工程地质学第七章不良地质现象的工程地质问题1.ppt

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1、工程地质学第七章不良地质现象的工程地质问题1 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第七章 不良地质现象的工程地质问题主要内容主要内容 7.1 风化作用 7.2 河流地质作用 7.3 滑坡与崩塌 7.4 泥石流 7.5 岩溶与土洞 7.6 地震及其效应 地壳上部的岩土层经受着各种内外动力地质作用，如地壳运动、地震、流水作用以及人类工程活动等因素作用的影响而发生变化，这些变化又影响着原有宏观地质、地貌和地形条件的改变，并产生不良地质现象。例如：火山爆发、地震

2、、滑坡、崩塌、泥石流、岩溶塌陷、修建水库诱发地震；城市过量抽取地下水引起地面沉降。据估计我国由地质灾害造成的损失占各种灾害总损失的35。在地质灾害中，崩塌、滑坡、泥石流及人类工程活动诱发的浅表生地质灾害造成的损失占一半以上，每年约损失200亿元，而且大多集中在我国中西部山区和高原地区，这对我国经济建设重点逐渐向中西部转移和开发西部战略有重要的意义和影响，必须予以足够重视。因此，对于工程地质任务来讲，对这些不良地质现象应查明其类型、范围、活动性、影响因素、发生机理、对工程的影响和评价以及为改善场地的地质条件而采取的防治措施。7.1 风化作用 地表或接近地表的岩石在大气、水和生物活动等因素影响下，

3、发生物理的和化学的变化，致使岩体崩解、剥落、破碎，变成松散的碎屑性物质，这种作用称为风化作用。具体表现为矿物岩石在结构、构造甚至化学成分的逐渐变化，岩石由整块岩石变成碎块，由坚硬变成疏松，组成岩石的矿物发生分解而形成新矿物，从而降低了岩石的强度和稳定性。风化作用使岩石产生裂隙，破坏岩石的整体性，影响地基边坡的稳定性。此外，许多滑坡、崩塌等不良地质现象大多是在风化作用的基础上逐渐形成和发展起来的。因而，对风化作用的了解、风化带及其岩石风化程度的确定，对评价工程建筑条件是必要的。7.1.1 风化作用类型 按风化营力的不同，岩石的风化可分为物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用三种类型。1.物理风

4、化作用 在温度变化、岩石裂隙或孔隙水的冻融或盐类结晶所产生的应力等作用下，岩石发生机械破碎的过程称为物理风化作用。物理风化是最简单的风化作用，只使岩石发生崩解，形成岩屑，岩石由坚硬变得疏松。温度变化和岩石裂隙中水分的冻结是岩石物理风化作用的因素。当温度发生变化时，由于岩石为不良的导热体，导热率不同，膨胀系数很不均一。所以，当热状态改变时，岩石产生热胀冷缩，内部产生应力，使晶粒间的联结遭到破坏，导致岩石产生裂缝而逐渐破碎。渗入裂缝中的水在低温时冻结成冰，体增大，产生压力，扩大岩石裂缝，引起岩石崩裂。2.化学风化作用 化学风化作用是指岩石在水和各种水溶液的化学作用和有机体的生物化学作用下所引起的破

5、坏过程。其特点是不仅破碎了岩石，而且最重要的是岩石的成分发生了变化。化学风化作用由水化作用、氧化作用、水解作用以及溶解作用。（1）水化作用：是水和某种矿物结合，这种作用可使岩石因体积膨胀而招致破坏。Ca SO4 +2H2O Ca SO4 2H2O 硬石膏遇水后生成二水石膏，二水石膏在结晶时，体积膨胀。(2)氧化作用：这种作用是氧和水的联合作用，对氧化亚铁、硫化物、碳酸盐类矿物表现比较突出。FeS2+7O2+H2O FeSO4+H2SO4 黄铁矿在风化过程中会析出游离的硫酸，硫酸具有很强的腐蚀作用，能溶蚀岩石中某些矿物，形成一些洞穴和斑点，致使岩石破坏。（3）水解作用：是指矿物与水的成分起化学作

6、用形成新的化合物。4K（AlSi3O8）+2 CO2+4H2O Al 4(Si4O10)(OH)8+8SiO2+2K2CO3 (正长石)（高岭土）正长石经水解后，形成高岭土、石英和碳酸钾，碳酸钾被水溶解带走，剩下的是疏松的高岭土和石英混在一起。（4）溶解作用：自然界的水能直接溶解岩石使岩石破坏。最容易溶解的是卤化盐类（岩盐、钾盐），其次是硫酸盐（石膏、硬石膏），再次是碳酸盐类（石灰岩、白云岩）Ca CO3+CO2+H2O Ca（HCO3）2 碳酸钙变成重碳酸钙后，被水溶解带走，结果石灰岩便形成溶洞。在石灰岩地区经常有溶洞、溶沟等岩溶现象，就是这种溶解作用造成的。此外，当水的温度增高以及压力增大

7、时，水的溶解作用就会比较活跃。3.生物风化作用 岩石在动、植物及微生物影响下所起的破坏作用成为生物风化作用。它对岩石的破坏有物理作用（例如植物的根在岩石裂缝中生长，像楔子一样劈裂岩石)和化学作用（例如生物新陈代谢所析出的碳酸、硝酸及有机酸等对岩石的破坏作用)两种。7.1.2 岩石风化程度和风化带 岩石受到风化以后，不论其外观特征或物理力学性质都会发生一系列的变化。根据这些变化，我们可以概略地判断岩石的风化程度。1.岩石风化程度的判断（1）岩石的颜色 岩石受到风化作用后，颜色和光泽发生变化，而未经风化的岩石的造岩矿物保持着固有的颜色和光泽。例如，花岗岩受到风化后，具有玻璃光泽的正长石即变成土状的

8、白色粉末，而黑云母的色泽也变得深暗，因而使整个岩石失去原有色泽。（2）岩石的矿物成分 岩石受到风化后，首先会引起其中某些易风化的矿物发生次生变化。例如花岗岩中的正长石，当发生风化后就逐渐变为高岭石。（3）岩石的破碎程度 岩石风化后产生风化裂隙，风化程度越深，风化裂隙越发育，则岩体被裂隙切割得越破碎，所以岩石的风化破碎程度也是岩石风化程度的一个具体反应。（4）岩石的强度变化 岩石风化后，整体性破坏，矿物颗粒之间的联结削弱，矿物成分发生次生变化力学强度降低。2.岩石风化程度 按照岩石风化深浅和特征，可将岩石风化程度划分为五级：末风化：岩石组织结构末变。微风化：岩石组织结构基本末变，沿节理面有铁镁质

9、渲染，矿物质基本末变，无疏松物质。弱风化(也称中等风化)：岩石组织结构部分破坏，裂隙面风化较重，矿物质稍微变质，沿节理面出现矿物风化，坚硬块体有松散物质。强风化：岩石组织结构大部分破坏，矿物成分已显著变化，长石、云母已风化成次生矿物，颜色变化，疏松物质与坚硬块体混杂。全风化：岩石组织结构已全部破坏，矿物成分除石英外大部分已风化成土状，基本不含坚硬块体。岩体风化程度分级岩石类别风化程度野外特征压缩波速度vp(m/s)波速比v风化系数f硬质岩石未 风 化 岩质新鲜，未见风化痕迹50000.91.00.91.0微 风 化 组织结构基本未变，仅节理面有铁锰质渲染或矿物略有变色，有少量风化裂隙40005

10、0000.80.90.80.9中等风化 组织结构部分破坏，矿物成分基本未变化，仅沿节理面出现次生矿物。风化裂隙发育。岩体被切割成2050cm的岩块。锤击声脆，且不易击碎，不能用镐挖掘，岩芯钻方可钻进200040000.60.80.40.8强 风 化 组织结构已大部分破坏，矿物成分已显著变化。长石、云母已风化成次生矿物。裂隙很发育，岩体破碎。岩体被切割成220cm的岩块，可用手折断。用镐可挖掘，干钻不易钻进100020000.40.60.4全 风 化 组织结构已基本破坏，但尚可辨认，并且有微弱的残余结构强度，可用镐挖，干钻可钻进50010000.20.4岩体风化程度分级岩石类别风化程度野外特征压

11、缩波速度vp(m/s)波速比v风化系数f软质岩石未 风 化岩质新鲜，未见风化痕迹40000.91.00.91.0微 风 化组织结构基本未变，仅节理面有铁锰质渲染或矿物略有变色。有少量风化裂隙300040000.80.90.80.9中等风化组织结构部分破坏。矿物成分发生变化，节理面附近的矿物已风化成土状。风化裂隙发育。岩体被切割成2050cm的岩块，锤击易碎，用镐难挖掘。岩芯钻方可钻进150030000.50.80.30.8强 风 化组织结构已大部分破坏，矿物成分已显著变化，含大量粘土质粘土矿物。风化裂隙很发育，岩体破碎。岩体被切割成碎块，干时可用手折断或捍碎，浸水或干湿交替时可较迅速地软化或崩

12、解。用镐或锹可挖掘，干钻可钻进70015000.30.50.3全 风 化组织结构已基本破坏，但尚可辨认并且有微弱残余结构强度，可用镐挖，干钻可钻进3007000.10.33.风化带 岩石的风化一般是由表及里的，在风化剖面的不同深度上，岩石的物理力学性质有明显的差异。从岩石风化程度的深浅，在风化剖面上自上而下可分成四个风化带：微风化带、弱风化带、强风化带和全风化带。岩石风化带的界限在工程建筑中是一项重要的工程地质资料，是岩基持力层、基坑开挖、挖方边坡坡度以及采取相应的加固措施的依据之一。风化层分带在我国已有不少研究，水利水电部门提出的方案被广泛采用。7.1.3 岩石风化的治理措施岩石风化的治理方

13、法采取挖除和防治两种措施。1.挖除。挖除一部分危及建筑物安全的风化严重的岩层，挖除的深度是根据风化岩的风化程度、风化裂隙、风化岩的物理力学性质和工程需要等来确定的。挖除法适用于风化层较薄的情况，2.防治方法。制止风化作用继续发展，或采用人工方法加固风化岩的措施。（1）覆盖防止风化营力入侵的材料。为防止水和空气侵入岩石，可用沥青、三合土、粘土以及喷射水泥浆或石砌护墙来覆盖岩石表面。施工时先将岩石表面已经风化的部分清除，然后在新鲜岩面上进行覆盖。为防止温度变化对岩石的影响，可在其上铺一层粘上或砂，其厚度应超过年温度影响深度的510cm，此方法主要起隔绝作用。（2）灌注胶结和防水材料。将水泥、水玻璃

14、、沥青或粘土浆通过高压将其灌入岩石的裂隙内及喷射于表面，不仅能起到隔绝作用，而且能提高岩石的强度和稳定性。（3）整平地区，加强排水。这是以防为主的方法水是岩石风化的主要因素之一，将岩石与水隔绝能减少岩石的风化速度。（4）当岩石风化速度较快时，必须通过敞露的探槽观测岩石的风化速度，从而确定基坑的敞开期限内岩石风化可能达到的深度，据此拟定保护基坑免受风化破坏的措施。7.2 河流地质作用 具有明显河槽的常年或季节性水流称为河流。河河流流在在纵纵向向的的特特征征河流的空间形态河流的空间形态河谷 河流侵蚀出的槽形凹地。谷底 河谷底部较平坦的部分。河床 河水占据的沟槽。谷坡 谷底至分水岭的斜坡。阶地 谷坡

15、上的阶梯状平台。河流在横向的特征（河谷要素）河流是改变陆地地形的最主要的地质作用之一。河流的地质作用主要决定于河流的流速与流量。由于流速与流量的变化，河水表现出侵蚀、搬运和沉积三种性质不同但又相互关系的地质作用。7.2.1 河流的侵蚀作用 河水在流动过程中不断加深和拓宽河床的作用称为河流的侵蚀作用。按其作用的方式可以分为溶蚀和机械侵蚀两种；按照河床不断加深和拓宽的发展过程，可分为下蚀作用和侧蚀作用。1.下蚀作用 下蚀作用是河水在流动过程中使河床逐渐下切加深的作用。在坡度较陡、流速较大的情况下，河流向下切割能使河床底部逐渐加深，这种侵蚀在河流上游地区表现显著。多形成V形深切峡谷。我国长江、黄刘等

16、河流的上游，就有很多峡谷出现，如三峡、龙羊峡、刘家峡。在向下切割的同时，河流并向河源方向发展，缩小和破坏分水岭，这种作用称为向源侵蚀。河床的下蚀作用使河床加深加长，从而能使桥台或桥墩基础遭到破坏。河流的下蚀作用形成的峡谷地貌虎跳峡三峡2.侧蚀作用 侧蚀作用是河水在流动过程中，不断冲刷河床两岸，使河床不断加宽的作用。主要发生在河流的中下游地区。河流流动时由于受河床地形、岩性、地球自转以及支流注入等因素的影响，往往不作直线流动而产生横向环流。所谓横向环流是指河水以复杂的紊流状态流动，其主流常是左右摇摆呈螺旋状前进的曲线运动。是河流发生侧向侵蚀的原因。河流产生横向环流的原因，主要是与河流弯曲处水流的

17、离心力和地球自转所产生的惯性力即科里奥利力有关。式中：m水的质量；v水质点的纵向流速；R水质点运动迹线的曲率半径。由于离心力的作用，使水质点向凹岸运动。结果，水面形成倾向凸岸的横向水力坡度 In。式中：g重力加速度（m/s2）（1）弯道离心力作用 在河曲处，运动的水质点受离心力P的作用。离心力P的大小与流速平方成正比，而流速有是表面大深处小。所以P也是愈深愈小(图a)。形成横向水力坡度就产生了附加压力，方向与离心力方向相反，且在所有深度上一致，等于In(图b)。在这种压力下，上层水流就流向凹岸，而下层水流就流向凸岸，形成螺旋状横向环流(图c)。横向环流引起凹岸的侧向侵蚀，凸岸堆积。在河流的一岸

18、，是由凹岸凸岸相间排列的。凸岸沉积凸岸沉积凹凹岸岸侵侵蚀蚀 如果在河流的一岸凹岸受到强烈的侧蚀，不断地向下游方向推进，则其下游的一个凸岸在不久的将来就要遭到同样的命运，由凸岸变为凹岸。而相对的一岸，也将要接受被横向环流所带来的大量物质，而逐渐由凹岸变为凸岸。这样导致河谷愈来愈宽，河道愈来愈弯曲。当河曲发展到一定程度时，洪水在河曲的上下段河槽间最窄的陆地处很容易被冲开，河流则可顺利地取直畅流，这种现象称为河流的截弯取直现象。而原来被废弃的这部分河曲，逐渐淤塞断流，而成牛轭湖。再发展而成沼泽，沉积了湖泊相的淤泥和有机质土。牛轭湖的形成过程牛轭湖的形成过程牛轭湖（2）科里奥利效应 科里奥利力的作用下

19、，水体运动方向要发生偏离，在北半球运动的水体偏向前进方向的右侧。在南半球运动的水体偏向前进方向的左侧。在河流弯道，离心力和科氏力同时作用。河流右弯处，离心力与科氏力方向相反，互相抵消一部分，故对凹岸侵蚀力减弱。在河流左弯处，二力方向一致，对凹岸侵蚀力增强。此外，凹岸的最大侵蚀点和凸岸的最大堆积点并不在它们的顶部而是偏于前方。这样，随着横向环流不断作用，不仅弯道幅度逐渐增大，而且弯道位置也不断向下游方向迁移。九曲迴肠时间上时间上 河流发育的早期以下蚀作用为主，随着坡度减小，逐渐转为以侧蚀作用为主。空间上空间上 河流的上游以下蚀作用为主，河流的下游以侧蚀作用为主。下蚀作用与侧蚀作用的关系7.2.2

20、 河流的搬运作用 河流在流动过程中夹带沿途中冲刷侵蚀下来的物质(泥沙、石块等)离开原地的移动作用，称为搬运作用。推移 流水使泥沙或砾石沿底面移动。跃移 床底泥沙跳跃式向前搬运。悬移 细小颗粒在流水中呈悬移状态搬运。河流搬运物质能力的大小，主要取决于河水的流量和流速。7.2.3 河流的沉积作用 河流在河床坡降平缓的地带及河口附近，河水的流速变缓。当它所搬运的物质超过其搬运能力时，河水携带的物质便沉积下来，这种沉积过程称为河流沉积作用。所沉积的碎屑物质称为冲积层。上游及中游沉积物质多为大块石、卵石、砾石及粗沙等，下游沉积的物质多为中、细沙、粘土等。河流搬运过程中，碎屑物质相互碰撞摩擦，棱角磨损，形

21、状变圆，所以冲积层的颗粒磨圆度较好，多具层理，并时有尖灭、透镜体等产状。上游下游7.2.4 河谷类型及河流阶地1.河谷类型 从河谷成因来看河谷分为构造谷和侵蚀谷。构造谷一般是受地质构造控制的，它沿地质构造线发展。如向斜谷、地堑断裂谷以及背斜谷、单斜谷等。侵蚀谷是水流侵蚀而成，它不受地质构造的影响。侵蚀谷发展为成形河谷一般分为三个阶段。（1）峡谷型。在山区河谷发育的初期，河流处于以垂直侵蚀为主的阶段，由于河流下切很深，故常形成断面为“V”字形的深切河谷。特点两岸谷坡陡峻甚至壁立，基岩直接出露，谷底较，常为河水充满，谷底基岩上缺乏河流冲积物。雅鲁藏布大峡谷（2）河漫滩河谷。当峡谷形成后，谷道不会很

22、直，河床主流线是弯曲的。由于主流线弯曲，河床就会受到侧蚀加宽作用。即凹岸被冲刷，凸岸被堆积，乃造成浜河床浅滩。以后浅滩不断扩大和固定，形成洪水期才能淹没的滩地，是为河漫滩。这就是河漫滩河谷。（3）成形河谷。河漫滩河谷继续发展，河漫滩不断加宽加高。但是地壳运动稳定一段时期后，又复上升，于是老河漫滩被抬高，河水在原河漫滩内侧重新开辟河道。被抬高的河漫滩则转变为阶地。阶地存在是成形河谷的显著特点。阶地是在地壳的构造运动与河流的侵蚀、堆积作用的综合作用下形成的，沿谷坡走向呈条带状或断断续续分布的阶梯状平台。侵蚀阶地：主要是由河流的侵蚀作用形成的，由基岩构成，阶地上面基岩直接裸露或只有很少的残余冲积物，

23、多发育在构造抬升的山区河谷中。侵蚀阶地由于基岩出露地表，作为厂房地基或桥梁和水坝的接头是属好的地质条件。堆积阶地：堆积阶地是由河流的冲积物组成的，当河流侧向侵蚀拓宽河谷后，由于地壳下降，逐渐有大量的冲积物发生堆积，待地壳上升，河流在堆积物中下切，形成堆积阶地。堆积阶地在河流的中、下游最为常见。堆积阶地可分为上迭阶地、内迭阶地和嵌入阶地。上迭阶地：上迭阶地是新阶地完全落在老阶地之上，其生成是由于河流的几次下切都不能达到基岩，下切侵蚀作用逐渐减小，堆积作用的规模也一次次地减小。说明每一次升降运动的幅度都是逐渐减小的。内迭阶地：内迭阶地是新的阶地套在老的阶地内，每一次新的侵蚀作用都只切到第一次基岩所

24、形成的谷底。而所堆积的阶地范围一次比一次小，厚度也一次比一次小。这说明地壳每次上升的幅度基本一致，而堆积作用却逐渐衰退。嵌入阶地：嵌入阶地的阶地面和陡坎都不露出基岩，但它不同于上迭和内迭阶地。因为嵌入阶地的生成，后期河床比前一期下切要深，而使后期的冲积物嵌入到前期的冲积物中。这说明每一次地壳上升幅度一次比一次剧烈。堆积阶地作为厂房地基要看其冲积物性质以及土层分布情况。最值得注意的是：是否有掩埋的古河道或牛轭湖堆积的透镜体。在工程地质勘察中应予查明。基座阶地：基座阶地是属于侵蚀阶地到堆积阶地的过渡类型。阶地面上有冲积物覆盖着，但在阶地陡坎的下部仍可见到基岩出露。形成这种阶地是由于河水每一次的深切

25、作用比堆积作用大的多。作为厂房地基，因土层薄可减轻基础沉降。若桩尖落在基岩上，沉降量更小。上迭阶地 内迭阶地 嵌入阶地 基座阶地 侵蚀阶地 7.2.5 河流侵蚀作用的防治 对于河流侧向侵蚀及因河道局部冲刷而造成的坍岸等灾害，一类是直接防护边岸不受冲蚀作用的措施。如抛石、铺砌、混凝上块堆砌、混凝上板、护岸挡墙、岸坡绿化等。另一类是调节径流以改变水流方向、流速和流量的措施。如为改变河水流向，则可兴建各类导流工程如丁坝、横墙等。2000多年前，建于四川岷江上的都江堰是一项非常巧妙地利用河流横向环流的侵淤特征整治推移质含量极高河流的典型实例。这项工程主要有鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、宝瓶口进水口三大部分

26、构成，科学地解决了江水自动分流(鱼嘴分水堤四六分水)、自动排沙(鱼嘴分水堤二八分沙)、控制进水流量(宝瓶口与飞沙堰)等问题，消除了水患，使川西平原成为“水旱从人”的“天府之国”。1998年灌溉面积达到到66.87万公顷，灌溉面积已达40余县。（1）该工程的首部为一加固的江心洲洲头(鱼嘴)，它将岷江分为内外二江，造成弯曲分流，使携带泥沙的底流随主流排向外江，澄清的表流进入内江；（2）进入内江的水流又因玉垒山突向内部的凹型节点而增强环流的作用，底流将泥沙推向飞沙堰排向外江，表流进入宝瓶口。（3）宝瓶口是一两岸顺直的节点，它造成内江轻微壅水，有利于澄清水流，并使出口水流流向稳定，防止下游两岸遭受急流

27、的直接冲刷。鱼嘴鱼嘴飞沙堰飞沙堰宝瓶口宝瓶口7.3 滑坡与崩塌7.3.1.滑坡定义及形态要素 滑坡是斜坡土体和岩体在重力作用下失去原有的稳定状态，沿着斜坡内某些滑动面（或滑动带）作整体向下滑动的现象。首先滑动的岩土体大体上保持着原有岩土体的整体性；其次，斜坡上岩土体的移动方式为滑动。香港宝城滑坡 1972年7月某日清晨，香港宝城路附近，两万立方米残积土从山坡上下滑，巨大滑动体正好冲过一幢高层住宅-宝城大厦，顷刻间宝城大厦被冲毁倒塌并砸毁相邻一幢大楼一角约五层住宅。死亡7人。原因：山坡上残积土本身强度较低，加之雨水入渗使其强度进一步大大降低，使得土体滑动力超过土的强度，于是山坡土体发生滑动。香港

28、1900年建市，1977年成立土力工程署港岛1972 Po Shan 滑坡(20,000 m3)(67 死、20 伤)Po Shan RoadPo Shan RoadConduit RoadConduit RoadNotewell RoadNotewell RoadEarly 1972 滑坡前滑坡前June 1972 滑坡后滑坡后 为避免将工程建在滑坡体上，正确识别滑坡。了解滑坡的构造形态，非常重要。一个发育完全的典型滑坡，一般具有下列要素：滑坡的主要组成要素有：滑坡体：斜坡内沿滑动面向下滑动的那部分岩土体。它大体上仍保持有原来的层位和结构构造特点。滑坡体的体积大小不等，大型滑坡可达几千万立方

29、米。滑动面、滑动带和滑坡床：滑坡体沿其滑动的面称滑动面；滑动面以上，被揉皱了的厚数厘米至数米的结构扰动带，称滑动带；有些滑坡的滑动面(带)可能不只一个，在最后滑动面以下稳定的岩土体称为滑坡床。多数滑坡的滑动面由直线和圆弧复合而成，其后部经常呈弧形，前部呈近似水平的直线。滑动面大多数位于粘土夹层或其它软弱岩层内。如页岩、泥岩、千枚岩、片岩、风化岩等。由于滑动时的摩擦，滑动面常常是光滑的，有时有清楚的擦痕；同时，在滑动面附近的岩土体遭受风化破坏也较厉害。滑动面附近的岩土体通常是潮湿的，甚至达到饱和状态。许多滑坡的滑动面常常有地下水活动，在滑动面的出口附近常有泉水出露。滑坡后壁：滑坡体滑落后，滑坡后

30、部和斜坡未动部分之间形成的一个陡度较大的陡壁称滑坡后壁。滑坡后壁实际上是滑动面在上部的露头。滑坡后壁的左右呈弧形向前延伸，其形态呈“圈椅”状，称为滑坡圈谷。滑坡台地：滑坡体滑落后，形成阶梯状的地面称滑坡台地。滑坡台地的台面往往向着滑坡后壁倾斜。滑坡台地前缘比较陡的破裂壁称为滑坡台地陡坎。有两个以上滑动面的滑坡或经过多次滑动的滑坡，经常形成几个滑坡台地。滑坡鼓丘：滑坡体在向前滑动的时候，如果受到阻碍，就会形成隆起的小丘。滑坡舌：滑坡体的前部如舌状向前伸出的部分。最前端滑坡面出露地表的部位，称滑坡剪出口。滑坡裂缝：在滑坡运动时，由于滑坡体各部分的移动速度不均匀，在滑坡体内及表面所产生的裂缝称为滑坡

31、裂缝。根据受力状况不同，滑坡裂缝可以分为四种：拉张裂缝：在斜坡将要发生滑动的时候，由于拉力的作用，在滑坡体的后部产生一些张口的弧形裂缝。与滑坡后壁相重合的拉张裂缝称主裂缝。坡上拉张裂缝的出现是产生滑坡的前兆。鼓张裂缝：滑坡体在下滑过程中，如果滑动受阻或上部滑动较下部为快，则滑坡下部会向上鼓起并开裂，这些裂缝通常是张口的。鼓张裂缝的排列方向基本上与滑动方向垂直，有时交互排列成网状。剪切裂缝：滑坡体两侧和相邻的不动岩土体发生相对位移时，会产生剪切作用；或滑坡体中央部分较两侧滑动快而产生剪切作用，形成大体上与滑动方向平行的裂缝。这些裂缝的两侧常伴有如羽毛状平行排列的次级裂缝。扇形张裂缝：滑坡体向下滑

32、动时，滑坡舌向两侧扩散，形成放射状的张开裂缝。7.3.2 滑坡的分类 根据我国的滑坡类型可有如下的滑坡划分：按滑坡体的主要物质组成和滑坡与地质构造关系划分：1.覆盖层滑坡 本类滑坡有粘性土滑坡、黄土滑坡、碎石滑坡、风化壳滑坡。2.基岩滑坡 本类滑坡与地质结构的关系可分为：均质滑坡、顺层滑坡和切层滑坡。3.特殊滑坡 本类滑坡有融冻滑坡、陷落滑坡等。匀质土滑坡沿岩层层面滑坡沿坡积层与基岩交界面滑坡切层滑坡按滑坡体的厚度划分：浅层滑坡、中层滑坡、深层滑坡、超深层滑坡。按滑坡的规模大小划分：小型滑坡、中型滑坡、大型滑坡、巨型滑坡。按形成的年代划分：新滑坡、古滑坡。按力学条件划分：牵引式滑坡（a）、推动

33、式滑坡（b）。7.3.3 滑坡的发育过程 一般说来，滑坡的发生是一个长期的变化过程，规模大的滑坡一般是长期缓慢地往下滑动。滑动过程可延续几年、十几年甚至更长时间，其滑动速度在突变阶段才显著增大。通常将滑坡的发育过程划分为三个阶段：蠕动变形阶段、滑动破坏阶段和渐趋稳定阶段。研究滑坡发育的过程对于认识滑坡和正确地选择防滑措施具有很重要意义。1.蠕动变形阶段（从斜坡的稳定状况受到破坏，坡面出现裂缝，到斜坡开始整体滑动之前的这段时间）在自然条件和人为因素作用下，斜坡岩土强度逐渐降低（或斜坡内部剪切力不断增加），在斜坡内部因抗剪强度小于剪切力而首先变形，往后变形进一步发展，坡面出现断续的拉张裂缝。随着裂

34、缝的出现，渗水作用加强，使变形进一步发展。后缘拉张，裂缝加宽，开始出现不大的错距，两侧剪切裂缝也相继出现。坡脚附近的岩土被挤压、滑坡出口附近潮湿渗水，滑动面已大部分形成，但尚未全部贯通。斜坡变形再进一步继续发展，后缘拉张裂缝不断加宽，错距不断增大，两侧羽毛状剪切裂缝贯通并撕列，斜坡前沿的岩土挤紧并鼓出，出现较多的膨胀裂缝，滑坡出口附近渗水污浊，滑动面已全部形成，接着便开始整体地向下滑动。2.滑动破坏阶段 滑坡在整体往下滑的时候，滑坡后缘迅速下陷，滑坡壁越露越高，滑坡体分裂成数块，并在地面上形成阶梯状地形，滑坡体上的树木东倒西歪地倾斜，形成“醉林”。滑坡体上的建筑物严重变形以至倒塌毁坏。随着滑坡

35、体向前滑动，滑坡体向前伸出，形成滑坡舌。在滑坡滑动的过程中，滑动面附近湿度增大，并且由于重复剪切，岩土的结构受到进一步破坏，从而引起岩土的抗剪强度进一步降低，促使滑坡加速滑动。滑坡滑动的速度大小取决于滑动过程中岩土抗剪强度降低的绝对数值，并和滑动面的形状，滑坡体厚度和长度，以及滑坡在斜坡上的位置有关。醉林醉林3.渐趋稳定阶段 在自重的作用下，滑坡体上松散的岩土逐渐压密，地表的各种裂缝逐渐被充填，滑动带附近岩土的强度由于压密固结又重新增加，整个滑坡的稳定性也大为提高。经过若干时期后，滑坡体上的东倒西歪的“醉林”又重新垂直向上生长，形成“马刀树”，这是滑坡趋于稳定的一种现象。当滑坡体上的台地已变平

36、缓，滑坡后壁变缓并生长草木，没有崩塌发生；滑坡体中岩土压密，地表没有明显裂缝，滑坡前缘无水渗出或流出清凉的泉水时，就表示滑坡已基本趋于稳定。7.3.4 滑坡的力学分析 滑坡是沿着滑动面下滑的，滑动面有平直的或弧形的。在均质滑坡中，滑动面多呈圆形。1.在平面滑动面情形下，滑坡体的稳定系数K为滑动面上的总抗滑力F与岩土体重力Q所产生的总下滑力T之比。当K1时，滑坡发生；当K1时，滑坡体稳定或处于极限平衡状态。2.在圆形滑动面情形下，滑动面中心为O，滑弧的半径为R。过滑动圆心O作一铅直线OO，将滑坡体分为两部分，在OO线之右部分为滑动部分，其重力为Q1，它能绕O点形成滑动力矩Q1d1，在OO线之左部

37、分，其重力为Q2，形成抗滑力矩Q2d2，因此，该滑坡的稳定系数K为总抗滑力矩与总滑动力矩之比。式中：滑动面的抗剪强度当K1时，滑坡失去平衡，发生滑坡3.在折线滑动面情形下，可采用分段的力学分析 沿折线滑面的转折处划分成若干块段，从上至下逐块计算推力，每块滑坡体向下滑动的力与岩土体阻挡下滑力之差（剩余下滑力）是逐级向下传递的。7.3.5 影响滑坡的因素1.斜坡外形：斜坡的存在，使滑动面能在斜坡前缘临空出露。这是滑坡产生的先决条件。同时，斜坡不同高度、坡度、形状等要素可使斜坡内力状态变化，内应力的变化可导致斜坡稳定或失稳。当斜坡愈陡、高度愈大以及当斜坡中上部突起而下部凹进，且坡脚无抗滑地形时，滑坡

38、容易发生。2.岩性：滑坡主要发生在易亲水软化的土层中和一些软岩中。例如粘质土、黄土和黄土类土、山坡堆积、风化岩以及遇水易膨胀和软化的土层。软岩有页岩、泥岩和泥灰岩、千枚岩以及风化凝灰岩等。3.构造：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致，则此斜坡的岩土体容易失稳成为滑坡。这时，这些软弱面组合成为滑动面。4.水：水的作用可使岩土软化、强度降低，可使岩土体加速风化。若为地表水作用还可以使坡脚侵蚀冲刷；地下水位上升可使岩土体软化、增大水力坡度等。不少滑坡有“大雨大滑、小雨小滑、无雨不滑”的特点，说明水对滑坡作用的重要性。5.地震:地震可诱发滑坡发生，此现象在山区非常普遍。地

39、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；同时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。6.人为因素（1）在兴建土建工程时，由于切坡不当，斜坡的支撑被破坏，或者在斜坡上方任意堆填岩土方、兴建工程、增加荷载，都会破坏原来斜坡的稳定条件。（2）人为地破坏表层覆盖物，引起地表水下渗作用的增强，或破坏自然徘水系统，或排水设备布置不当，泄水断面大小不合理而引起诽水不畅，漫溢乱流，使坡体水量增加。（3）引水灌溉或徘水管道漏水将会使水渗入斜坡内，促使滑动因素增加。7.3.6 滑坡的治理 1.治理原则 滑坡的治理，要贯彻以防为主、整治为辅的原则

40、；尽量避开大型滑坡所影响的位置；大型复杂的滑坡，应采用多项工程综合治理；中小型滑坡，应注意调整建筑物或构筑物的平面位置，以求经济技术指标最优；对发展中的滑坡要进行整治，对古滑坡要防止复活，对可能发生滑坡的地段要防止滑坡的发生；整治滑坡应先做好排水工程，并针对形成滑坡的因素，采取相应措施。2.治理措施（1）排水 地表排水（主要是设置截水沟和排水明沟系统将坡面径流引导出滑坡体外）截水沟和排水明沟系统 地下排水 为了排除地下水可设置各种形式的渗沟或盲沟系统。渗水沟（小盲沟）示意剖面 2.支挡 在滑坡下部修筑挡土墙、抗滑桩或用锚杆加固等工程以增加滑坡下部的抗滑力。滑坡防治工程-后缘抗滑桩群 用锚杆加固

41、4.改善滑动面(带)的岩土性质 主要是为了改良岩土性质、结构，以增加坡体强度。措施有：对岩质滑坡采用固结灌浆；对土质滑坡采用电化学加固、冻结、焙烧等。此外，还可针对某些影响滑坡滑动因素进行整治，如防水流冲刷、降低地下水位、防止岩石风化等具体措施。3.刷方减重 主要是通过削减坡角或降低坡高，以减轻斜坡不稳定部位的重量，从而减少滑坡上部的下滑力。如拆除坡顶处的房屋和搬走重物等。7.3.7 崩塌 在山区比较陡峻的山坡上，巨大的岩体或土体在自重作用下，突然脱离母岩，顺山坡猛烈翻滚而下，岩块互相冲擅、破坏，最后堆积于坡脚而形成岩堆，这种现象称为崩塌。1.崩塌的定义 湖北省远安县盐池河磷矿1980年山崩,

42、乱石块把磷矿的五层大楼掀倒、掩埋。死亡307人。还毁坏了该矿的设备和财产，损失十分惨重。2.崩塌发生条件和发育因素 崩塌的主要发生条件和发育因素可以分为以下几个方面：（1）山坡的坡度及其表面构造：高陡斜坡是形成崩塌的必要条件。规模较大的崩塌，一般多发生在高度大于30m，坡度大于45(大多数介于5575之间)的陡峻斜坡上；斜坡的外部形状，对崩塌的形成也有一定的影响。上缓下陡的凸坡和凹凸不平的陡坡上易于发生崩塌。（2）岩石性质：如果陡峻山坡是由软硬岩层互层组成，由于软岩层易于风化，硬岩层失去支持而引起崩塌。软硬互层坡体局部崩塌节理与崩塌（3）地质构造条件:节理、断层发育的山坡，岩石破碎，岩块间的联

43、结力弱，很容易发生崩塌，当岩层的倾向与山坡的坡向相同，岩层的倾角小于山坡的坡脚时，常沿岩层的层面发生崩塌。（4）气候条件：崩塌和强烈的物理风化作用密切相关。在日温差、年温差较大的干旱、半干旱地区，强烈的物理风化作用促使岩石风化破碎，以致产生崩塌。如兰新铁路一些开挖的花岗岩路堑，仅四、五年的时间，路堑边坡的岩石就遭到强烈风化，产生崩塌。（5）人类活动及其他：人工开挖坡脚、地震、强烈的融冰化雪等是引起崩塌的触发因素。地震是崩塌最强烈的触发因素。3.崩塌的防治 由于崩塌发生得突然而猛烈，治理比较困难而且复杂，特别是大型崩塌，所以一般多采取以防为主的原则。在设计和施工中，避免使用不合理的高陡边坡，避免

44、大挖大切，以维持山体的平衡。在岩体松散或构造破碎地段，不宜使用大爆破施工。在采取防治措施之前，必须首先查清崩塌形成的条件和直接诱发的原因，有针对性地采取整治措施。常用的防治措施有：（1）清除坡面危岩 清除斜坡上有可能崩落的危岩和孤石，防患于未然。（2）加固坡面 如坡面喷浆、抹面、砌石铺盖等，以防止软弱岩层进一步风化；灌浆、勾缝、镶嵌、锚栓以恢复和增强岩体的完整。（3）危岩支顶 如用石砌或用混凝土作支垛、护壁、支柱、支墩、支墙、锚杆等方法支撑可能崩落的岩体，以增加斜坡的稳定性。（4）拦截防御 如修筑落石平台、拦石网、落石槽、拦石墙等拦挡崩落石块，不使其落到道路和建筑物上。必要时采用棚洞或明洞等防

45、护工程。（5）调整水流 如修筑截水沟，堵塞裂隙，封底加固附近的灌溉引水、排水沟渠等，防止水流大量渗入岩体而恶化斜坡的稳定性。长江西陵峡链子崖 长江三峡链子崖七千方的锚固 长江三峡链子崖岩体7.4 泥石流7.4.1 泥石流定义及分类 泥石流是指在山区一定流域内，主要是在暴雨降落时形成的、并由固体物质（石块、砂砾、粘粒）所饱和的暂时性山地洪流。一般来说，泥石流的组成成分是水体和岩石破坏产物。泥石流的具有爆发突然、运动快速、历时短暂和破坏力却极大的特点。泥石流发展示意图成昆线-利子达依沟1981年7月，特大型泥石流，最大流量3200方/秒，固体物总量70万方，冲毁大桥，颠覆列车，造成人员伤亡。泥石流淤埋房屋。固体物总量10万方，龙头高8米，毁民房，中断行车，1988年7月。成昆线-太平沟泥石流按其物质组成分为以下三类：1.水石流型泥石流 固体物质主要是一些坚硬的石块、漂砾、岩屑和砂粒等，粘土和粉土含量很少(10)。水石流主要分布于石灰岩、石英岩、大理岩、白云岩、玄武岩及坚硬砂岩地区如陕西华山、山西太行山、北京西山、辽宁东部山区的泥石流多后此类。2.泥石流型泥石流 固体物质由粘土、粉土、块石、碎石、砂砾所组成。它是一种比较典型的泥石流类型。多见于花岗岩、片麻岩、板岩、千枚岩及页岩分布的山区，在我国主要