第二章斜坡变形破坏工程地质研究
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例析不稳定斜坡的变形破坏模式延安地处黄土丘陵沟壑,延河、洛河及其各级支流纵横交错,支毛沟密布,宏观地形极为破碎。
每一条沟谷的形成和存在,都必然伴随着斜坡的出现,由此决定了斜坡在区内广泛分布的特点。
区内斜坡多为黄土斜坡,其余为基岩斜坡。
黄土质地疏松,工程地质性质软弱,垂直节理发育;基岩中垂直或近于垂直的节理裂隙十分发育,并与层面相交,从而导致基岩整体性很差。
在这样的岩性构成条件下,不稳定斜坡大量存在,特别是在黄土沟谷源头、沟谷上游、基岩高陡斜坡、滑坡后缘滑壁、沟谷侵蚀岸等地带广泛分布,对人类的生命和财产安全造成威胁。
因此,研究不稳定斜坡的变形破坏模式,有效的对其进行防治很有必要。
影响斜坡稳定性的因素十分复杂,其中最主要的有斜坡岩土类型及性质、地质结构、水文地质条件等。
除此以外,还有岩石风化,地表水和大气水的作用、地震及人类工程活动等。
这些因素综合起来可分为两大方面,即内在因素和外在因素。
内在因素包括:斜坡岩土的类型和性质,岩土体结构等;外在因素包括:水文地质条件及地表水和大气的作用,岩石风化,地震以及人为因素等。
对斜坡稳定性有影响的最根本因素为内在因素,它们决定斜坡变形破坏的形式和规模,对斜坡的稳定性起着控制作用。
外在因素则只有通过内在因素才能对斜坡稳定性的变化起到促进作用,促使斜坡变形破坏的发生和发展。
但是外在因素变化频繁,其作用有时很强烈,会成为斜坡破坏的直接原因。
斜坡变形破坏实质就是斜坡内应力状态发生变化。
斜坡应力状态的变化,使原有的平衡被打破,局部应力集中超过了该部位岩体的容许强度,引起局部剪切错动,拉裂并出现小位移,但还没有造成整体性的破坏,这就是斜坡的变形。
当斜坡变形进一步发展,破裂面不断扩大并互相贯通,使斜坡岩土体的一部分分离开来,发生较大位移,这就是斜坡的破坏。
斜坡变形和破坏是斜坡失稳的两个阶段,它们是互相联系又是有区别的。
前者以坡体中未出现贯通性的破裂断面为特点;而后者在坡体中已出现贯通性的破裂面,且使斜坡的一部分岩土体以一定的加速度发生位移。
一、工程地质学基本概念及方法1。
工程地质学工程地质学是地质学的分支学科,它是一门研究与工程建设有关的地质问题、为工程建设服务的地质科学,属应用地质学的范畴。
2。
工程地质条件工程地质条件指的是与工程建筑有关的地质因素的综合.地质因素包括:岩土类型及其工程性质、地质结构、地貌、水文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料等方面。
3。
工程地质问题指工程建筑物与地质条件之间的矛盾或问题。
如:地基沉降、水库渗漏等。
4.不良地质现象对工程建设不利或有不良影响的动力地质现象。
它泛指地球外动力作用为主引起的各种地质现象,如崩塌、滑坡、泥石流、岩溶、土洞、河流冲刷以及渗透变形等,它们既影响场地稳定性,也对地基基础、边坡工程、地下洞室等具体工程的安全、经济和正常使用不利。
5。
工程地质学的任务1、阐明建筑地区的工程地质条件,并指出对建筑物有利的和不利的因素;2、论证建筑物所存在的工程地质问题,进行定性和定量的评价,作出确切的结论;3、选择地质条件优良的建筑场址,并根据场址的地质条件合理配置各个建筑物;4、研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响,预测其发展演化趋势,并提出对地质环境合理利用和保护的建议;5、根据建筑场址的具体地质条件,提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议,以及保证建筑物正常使用所应注意的地质要求;6、为拟定改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据。
6.工程地质学的研究方法工程地质学的研究方与它的研究内容相适应的,主要有自然历史分析法、数学力学分析法、模型模拟试验法和工程地质类比法。
四种研究方法各有特点,应互为补充,综合应用。
其中自然历史分析法是最重要和最根本的研究方法,是其它研究方法的基础。
7.岩石力学、土力学与工程地质学有何关系岩石力学和土力学与工程地质学有着十分密切的关系,工程地质学中的大量计算问题,实际上就是岩石力学和土力学中所研究课题,因此在广义的工程地质学概念中,甚至将岩石力学、土力学也包含进去,土力学和岩石力学是从力学的观点研究土体和岩体。
第八章斜坡变形破坏工程地质研究:49:39 编辑:本站编辑第一节概述斜坡系指地壳表部一切具有侧向临空面的地质体。
它包括自然斜坡和人工边坡两种。
前者是在一定地质环境中,在各种地质营力作用下形成和演化的自然历史过程的产物,如山坡、海岸、河岸等。
后者则是由于人类某种工程、经济目的而开挖的、往往在自然斜坡基础上形成,其特点是具有较规则的几何形态,如路堑、露天矿坑边帮、运河(渠道)边坡等。
斜坡具有坡体、坡高、坡角、坡肩、坡面、坡脚、坡顶面、坡底面等各项要素(图8-1)。
斜坡在各种内、外地质营力作用下,不断地改变着坡高和坡角,使坡体内应力分布发生变化。
当组成坡体的岩土体强度不能适应此应力分布时,就产生了斜坡的变形破坏作用。
尤其是大规模的工程建设.使自然斜坡发生急剧变化。
斜坡的稳定程度也变化极大,往往酿成灾害。
斜坡的变形与破坏,实质上是由斜坡岩土体内应力与其强度这一对矛盾的发展演化所决定的。
由于斜坡变形破坏,给人类和工程建设带来的危害在国内外不乏其例。
在我国由于特殊的自然地理和地质条件所制约,斜坡地质灾害分布广泛,活动强烈,危害严重。
自然斜坡的变形破坏,是山区主要的工程动力地质作用。
我国广大的西南、西北地区这一作用尤为突出,灾害频发,而且近10余年来有进一步加重的趋势。
如:1982年7月,四川省云阳县鸡扒子滑坡,使长江严重阻航;1983年3月,甘肃省东乡县洒勒山滑坡,摧毁了4个村庄,人畜伤亡惨重;1985年6月.湖北省姊归县新滩滑坡,使新滩古镇毁于一旦,并影响长江航道;1987年8月,四川省巫溪县城岩崩,造成了严重的生命财产损失;1989年7月,四川省华金山普降暴雨,遭致崩滑1800余处.而其中的马鞍山岩崩物质被洪水冲下,使溪口镇6个厂矿和3个村蒙难。
自然斜坡由于人类工程、经济活动而产生的斜坡破坏往往是灾难性的。
如1963年10月9日所发生的意大利瓦依昂水库左岸大滑坡,是由于水库蓄水造成潜在滑动面上空隙水压力增大,而导致业已发生蠕动的左岸山体突然下滑,体积达(2.7—3.0)X 108m3激起250m高的巨大涌浪,高150m的洪波溢过坝顶冲向下游,约有3000人丧生,该水库也失去效用。
教学大纲一、课程性质和目的本课程为高年级本科生开设的专业课的基础部分,是工程地质学科的骨干课程,同时也是土木工程、环境工程、水利水电工程等专业的重要必修课。
通过本课程的学习,为学生将来从事本专业的科学技术工作打下良好的基础。
目的:1.向学生传授内外动力及人类活动引起有关物理地质现象方面的基本知识,以及从工程地质角度研究这些动力地质现象(问题)的基本方法等。
2.通过本课程学习,具备解决某些重大工程地质实际问题的初步能力。
3.该课程应用性很强,要求学生尽可能紧密联系某些具体工程动力地质现象的实际进行学习,同时要求学生具备必修的专业基础知识,以便更好地掌握该门课程的内容。
二、课程的基本内容第一章绪论介绍工程地质学的主要研究内容、研究方法及实际意义,它与其它学科间的相互关系,工程地质学发展历史、现状和研究前沿。
如何学习该课程。
第二章活断层工程地质研究活断层的基本概念、基本特征、活断层鉴别及研究方法、活断层区建筑原则。
第三章地震工程地质研究地震的基本知识,地震效应,场地条件对震害的影响,地震小区划,建筑抗震原则及措施。
第四章砂土液化工程地质研究砂土液化机理及影响因素,砂土液化的判别方法,砂土液化的防护措施。
第五章岩石风化工程地质研究基本概念,影响岩石风化因素,风化壳及分带标志和方法,岩石风化防护措施。
本章教与学两方面没有难度,主要问题是实际工作中风化岩分带的标准很难把握,带有很大的不确定性,最好配合现场考察进行教学。
第六章斜坡变形破坏工程地质研究基本概念,斜坡应力分布特征,斜坡变形破坏形式及机理,崩塌形成条件及基本特征滑坡形态要素及分类、稳定性影响因素及评价,斜坡变形破坏预测预报及防治。
第七章渗透变形工程地质研究渗透变形概念及形式,产生渗透变形的基本条件,渗透变形预测,防治措施。
第八章岩溶工程地质研究溶蚀机理,岩溶发育的影响因素,岩溶渗漏、塌陷工程地质问题分析,渗漏及塌陷处理措施。
第九章水库诱发地震工程地质研究诱发地震的类型,水诱发机制,水库诱发地震发生的地质背景条件,水库诱发地震的基本特征,诱发地震的工程地质研究及预测。