地质灾害防治整理共22页.docx

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地质灾害防治整理共22页

地质灾害防治

-根据ppt整理的知识点，请大家自己对着ppt看一下，理解一下，再进一步整理成适合你自己考试时参考的资料。

1.绪论

●第二阶梯，1000-2000米，90%以上的“崩、滑、流”地质灾害发育在阶梯的交接处和第二级阶梯山地。

●国土资源部负责全国的地质灾害防治工作

2.地震

增加１级，能量增加约３２倍。

每相差2.0级，能量相差约（）倍。

地震发生时，在某地点振动的强烈程度。

它表示该地点地面和建筑物受破坏的程度，也反映该地地面运动速度和加速度峰值的大小。

P波：

P代表主要（Primary）或压缩（Pressure），为一种纵波，粒子振动方向和波前进方平行，在所有地震波中，前进速度最快，也最早抵达。

S波：

S意指次要（Secondary）或剪力（Shear），前进速度仅次于P波，粒子振动方向垂直于波的前进方向，是一种横波。

•地震破坏主要是面波和横波造成的

•水波与地震波都是既有横波又有纵波

•传播特点：

•P波能在固体、液体或气体中传播，s波则只能在固体中传播

•岩土工程中，用纵波来测岩石和岩体的波速，来看岩体的完整性和岩体的风化程度。

测剪切波速来判断场地土质的软硬。

•测土质场地，为啥用剪切波？

因为地下水的存在对剪切波波速不产生明显的影响（压缩波影响很大）

•A.覆盖层厚度

•1一般情况下应按地面至剪切波速大于500m/s的土层顶面的距离确定

•2当地面5m以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速2.5倍的土层且该层及其下卧岩土的剪切波速均不小于400m/s时可按地面至该土层顶面的距离确定

•3剪切波速大于500m/s的孤石透镜体应视同周围土层

•4土层中的火山岩硬夹层应视为刚体其厚度应从覆盖土层中扣除

B.（抗震设计规范规定）等效剪切波速vse（1.计算深度取覆盖层厚度和20m中的较小值,2.不是加权平均值）

•假如第一层土厚度为2米，剪切波速为300m/s，

•第二层土厚度为3m，剪切波速为400m/s，

•求等效剪切波速Vse

•

解：

•C.场地类别

•覆盖层厚度和等效剪切波速确定场地类别

•结构抗震为最普通级别，主要是通过增加结构的强度、刚度和延性来抵御地震的作用。

建筑结构抗震设计概念：

小震不坏、中震可修、大震不倒。

•有人问：

为什么不是“强柱强梁”“强剪强弯”呢？

•1、“强柱弱梁”就是柱子不先于梁破坏，因为梁破坏属于构件破坏，是局部性的，而柱子破坏将危及整个结构的安全，所以我们要保证柱子更“相对”安全；

•“弯曲破坏”是延性破坏，是有预兆的--如开裂或下挠等，而“剪切破坏”是一种脆性的破坏，没有预兆的，所以我们要避免发生剪切破坏！

构造柱和圈梁组成骨架，增加房屋的整体性。

例题：

•地层层底深度（m）剪切波速（m/s）

•1.1120

•2.1090

•3.16180

•4.20460

•5.基岩800

•求覆盖层厚度和等效剪切波速,根据规范，判断场地类别。

。

•16m大于5m，460大于400，且800也大于400，460/180=2.55＞2.5，所以覆盖层厚度为16m。

•2.剪切波速计算

•因为16m小于20m，所以，计算深度取16m

3.场地类别查表知，场地类别为三类

3.崩塌

崩塌的形成条件及诱发因素之一：

岩性

①由厚层坚硬的岩层如花岗岩等构成的斜坡体，岩石强度大，裂隙发育，形成高陡边坡；软岩很少发生。

②软硬互层，差异风化，参差不齐，易崩塌

4.水对边坡稳定性的影响

•导致边坡失稳的因索有很多，如地形地貌、地质构造、风化作用等等，而据统计水是边坡失稳的重要因素之一，90%以上的边坡失稳均与水有关。

水对边坡的影响主要体现在两方面：

•1.物理化学作用

•2.力学作用

•一物理化学作用

•1.导致边坡岩土体容重增加;

•2.水的渗入导致岩土体的含水量增加，导致岩土体产生产生一系列诸如水解、溶解和碳酸化作用等化学反应，从而改变岩土体的矿物成分，进而导致岩土体细微观结构的破坏，粘聚力和内摩擦角均随含水量的增加而降低，进而导致岩土体强度的下降。

•二力学作用

•1静水压力

•地下水静水压力是孔隙水压力、裂隙水压力及浮托力的总称。

•由有效应力原理，地下水静水压力通过减小岩土体的有效应力而降低岩土体的强度，减小变形体潜在滑动面上的正应力，降低抗滑力。

在裂隙岩体中的静水压力的“水楔”作用，可使裂隙产生扩容变形，使边坡发生渐进性破坏。

•2动水压力

•动水压力是指地下水的水力梯度使地下水在运动过程中受到岩土颗粒阻碍而施加于岩土体上的力，亦即渗透力。

•它反映了地下水渗流过程中总水头损失的那一部分孔隙水压力转化为作用在水流方向上的力

•5.滑坡特点

1.滑动的岩土体具有整体性；

2.斜坡上岩土体的移动方式为滑动，不是倾倒或滚动；

3.规模大的滑坡一般是缓慢地往下滑动，其位移速度多在突变加速阶段才显著。

基本构造特征

（1）滑坡体

（2）滑动面、滑动带和滑坡床

（3）滑坡后壁（滑坡圈谷）

（4）滑坡台地

（5）滑坡鼓丘

（6）滑坡舌

（7）滑坡裂缝：

1）拉张裂缝

2）鼓张裂缝

3）剪切裂缝

4）扇形张裂缝

（8）滑坡主轴

•按力学条件划分

（1）牵引式滑坡：

滑坡体下部先行变形滑动，上部失去支撑力量，随变形滑动。

（2）推动式滑坡：

上部先滑动，挤压下部引起变形和滑动。

沿层面或接触面滑动—直线型滑面；

均质滑坡－圆弧型滑面；

节理岩体中—折线型滑面。

斜坡内的一些层面、节理、断层、片理等软弱面若与斜坡坡面倾向近于一致，则此斜坡的岩土体容易失稳成为滑坡。

地震可诱发滑坡发生。

A.地震首先将斜坡岩土体结构破坏，可使粉砂层液化，从而降低岩土体抗剪强度；B.地震波在岩土体内传递，使岩土体承受地震惯性力，增加滑坡体的下滑力，促进滑坡的发生。

治理滑坡的具体工程措施

1.边坡防护

2.刷方减重

3.抗滑工程

–挡土墙，借助自身重量来阻挡滑坡，适用于小型滑坡

–抗滑桩，穿过滑坡面使得滑坡体和滑坡面以下稳定土体形成整体，可以用于固定巨型滑坡

–锚杆，提高滑坡面的正应力，进而提高其抗剪强度

–支撑，防止陡峭山坡的破坏和滑动

4.土质改良

6.泥石流

泥石流是滑坡和崩塌的次生灾害。

泥石流—是山区介于沙水流和滑坡之间的泥沙、石块、水、气混合在一起流动的特殊洪流。

具有突发性、流速快、流量大、物质容量大和破坏力强的特点。

一、性质---与携沙水流和滑坡区分

v1.有一定的抗剪强度（与携沙水流区分）

v2.有水体的流动性，从润滑面向上有一层流速逐渐增加的梯度层（对照河流，中心速度快）---滑坡体与滑床有破裂面。

典型的泥石流流域可划分为形成区、流通区和沉积区三个区段

v流态特征

v稀性泥石流-----流体密度低，黏度小，浮托力弱，石块呈翻滚、跃依状运动，流向不固定，容易改道漫流

v黏性泥石流-----流体密度大，黏度大，浮托力强，等速整体运动，石块呈悬浮状态会滚动状态移动，流路集中，堆积物无分选性。

泥石流的直进性（粘稠度大，惯性大）和爬高性（颗粒粗大，冲击力就越强，遇到障碍物时，冲击爬高，摧毁障碍物或截弯取直。

泥石流防治措施

1、蓄引水工程

v在泥石流形成区依照地形地质条件修建一系列的塘、池、坑、中小型水库蓄集地表径流，减少沟道洪水流量。

2、固坡工程

v在泥石流沟域松散固体物质分布区，如滑坡、崩塌分布密集的沟谷段，修建梯级谷坊工程，利用系列坝逐级回淤稳固滑坡脚.同时调节沟道纵比降以削减泥石流能量。

3、拦挡工程

v在泥石流流经的沟道上，利用峡谷、窄口等形成的具有一定库容的地形修建拦砂坝.拦截泥石流携带的固体物质，过滤大颗粒物质，以减少泥石流对下游防护工程的撞击、磨蚀，增加下游工程的安全度。

4、停淤工程

v在泥石流出山口冲积扇等地形较宽缓处，可修建停淤场用于调节泥石流流量，不能用作永久拦砂场。

必须适时清淤，以确保有足够的调节库容。

5、排导工程

v在泥石流通过城市等重要保护目标区河道段，加高加固两岸河道，减小河道弯度，疏掏拓宽河道，设置潜坝防止河床下切等.以利于泥石流安全通过，输入到下游河道中。

还有导流堤

7.地面变形

地面沉降

形成长三角、华北平原、和汾渭盆地等地面沉降灾害严重区。

地面沉降的危害：

1.地面标高损失，地表积水，放泄洪能力下降

2.标高降低，海平面升高，双重因素，海水倒灌，桑田变沧海了。

3.地下管线扭曲断裂，天然气泄漏，自来水管泄漏。

次生灾害很多。

4.桥梁净空减小，影响通航

5.农村积水，农作物减产。

6.高程资料失效。

7.房屋下沉。

8.桩基础负摩擦，降低桩承载力

9.不均匀沉降危害更大，造成房屋倾斜、开裂、倒塌。

粘性土的失水压密特点

①粘性土孔隙虽小，但孔隙度大，远远超过砂砾质土，粘性土一旦失水压密，可压缩空间大，能够产生较大的地面下沉量；--尤其是软土，如上海。

②由于粘性土中的水主要是结合水，水压传递和应力消散慢，失压后需要相当长的时间才可建立新的压力平衡，所以抽水对它的影响来得慢，即滞后时间长，延迟效应也十分明显，这就是为什么在许多粗细颗粒相迭置的地下水分布区抽水时地面沉降不明显，水位恢复后，地面沉降仍会持续发展的原因；

③粘性土失水压密过程失去的水主要是结合水，骨架的压密是塑性变形，两者都是不可逆过程，所以，所造成的地面沉降大部分是永久性的。

在某些情况下地下水开采漏斗区与地面沉降中心并不一致，还和岩性有关

-------画示意图举例说明。

同样的开采量，集中布井方式产生的地面沉降量和危害比分散布井方式大。

地面沉降的主要特点

1.区域易发性—三大区

2.时间累进性

3.过程渐变性

4.成因复杂性—岩层，地下水，加载

5.难以逆转性-地面标高，经济损失

1.区域地面沉降监测技术

精密水准测量

目前较为普遍和常用的方法

特点：

精度高，成果可靠，操作方便，仪器便宜，效率低、劳动强度大、难以自动化

上海的软土层地表具有“含水量大、孔隙比大及压缩性大”三大特征

地面塌陷

羊背石是冰川运动的产物

矿山采空区地面塌陷是人为诱发地面塌陷的最主要类型

保定狼牙山有溶洞发育

空隙分为

1.孔隙

2.裂隙

3.洞隙

一般而言，当可溶岩岩性较纯，岩层厚度较大，出露分布广，断层较发育、岩层较破碎时，岩溶较易发育。

--灰岩（含方解石多）大于大理岩

一般而论，当洞穴埋藏深度与洞穴高度之比小于25：

1时，洞顶上部就会形成三个变形特点不同的带，即冒落带、裂隙带和弯曲带。

在岩溶地区，降水入渗对补给封闭岩溶洞穴，快速上升的岩溶水会压缩洞内，形成上挤的压力，导致气爆发生，引发洞顶塌陷。

地下水位变化对浅基础工程有何影响？

答

（1）当地下水位变化在基础底面以上时，影响不大，

（2）地下水位在基础底面以下压缩层（土力学p151有计算公式，约为2b）,范围内变化时，可直接影响建筑物安全。

水位上升，使土体强度降低，建筑物产生较大沉降和不均匀沉降，对于湿陷性黄土、膨胀土，则更为严重；

水位下降，会增加土自重应力，引起基础附加沉降和不均匀沉降；在开挖基坑时，尤其应注意降水对邻近建筑物的影响；-主要是区域性影响。

（3）在有地下结构物建筑工程中，地下水的上升必将对结构物产生浮托作用，使结构物整体上浮或底板开裂，甚至破坏。

另外对地下结构物的防潮、防湿不利；

（4）地下水位变化会直接影响到河谷、岸边或边坡岩土体的稳定；

（5）地基土的冻胀、融陷，使建筑物发生过大沉降及不均匀沉降，危及建筑物安全和正常使用。

---冻

真空吸蚀效应

岩溶网络的封闭空腔（溶洞或土洞）中，当地下水位大幅度下降到空腔盖层底面下时，地下水由承压转为无压,空腔上部便形成低气压状态的真空，产生抽吸力,吸蚀顶板的土颗粒.同时内外压作用，覆盖层表面出现一种“冲压”作用，从而加速土体破坏。

-类似于注射器

岩溶地面塌陷的治理

（1）清除填堵法

常用于相对较浅的塌坑或埋藏浅的土洞。

清除其中的松土，填入块石、碎石形成反滤层，其上覆盖以粘土并夯实。

（2）跨越法

用于较深大的塌陷坑或土洞。

对建筑物地基而言，可采用梁式基础、拱形结构，或以刚性大的平板基础跨越、遮盖溶洞，避免塌陷危害。

对道路路基而言，可选择塌陷坑直径较小的部位，采用整体网格垫层的措施进行整治。

（3）强夯法

在土体厚度较小、地形平坦的情况下，采用强夯砸实覆盖层的方法消除土洞，提高土层的强度。

（4）钻孔充气法

随着地下水位的升降，溶洞空腔中的水气压力产生变化，经常出现气爆或冲爆塌陷，设置各种岩溶管道的通气调压装置，破坏真空腔的岩溶封闭条件，平衡其水、气压力，减少发生冲爆塌陷的机会。

（5）灌注填充法

在溶洞埋藏较深时，通过钻孔灌注水泥砂浆，填充岩溶孔洞或缝隙、隔断地下水流通道，达到加固建筑物地基的目的。

灌注材料主要是水泥、碎料（砂、矿渣等）和速凝剂（水玻璃、、氧化钙）等。

（6）深基础法

对于一些深度较大，跨越结构无能为力的土洞、塌陷，通常采用桩基工程，将荷载传递到基岩上。

（7）旋喷加固法

在浅部用旋喷桩形成一“硬壳层”，在其上再设置筏板基础。

“硬壳层”厚度根据具体地质条件和建筑物的设计而定，一般10～20m即可。

河北平原的地裂缝以NE5°和NW85°最为发育。

--解释一下这句话字母的含义。

画出其玫瑰图

汾渭盆地、太行山东麓平原和大别山东北麓平原形成了三个规模巨大的地裂缝发育地带。

总体而言，控制地裂缝活动的首要条件是现今构造活动程度，其次是崩塌、滑坡、塌陷等灾害动力活动程度以及动力活动条件等。

8.水的地质作用

地表水的地质作用

侵蚀作用

搬运作用

沉积作用

侵蚀基准面：

海平面及由海平面向大陆内延伸的平面称为侵蚀基准面。

侧蚀作用的结果是：

“凸岸更凸，凹岸更凹”，河流弯曲度更大。

蛇曲发展的结果形成牛轭湖

◆沉积作用发生的主要场所

1.河床坡降变缓处，如山口处；

2.河流流入其它水体处，如入海湖、入干流处；

3.河床变宽处；

4.河曲的凸岸。

◆河漫滩以上顺次为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级阶地，编号越大，阶地位置越高，生成年代也越早

◆

河床

河漫滩

河漫滩

码头要建在曲率半径较大的凹岸河段上。

◆最大冲刷深度

◆1.一般冲刷：

桥台束窄水流过水断面引起。

◆2.局部冲刷：

桥墩前及两侧的马蹄形漩涡，

PH值7.1-7.3为最佳饮用水

◆地下水按埋藏条件分类及其特征

潜水承压水

•原来叫喀斯特，现在叫岩溶

1、岩溶的形成发育条件

岩溶：

可溶性岩层（可溶性、透水性）、地下水活动（溶蚀性、流动性）

•难溶的：

碳酸盐，如石灰岩、白云岩。

该类岩石分布广，所以是岩溶的重点研究对象。

•碳酸盐溶解度规律：

•溶解度大

•1.CaO/MgO比值大

•2.原生岩石（没变质）

•3.粗晶---因为细晶孔隙度小，又易受非溶性物质包围，即使溶解后，也易被不溶物充填而影响溶解度。

9.岩性对边坡稳定性的影响

岩浆岩

•一般较稳定

•流纹岩和玄武岩因为原生节理发育，边坡容易失稳。

•凝灰岩易风化或有夹层，边坡易失稳。

•沉积岩

•厚层且含硅质成分多的砂岩、砾岩、石灰岩好

•含黏土矿物多的黏土岩、页岩、泥灰岩等易失稳。

•变质岩

•片麻岩、石英岩稳定

•云母片岩、绿泥石片岩、千枚岩、板岩不稳定。

绢云母片岩、滑石片岩还有蠕变现象。

•10风化作用

•风化作用

•物理的方式：

包括岩石的释荷，岩石的热胀冷缩，水的冻融；

•化学的方式：

包括氧化作用、溶解作用、水化作用和水解作用；

•此外就是生物的作用

•岩石的热胀冷缩

•温差大的地区，在白天当太阳光直射时，岩石表层增温而膨胀，而内部膨胀小甚至未发生变化。

到了夜晚气温骤降，岩石表面收缩。

这样使其岩石表面与内部产生应力差。

这种生应力差就会使岩石破裂。

•一些含铁金属矿床经过氧化作用的风化后常呈现疏松的褐铁矿，覆盖在尚未风化的原生矿床之上，称为铁帽。

这是寻找金属硫化物矿床的良好标志。

•阴坡——温差小，不易风化

•阳坡——温差大，易风化-判断南北

•岩石性质

•不同的岩石类型抗风化能力不同。

如含长石、方解石多，结构疏松的岩石易风化；而石英多，结构紧密的岩石不易风化。

•风化规律

•1.对同类矿物而言，浅色或无色矿物抗风化能力大于深色矿物;表层形成的矿物比地下深处高温高压环境中形成的矿物耐风化;岩浆岩矿物中抗风化能力与结晶顺序相反。

•2.岩石抗风化能力在相同的外界条件下;单矿物组成的岩石;其抗风化能力大于复矿物岩石用风化岩石和新鲜岩石纵波的波速比来判断风化程度，分为六类，最差的是残积土。

而岩石的完整性指数是用完整性指数，及岩块和岩体纵波的波速比的平方。

•风化极严重岩石作为碎石土处理

•降低风化速度方法

•1.裂隙灌浆

•2.表面护面

•11.特殊土

•

黄土的工程性质

•1.颗粒成分:

粘粒含量大于20%的黄土，湿陷性明显减小或无湿陷性，原因是土中的粘土颗粒（粘粒）起胶结作用，含量越多，土骨架连接越强。

---一般情况。

•2.密度；黄土的干密度为1.3－1.6g/cm3，干密度反映了黄土的密实程度，

•3.含水量：

黄土的含水量一般较低，含水量与湿陷性有一定关系，含水量越高，湿陷性越弱，当含水量大于25%时就不再湿陷了。

•4.黄土的抗剪强度：

一般黄土内摩Φ=15°－25°，凝聚力c=30－40kPa，抗剪强度中等。

•湿陷系数

•

判别黄土是否具有湿陷性，可根据室内无侧限压缩试验，在一定压力下测定的湿陷系数来判定。

---大于0.015的为湿陷性黄土。

•h2－保持天然湿度和结构的土样，加压至一定压力时，下沉稳定后的高度。

•h′2－上述加压稳定后的土样，在浸水作用下，下沉稳定后的高度（cm）。

•h1－土样的原始高度（cm）。

兰州地区黄土明显或强烈的自重湿陷性；

　西安、太原黄土绝大多数为非自重湿陷性。

湿陷起始压力——对非自重湿陷性黄土，其湿陷性需在一定的荷载压力作用下才会表现出来，这一使得黄土开始表现出湿陷性所需的压力即为黄土的湿陷起始压力。

1.密度越大

2.粘粒含量越高

3.土层的埋深越大

湿陷起始压力愈大

黄土的处理方法

1、强夯法

可处理的深度在3－12m

2、换填垫层法

可处理的湿陷性黄土层厚度在1－3m。

机械碾压：

振动压路机—效果好

3.土桩挤密法

处理深度一般为5－10米

4.预浸水法

5.硅化加固法

6.碱液加固法

冻土

建筑地基问题－冻胀、融沉和长期荷载作用下的流变

软土，上海最典型，表面有一层硬壳层，浅基础设计时要求宽基浅埋

软土的流变性

定义:

在长期荷载作用下，变形可持续很长时间，最终引起破坏的性质。

软土的长期强度只有平时强度的40%－80%。

软土地基的加固措施－降低含水量，加快土体固结

（1）堆载预压法

（2）砂井排水

（3）砂垫层

在建筑物底部铺设一层砂垫层，作用－在软土顶面增加一个排水面。

在路堤填筑过程中，由于荷载逐渐增加，软土地基排水固结，渗出的水可以从砂垫层排走。

（4）生石灰桩

原理：

生石灰水化过程中强烈吸水，体积膨胀，产生热量，桩周围温度升高，是软土脱水、压密，强度增大。

（5）强夯法

（6）旋喷注浆法

（7）换填土

膨胀土

裂隙十分发育，是区别于其他土的明显标志。

裂面处蒙脱石含量高，呈白色，构成土体的软弱面，是引起膨胀土边坡失稳滑动的主要原因。

4）天然状态下，抗剪强度、弹性模量都比较高。

遇水后则强度迅速降低，有的甚至接近饱和淤泥的强度。

地基不均匀沉降引起建筑物的裂缝规律是？

画示意图说明

膨胀土对高层还是低层建筑影响大？

12.矿山库区地质灾害

在煤矿地下开采过程中，从煤（岩石）壁向采掘工作面瞬间突然喷出大量煤（岩）粉和瓦斯（CH₄,CO₂）的现象，称为煤与瓦斯突出。

煤与瓦斯突出是地应力和瓦斯气体体积膨胀力联合作用的结果，通常以地应力为主，瓦斯气体为辅。

⏹瓦斯爆炸界限为5％～16％

⏹当氧气浓度减少到12％以下时，瓦斯混合气体即失去爆炸性

⏹石英和黄铁矿容易摩擦起火。

⏹潮湿岩石不容易引发爆炸。

暴露在空气中的煤，由于氧化放热导致温度逐渐升高，至70～80℃以后温度升高速度骤然加快，当达到煤的着火点（300～350℃）时，引起燃烧，这种现象称为煤层自燃

煤质好、灰分低，埋藏浅、易于开采的厚煤层地区------自燃。

新疆灾情最大。

希望以上资料对你有所帮助，附励志名言3条：

1、生气，就是拿别人的过错来惩罚自己。

原谅别人，就是善待自己。

2、未必钱多乐便多，财多累己招烦恼。

清贫乐道真自在，无牵无挂乐逍遥。

3、处事不必求功，无过便是功。

为人不必感德，无怨便是德。