、中地震。地基液化的實例： （l）唐山柏格莊化肥廠：唐山地震時地基液化，辦公樓東南角噴水冒砂（粉砂），使樓房下沉60cm，墻體嚴重開裂，最大縫寬31cm。該廠的合成車間柱基不均勻沉降達6070cm，車間地坪中部隆起，地板開裂寬達2030cm. （2）李各莊中學：唐山地震地基液化，一教室噴水冒砂，造成地面開裂，寬度達3040cm，最大縫寬為75cm，整個教室沉陷約lm。 （3）日本神戶一大貯罐：1995年1月17日凌晨5：46發

11、生7.2級阪神大地震，地基液化，造成大貯罐傾倒。 （4）日本新瀉市：1964年6月16日發生7.5級強烈地震，使大面積砂土地基液化，毀壞房屋2890幢。機場建筑物震沉915mm。地下一座污水池被浮出地面高達3m 。1964年日本新瀉地震地基的大面積液化 1964年日本新瀉地震地基的大面積液化圖 838 日本新瀉市1964年大地震3號公寓傾斜 1995年日本阪神地震中的房屋傾斜阪神地震中樁基上房屋周圍填方地基液化后的沉降阪神地震液化引起的儲油罐傾斜圖 837 日本神戶貯灌傾倒液化引起的公路破壞阪神地震液化引起的河道破壞阪神地震液化引起的道路塌陷碼頭擋土墻之后地面由于液化而下沉1999年9月21日

12、臺灣大地震液化與地基破壞1999 年9月21日臺灣大地震液化與地基破壞地基震沉的原因： 地震時軟土結構受擾動，使土的抗剪強度降低，因此地基土向基礎周邊擠出，導致建筑物震沉、傾斜甚至破壞。圖 839 唐山礦冶學院書庫震沉一層樓 地震滑坡和地裂的原因： 一面臨空的河岸、海濱與土坡，在地震加速度作用下產生附加慣性力，使邊坡土體的下滑力增加，同時抗滑的內摩擦力降低。這兩個不利因素疊加，可能破壞原來處于平衡狀態的土坡的穩定性，發生失穩滑坡。滑坡體的坡頂由于土層錯動，往往產生地裂。 2地震滑坡和地裂的實例 (1)日本神戶海港碼頭：1975年阪神大地震，當地地震烈度高達VIVII度(日本烈度最高為VII度)

13、，大量建筑物毀壞，神戶的海港碼頭大面積滑坡。 (2)天津市結核病防治院：該防治院位于柳林區歷史上海河故道東側。唐山地震時，防治院250m長范圍向海河故道滑動。滑動面穿過圍墻使圍墻折斷；穿過辦公房，使房屋從屋頂至基礎整體斷裂，外墻大幅度錯開。神戶海港碼頭滑坡圖 840 天津結核病防治院破壞對工程建筑的振動破壞：節律性破壞水平偏振扭壞強烈豎向地震力破壞波的聚能破壞共振破壞建筑場地選擇 地形平坦開闊；巖土堅硬均勻；無大的斷裂帶；地下水埋深大。2. 地基持力層和基礎方案的選擇 地基持力層應以基巖或硬土為好，避免以高壓縮性土層或液化土層作持力層。宜采用樁基礎、筏基和箱基。3. 建筑物結構形式和抗震措施

14、平立面形狀宜簡單，在轉折處留抗震縫，加強整體結構剛度。地震區建筑抗震設計原則： 建筑抗震各類地段的劃分標準地段類別地質、地貌條件有利地段地形平坦或地貌單一的平緩地；場地土屬穩定巖石及堅實均勻的碎石土、粗中砂；地下水埋藏較深。不利地段非巖質陡坡、帶狀突出的山脊、高聳孤立的山丘、多種地貌交接部位、斷層河谷交叉處、河岸和邊坡邊緣及小河曲軸心附近；平面分布上成因、巖性、狀態明顯有軟硬不均的土層(如古河道、斷層破碎帶、暗埋的塘浜溝谷及半填半挖地基等)；場地土屬軟弱土類；可液化的土層；發震斷裂與非發震斷裂交匯地段；小傾角發震斷裂帶上盤；地下水埋藏較淺或具有承壓水地段。危險地段發震斷裂帶上可能發生地表錯位及

15、地震時可能引起山崩、地陷、滑坡、泥石流等地段。場地土的類型劃分土的類型土層剪切波速(m/s)巖土名稱和性狀堅硬土或巖石Vs 500穩定的巖石，密實的碎石土中硬土500Vs250中密、稍密的碎石土，密實、中密的礫、粗、中砂，fak 200kPa的黏性土和粉土，堅硬黃土中軟土250Vs 140稍密的礫、粗、中砂，除松散外的細、粉砂，fak 200kPa的黏性土和粉土，fak130kPa的填土，可塑黃土軟弱土Vs140淤泥和淤泥質土，松散的砂，新近沉積的黏性土和粉土，fak130kPa的填土，流塑黃土注：fak為由載荷試驗等方法得到的地基承載力特征值。地基基礎抗震設計措施換土增密淺基采用筏片基礎、箱

16、形基礎、樁基礎適當加大基礎埋深一. 山嶺區路基震害路塹邊坡：滑坡與崩塌。半填半挖邊坡：上坍與下塌。擋土墻：砌縫開裂、墻體變形、墻體傾倒。地震區公路的防震原則:山嶺區路基防震原則：避：滑坡和崩塌的地段。減少對山體的破壞，控制挖方邊坡高度。加強排水和坡腳支擋。在7度的烈度區內,擋土墻作抗震設計。二.平原區路基震害縱向開裂：發生在路肩與行車道之間、新老路堤之間。邊坡滑動：由于碾壓質量問題或坡腳水浸。路堤坍塌：由于低塑性粉土、砂土壓實不夠。路堤下沉：由于軟弱黏土觸變或粉砂土液化。縱向波浪變形：由于路堤走向和地震波一致。橋頭路堤震害：下沉、開裂、坍塌。地裂縫：噴砂冒水。平原區路基防震原則：避：河岸、水渠

17、、低洼地帶。查：液化砂、易觸變黏土的分布。排水壓實用黏性土做填筑材料。加強橋頭路堤防護。三.橋梁震害與防震橋梁震害:軟基上9度區,墩臺滑移和倒塌。防震原則：增加基礎剛度和埋深。采用樁基礎。減輕橋重，加強上部結構整體性。用抗震性能好的材料,如鋼材和鋼筋混凝土。 第六節 巖溶(karst) 在可溶性巖石地區，地下水和地表水對巖石進行化學溶蝕作用、機械侵蝕作用以及與之伴生的遷移、堆積作用，而形成各種獨特的地貌形態，這種作用及其所產生的一切巖溶現象概稱為巖溶。 漓江勝景九馬圖漓江勝景螺螄峰陽朔勝景月亮洞地下河洞內奇觀石鐘乳石幔巖溶形態：各種巖溶形態示意剖面圖巖溶發育的基本條件： 巖石具可溶性，取決于溶

18、解度。 巖石具透水性，取決于裂隙。 水具溶蝕性，取決于侵蝕性CO2的含量。 水具循環交替性，取決于氣候、地形、植被、 水文地質條件。巖溶的類型按可溶巖的出露條件分：裸露型覆蓋型埋藏型按氣候帶劃分：南部熱帶巖溶中部亞熱帶巖溶北部溫帶巖溶干旱地區巖溶海岸巖溶按水文地質標志分： 包氣帶巖溶 淺飽水帶巖溶 深部巖溶隨深度減弱，有垂直分帶性。包氣帶季節變動帶飽水帶深部循環帶巖溶發育及分布規律受巖性和地質構造控制層巖溶沿不透水層發育示意圖巖溶分布成層性巖溶與工程建設 城鎮建設供水和洪澇災害問題 道橋工程路基沉陷和懸空問題 工民建工程地基沉陷穩定問題 地下工程突水涌砂和洞頂(壁)坍塌問題 水電工程庫水滲漏問題地面塌陷(slump)是松散土層中所