第六章常見不良地質作用及其防治6.1巖石風化暴露在地表的巖石，在太陽輻射、水、生物、大氣、氣溫變化等的影響下，巖石所遭受的破壞和分解作用，稱為風化作用。風化作用導致的結果：巖石的強度和穩(wěn)定性降低，巖石破碎易誘發(fā)崩塌、滑坡等不良地質現象的發(fā)生。引起風化作用產生的因素，叫做風化營力。6.1.2風化作用類型依照風化營力的不同，風化作用可分為物理風化作用、化學風化作用和生物風化作用。1)溫差作用溫度變化是導致巖石風化的最主要因素。由于太陽能輻射能量的晝夜差異，從而引起巖石發(fā)生膨脹和收縮的反復更迭。溫度的變化產生溫差，促使巖石膨脹和收縮交替地進行，久之則引起巖石破裂。僅限于很淺的表層。2）冰劈作用：巖石孔隙或裂隙中的水在凍結成冰時，體積膨脹(約增大9%)，故對圍限它的巖石裂隙壁施加很大的壓應力（可達200Mpa），使巖石裂隙加寬加深；當冰融化時，水沿擴大了的裂隙滲入到巖石更深的內部，并再次凍結成冰。凍結、融化頻繁進行，使裂隙加深擴大，以至使巖石崩裂成為巖屑。

3）鹽類結晶和潮解作用水并不是位移可以堆積在巖縫里而將巖石裂開的結晶體。許多由于氣候干燥而堆積在巖石縫隙中可溶性鹽類，可以同樣使得巖石發(fā)生開裂現象。當氣溫升高，蒸發(fā)量加大，這些鹽溶液由于過飽和而產生結晶現象，體積也由于結晶而顯著增大，從而對裂隙周邊的圍巖產生壓力，使得裂隙進一步加大。而隨著空氣中水分的增多，鹽類結晶便又從空氣中吸水而發(fā)生潮解，形成的鹽溶液便會進一步沿著加大的裂隙下滲，結晶和潮解的反復作用使得巖石崩裂成碎塊。2.化學風化作用

化學風化:巖石在水和各種水溶液的化學作用和有機體的生物化學作用下所引起的破壞過程。其特點是不僅發(fā)生了破碎，而且化學成分也發(fā)生了變化，即巖石發(fā)生了質的變化。包括水化作用、氧化作用、水解作用、溶解作用。

1)碳酸鹽化作用二氧化碳氣體是可以溶解于水，其溶解于水后生成碳酸。因此，溶解有二氧化碳的水中會存在有碳酸根離子與碳酸氫根離子，它們遇到巖石礦物中的金屬離子會發(fā)生反應，生成碳酸鹽，而新生成的碳酸鹽類均易溶于水，最終導致巖石逐步被“溶解”。2）水解作用：指礦物與水的成分起化學作用形成新的化合物。如正長石經水解后形成高嶺土和氫氧化鉀，二氧化碳與圍巖礦物相互作用形成碳酸化合物。

（正長石）→高嶺土、硫酸鉀、石英K2O·Al2O3·6Si02+CO2+6H20→

Al2O3·2Si02·H20+K2CO3+4SiO23）水化作用：指水與巖石中的某些礦物發(fā)生反應，水分子作為一個組成部分添加入礦物之中而形成新礦物的過程。其作用的結果是使得礦物體積發(fā)生膨脹，對周圍巖石產生壓力，使得巖石破壞。水化作用與水解作用的區(qū)別是：參與水化作用的水分當礦物被加熱至水的沸點以上的時候就會失去，而參與水解作用的水分則成為了新生礦物分子構造的一部分，要使這些水分失去，則需要將其分子構造破壞才可以。4）溶解作用：指水直接溶解巖石礦物，使巖石遭到破壞，如鹵化鹽類（巖鹽、鉀鹽）、硫酸鹽（石膏、硬石膏）、碳酸鹽類（石灰?guī)r、白云巖等），溶解作用的活躍程度與侵蝕性氣體CO2含量、溫度及壓力有關。溶解作用的結果是使巖石中的易溶物質逐漸溶解而隨水流失，導致巖石孔隙增加，使巖石的堅實程度降低，從而更容易遭受到物理風化作用而破壞。3.生物風化

巖石在動、植物及微生物影響下所起的破壞作用，如植物根部楔入巖石裂隙、穴居動物掘土、生物的新陳代謝等產生的有機酸、碳酸和硝酸等的腐蝕作用。

在自然界當中，巖石的風化往往是上述三種作用綜合作用的結果。6.1.3巖石風化的影響因素地質因素巖石礦物成分、自身結構及構造地形地貌地形起伏及地貌單元的復雜程度氣候因素主要表現在氣溫、降水以及生物的繁殖方面

實際上，影響風化作用的三個主要因素是增強或減弱物理、化學、生物風化的客觀條件。1.風化作用的評價風化作用對巖石的影響是由表及里的。正常情況下，風化作用對地表巖石的作用最為強烈，而隨著影響深度的不斷加深，風化作用的影響就不斷減弱，直至為零。因此，在地殼表層就會形成一個由不同風化程度巖石組成的殼體，也就是風化殼。

按巖石風化深淺和特征，可將巖石風化程度劃分為五級：未風化、微風化、弱風化、強風化和全風化。6.1.4風化作用的評價與治理未風化：巖石組織結構未變；

微風化：巖石組織結構基本未變，沿節(jié)理面有鐵錳質渲染，礦物質基本來變，無疏松物質；

弱風化：巖石組織結構部分破壞，裂隙面風化較重，礦物質稍微變質，沿節(jié)理面出現礦物風化，堅硬塊體有松散物質；

強風化：巖石組織結構大部分破壞，礦物成分已顯著變化，長石、云母大部分已風化成次生礦物，顏色變化，疏松物質與堅硬塊體混雜；

全風化：巖石組織結構已全部破壞，礦物成分除石英外大部分已風化成土狀，基本不含堅硬塊體。2.巖石風化的治理措施巖石風化的治理通常有如下措施：（1）挖除法采取挖除部分對建筑物構成較大威脅的風化嚴重的巖層。挖除的深度應根據具體工程中巖層的風化程度、風化因素等指標予以綜合確定。（2)覆蓋法采用在巖石上覆蓋防止風化營力侵襲的材料來避免風化作用的進行，如覆蓋瀝青、水泥、粘土層等。（3）膠結法針對存在有裂隙的巖石易遭受風化的特點，在巖石裂隙中灌入水泥、瀝青、水玻璃等漿液，膠結堵塞巖石裂隙，以增強巖石的整體性，從而防止風化。（4）整平排水法由于地表水和地下水是引起物理風化作用和化學風化作用的主要因素，因此，在工程建設區(qū)域進行場地整平并建造排水工程，是防止風化的重要手段。（5）探槽監(jiān)測法對于風化速度較快的巖層，應設置開敞的風化探槽，以觀測巖石的風化速度，從而估算擬建工程開挖基坑后外露巖石的風化程度。同時應在基坑開挖至設計標高后立即澆筑基礎并分層回填，以加快施工速度，防止風化作用的不良影響。6.2河流侵蝕6.2.1侵蝕和沉積地面流水依照水體流動的特點不同，分為片流、洪流和河流。片流和洪流僅在雨后或冰雪融化時出現，所以兩者均屬于暫時性流水，而沿著溝谷常年流動的水體稱為河流。河流的地質作用包括侵蝕和沉積。1.侵蝕溶蝕作用：在可溶性巖石分布的地區(qū)內比較顯著，它能溶解巖石中的一些可溶性礦物，其結果使巖石結構逐漸松散，加速了機械侵蝕作用。河流的機械侵蝕：是河谷地質發(fā)展過程中的一個重要現象。對工程地質來說，由于流水的機械侵蝕作用，可使河床移動和河谷變形，也可使河岸沖刷破壞，這就嚴重地威脅河谷兩岸的建筑物和構筑物的安全。2.沉積6.2.2河谷與階地的形成1.河谷的形成

河谷是指由河流長期侵蝕和堆積作用塑造而成的地步經常有水流動的線狀延伸凹地。河谷由谷底、河床、谷坡、坡緣及坡麓等要素構成。河谷的類型：構造谷：受地質構造控制侵蝕谷：由于河流沖刷而成侵蝕谷的形成；（三個階段）峽谷型：下切作用河漫灘型：侵蝕、堆積成型河谷：漫灘變化，形成了階地河流階地的類型：（1）侵蝕階地（2）堆積階地l）上迭階地2）內迭階地3）嵌入階地（3）基座階地2.階地的形成防護措施可分兩類：一類是預防性的措施。確定河岸掏蝕破壞地段，同時開展為預報岸邊與其臨近地區(qū)建筑工程的危險狀態(tài)而進行的長期動態(tài)觀測工作。另一類是整治性措施，1）邊岸防護，如采取鋪砌、拋石、綠化等。2）調節(jié)徑流以改變水流方向、流速和流量的措施。如丁壩、順壩、橫墻等。3)蓄洪工程，如興建水庫、大壩等項目。采用整治與預防措施并舉，并按經濟技術指標對比的辦法來選擇防護措施時，才能取得最大的效益。6.3滑坡與崩塌6.3.1滑坡

斜坡上的土石體在自身重力作用下失去原有的穩(wěn)定性，沿滑坡內部某些滑動面整體向下滑動的現象稱為滑坡。滑坡是邊坡變形破壞的一種主要類型，也是在山區(qū)公路、鐵路、房屋建筑中經常遇到的一種地質災害。（2）滑坡的基本構造1-滑坡體；2-滑動面；3-滑動帶；4-滑坡床；5-滑坡后壁；6-滑坡臺地；7-滑坡臺地陡坎；8-滑坡舌；9-拉張裂縫；10-滑坡鼓丘；11-扇形張裂縫；12-剪切裂縫

1-滑坡體；2-滑動面；3-滑動帶；4-滑坡床；5-滑坡后壁；6-滑坡臺地；7-滑坡臺地陡坎；8-滑坡舌；9-拉張裂縫；10-坡坡鼓丘；11-扇形張裂縫；12-剪切裂縫

①滑坡體：斜坡內沿滑動面向下滑動的巖土體。

②滑動面、滑動帶和滑坡床：滑坡體沿其滑動的面稱滑動面；滑動面以上，被揉皺了的厚數厘米至數米的結構擾動帶，稱滑動帶；在滑動面以下穩(wěn)定的巖土體稱為滑坡床。③

滑坡后壁：滑坡體滑落后，滑坡后部和斜坡未動部分之間形成的一個陡度較大的陡壁。④滑坡臺地：滑坡體滑落后，形成階梯狀的地面，其往往向著滑坡后壁傾斜。滑坡臺地前緣比較陡的破裂壁稱為滑坡臺坎。

⑤

滑坡鼓丘：滑坡體在向前滑動的時候，受阻形成隆起的小丘。

⑥

滑坡舌：滑坡體的前部如舌狀向前伸出的部分。⑦

滑坡裂縫：在滑坡運動時，因滑體各部分移動速度不均勻，在滑體內及表面產生裂縫；根據受力狀況不同，滑坡裂縫可以分拉張裂縫、鼓張裂縫、剪切裂縫、扇形張裂縫。

⑧滑坡主軸：為滑坡體滑動速度最快的縱向線，它代表整個滑坡的滑動方向，可為直線或折線。2.滑坡分類以及特征平移式滑坡：滑動面的許多點同時局部滑動，然后逐步發(fā)展到整體滑動。

按滑坡體的規(guī)模大小劃分：小型滑坡、中型滑坡、大型滑坡、巨型滑坡。

按滑坡體的厚度劃分：淺層滑坡、中層滑坡、深層滑坡、超深層滑坡。按滑坡的主要物質成分分類：堆積層（包括殘積、坡積、紅積等成因）滑坡；黃土滑坡；粘土滑坡；巖層滑坡。（2）滑坡的特征堆積層滑坡常有如下的主要特征：巖層滑坡的主要特征有：

當滑坡停止并經過較長時間后，可以看到：4.滑坡的形成條件（1）滑坡發(fā)于的內部條件產生滑坡的內部條件與組成邊坡的巖土的性質、結構、構造和產狀等有關。（2）滑坡發(fā)于的外部條件。主要有水的作用，不合理的開挖和坡面上的加載、振動，采礦等。5.滑坡的防治防治滑坡的措施和方法有：（1）避開（2）消除或減輕水對滑坡的危害1）截2）排3)護4）填（3）改善滑坡體力學條件,增大抗滑力減與壓、支擋（4）改善滑帶土的性質6.3.2崩塌

陡峻的山崖或岸坡上方的劇烈風化巖土體在水和重力的作用下，或在地震及工程振動等其它荷載作用下，從邊坡高處突然崩落、塌跨的現象稱為崩塌

崩塌會使建筑物遭到毀壞，使公路和鐵路被掩埋。帶來重大經濟損失。2.崩塌的防治

崩塌的治理應以根治為原則，當不能清除或根治時，可采取下列綜合措施:1）遮擋2）攔截防御3）支撐加固4）鑲補勾縫5)護面6）排水7）刷坡6.4泥石流泥石流是山區(qū)特有的一種自然地質現象。它是由于降水（暴雨、融雪、冰川）而形成的一種挾帶大量泥砂、石塊等固體物質，突然爆發(fā)，歷時短暫，來勢兇猛，具有強大破壞力的特殊洪流。我國泥石流主要分布于西南、西北和華北山區(qū)。6.4.1泥石流的分類及形成條件1.泥石流的基本特征具有突然爆發(fā)，歷時短暫，來勢兇猛，具有強大破壞力的特點，與一般的滑坡和攜砂水流有特征上的區(qū)別。1）和滑坡的比較而言，滑坡發(fā)生時，形成的滑坡體與滑床之間有一破裂面，而泥石流具有水體的流動性，即泥石流與發(fā)生流動的溝床之間沒有明顯的破裂面。2）和攜砂水流的比較而言，攜砂水流在發(fā)生流動時的抗剪強度近乎為零，而泥石流具有土體的結構性，有一定的抗剪強度。3)泥石流一般多發(fā)于山谷密集而且有暴雨傾瀉的地區(qū)，發(fā)生時具有較大的動能。2.泥石流的分類（1）按其流域的地質地貌特征分類：標準型泥石流、河谷型泥石流、山坡型泥石流。（2）按其組成物質分類：泥流、泥石流、水石流。（3）按其物理力學性質：粘性泥石流、稀性泥石流。

3.泥石流的形成條件（1）地形地貌的條件1）豐富的固體物質來源決定于地區(qū)的地質條件2）泥石流流域的地形特征也很重要。（2）水文氣象條件，主要體現在以下兩個方面：1）短時間內突然性的大量流水2)水的作用（3）人類工程經濟活動6.4.2泥石流的防治1.預防措施1）上游水土保持，植樹造林，種植草皮，以鞏固土壤，不受沖刷、不使流失。2）治理地表水和地下水，修筑排水溝系，如截水溝等，以疏干土壤或不使土壤受浸濕。3）修筑防護工程，如溝頭防護、岸邊防護、邊坡防護，在易產生坍塌、滑坡的地段做一些支擋工程，以加固土層，穩(wěn)定邊坡。2.治理措施（1）攔截（2）滯流（3）輸排和利導6.5地面沉降與地裂縫6.5.1地面沉降地面沉降是指地殼表面在自然因素（如火山、地震）和人為因素（如開采地下水、油氣資源）作用下所引發(fā)的地表大規(guī)模的垂直下降現象。地面沉降的發(fā)生應該具備兩個條件：（1）長期過量開采地下流體資源（2）具有松軟沉積物為主的土層地面沉降的危害主要是由于地面標高的缺失而引起的，其危害主要表現在以下幾個方面：（1）海水倒灌（2）地基不均勻沉降（3）港口設施失效6.5.2地面沉降的檢測與防治1.地面沉降的監(jiān)測2.地面沉降的防治

6.5.3地裂縫1.地裂縫的基本概念指地表巖體在地質構造作用和人為因素的影響下，產生開裂并在地面上形成具有一定長度和寬度裂縫的構造。地裂縫的特征有如下三個方面：（1）地裂縫發(fā)育的方向性和延展性（2）地裂縫災害的不均一性（3）地裂縫災害的漸進性和周期性2.地裂縫的形成條件按其成因的不同分為兩類：（1）構造地裂縫：地質構造作用的結果。（2）非構造地裂縫:1)由于其他不良地質條件所產生的地裂縫；2）人為活動因素的干擾；3）第四紀沉積物的差異。上述地裂縫形成的條件并不是相互孤立的，多數地裂縫的形成是上述兩類地裂縫形成條件綜合作用的結果。3.地裂縫的危害危害主要是由于地裂縫兩側相對差異沉降、水平方向相對錯動所造成的。地裂縫的危害表現在地裂縫發(fā)于的地區(qū)，地表建筑物會發(fā)生開裂、錯動甚至倒塌，道路變形、開裂，地下輸排水管道斷裂。4.地裂縫的防治（1）做好選址規(guī)劃，對地裂縫發(fā)育區(qū)域予以先期避讓（2）控制人為因素的誘發(fā)作用（3）做好地裂縫監(jiān)測預報工作。6.6巖溶與土洞

巖溶是指地表水和地下水對可溶巖石以溶蝕為主的長期地質作用及其形成的各種巖溶現象的總稱。南斯拉夫的喀斯特高原是巖溶現象的典型地區(qū)，國際上最早在此開展工作，并用此地名代表巖溶現象，稱為喀斯特。我國是可溶巖石分布極其廣泛的國家之一。因此，是一個巖溶十分發(fā)育的國家。全國陸地碳酸鹽巖分布面積344.3萬平方公里，出露面積90.7萬平方公里。

6.6.1巖溶的形態(tài)1.溶溝與石芽2.漏斗3.溶蝕洼地與坡立谷4.干谷5.溶洞6.落水洞7.暗河

巖溶形態(tài)示意圖1-石林；2-溶溝；3-漏斗；4-落水洞；5-溶洞；6-暗河；7-鐘乳石；8-石筍

漓江溶溝和石芽石芽峰叢落水洞孤峰溶洞6.6.2溶洞發(fā)育的條件和規(guī)律1.巖溶發(fā)育的條件2.巖溶發(fā)育的規(guī)律

（1）巖溶與巖性的關系（2）巖溶與地質構造的關系（3