1、 1、基本概念:工程地质条件:与工程建设有关的地质因素的综合。这些因素包括:岩土类型及其工程性质、地质构造及岩土体结构、地貌、水文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料等方面。工程地质问题:指的是工程地质条件与建筑物之间所存在的矛盾或问题。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。2、工程地质学的主要任务是: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;论证建筑物所存在的工程
2、地质问题,进行定性和定量的评价,作出确切的结论;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;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;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;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。1、活断层的定义、活断层指目前正在活动着的断层或近期有过活动且不久的将来可能会重新发生活动的断层(即潜在活断层)。美国原子能委员会(USNRC):(1 )在 3.5 万年内有过一次或多次活动的断层(2 )与其他活动
3、断层有联系的断层(3 )沿该断裂发生过蠕动或微震活动2、活断层的特征及分类(1 )活断层是深大断裂复活的产物( 2)活断层具有继承性和反复性(3)活断层按活动方式可以分为地震断层(粘滑型活断层)和蠕变断层(蠕滑型活断层) 3、活断层的识别标志有哪些?地质方面 最新沉积物的错断 活断层带物质结构松散 伴有地震现象的活断层,地表出现断层陡坎和地裂缝 地貌方面 断崖:活断层两侧往往是截然不同的地貌单元直接相接的部位 水系:对于走滑型断层( 1)一系列的水系河谷向同一方向同步移错(2)主干断裂控制主干河道的走向 山脊、山谷、阶地和洪积扇错开:走滑型活断层 近期断块的差异升降运动,可使同一级夷平面分离解
4、体,高程相差较大 不良地质现象呈线形密集分布 水文地质方面 导水性和透水性较强 泉水常沿断裂带呈线状分布,植被发育 历史资料方面 古建筑的错断、地面变形 考古 地震记载 地形变监测资料 水准测量、三角测量4、活断层区的建筑原则有哪些? 建筑物场址一般应避开活动断裂带 线路工程必须跨越活断层时,尽量使其大角度相交,并尽量避开主断层 必须在活断层地区兴建的建筑物,应尽可能地选择相对稳定地块即“安全岛” ,尽量将重大建筑物布置在断层的下盘。 在活断层区兴建工程,应采用适当的抗震结构和建筑型式。3、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
5、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。1、基本概念震级:是衡量地震本身大小的尺度,由地震所释放出来的能量大小所决定。烈度:地面震动强烈程度,受地震释放的能量大小、震源深度、震中距、震域介质条件的影响。在工程应用中常有地震基本烈度和设防烈度(设计烈度 )之分。地震基本烈度:一定时间和一定地区范围内一般场地条件下可能遭遇的最大烈度。一个地区的平均烈度设防烈度(设计烈度):是抗震设计所采用的烈度。是根据建筑物的重要性、经济性等的需要,对基本烈度的调整。卓越周期:地震波在地层中传播时,经过各种不同性
6、质的界面时,由于多次反射、折射,将出现不同周期的地震波,而土体对于不同的地震波有选择放大的作用,某种岩土体总是对某种周期的波选择放大得突出、明显,这种被选择放大的波的周期即称为该岩土体的卓越周期。 2、静力分析法与动力分析法静力分析法的前提是:1)建筑物是刚体,即建筑物的各部分作为一个整体,具有相同的加速度 2)建筑物的加速度和地面加速度是相同的 3)地震作用在建筑物上的惯性力是固定不变的,是由地面振动的最大加速度决定的。动力分析法的前提是:(1)建筑物结构是单质点系的弹性体。(2) 作用于建筑物基底的运动为简谐运动所测得的结构相同的动力反应不仅取决于地面运动的最大加速度,还取决于结构本身的动
7、力特征,最主要的是结构的自振周期和阻尼比。阻尼比越大,建筑物固有周期与地面振动周期差别越大,越难引起共振。 3、场地工程地质条件对震害的影响(1)岩土类型及性质软土硬土,土体基岩松散沉积物厚度越大,震害越大土层结构对震害的影响软弱土层埋藏愈浅、厚度愈大,震害愈大。(2)地质构造 离发震断裂越近,震害越大,上盘尤重于下盘。(3) 地形地貌突出、孤立地形震害较低洼、沟谷平坦地区震害大(4)水文地质条件 地下水埋深越小,震害越大。4、地震区抗震设计原则、措施(1)场地选择原则 1)避开活断层 2)尽可能避开具有强烈振动效应和地面效应的地段 3)避开不稳定斜坡地段 4)尽可能避开孤立地区、地下水埋深浅
8、的地区(2)抗震措施( 持力层和基础方案的选择)1)基础砌置在坚硬土层上 2)砌置深度应大一些,以防发震时倾斜 3)不宜使建筑物跨越性质不明的土层上 4)建筑物结构设计要加强整体强 2、简述地震发生的条件(1)介质条件:多发生在坚硬岩石中(2) 结构条件:多产生在活断层的一些特定部位:端点、拐点、交汇点等。(3)构造应力条件:多发生在现代构造运动强烈的部位,应力集中3、地震效应类型 地震效应可以分为振动破坏效应、地面破坏效应和斜坡破坏效应8、简述地震区抗震设计原则、措施 (1)场地选择原则 1)避开活断层 2)尽可能避开具有强烈振动效应和地面效应的地段 3)避开不稳定斜坡地段 4)尽可能避开孤
9、立地区、地下水埋深浅的地区(2)抗震措施(持力层和基础方案的选择)1)基础砌置在坚硬土层上 2)砌置深度应大一些,以防发震时倾斜 3)不宜使建筑物跨越性质不明的土层上 4)建筑物结构设计要加强整体强度,提供抗震性能。预防岩石风化的基本指导思想是:通过人工处理后,使风化营力与被保护岩石隔离,以使岩石免遭继续风化;降低风化营力的强度,以减慢岩石的风化速度7、场地条件对震害地区的影响 (1)岩土类型及性质软土硬土,土体基岩 松散沉积物厚度越大,震害越大土层结构对震害的影响软弱土层埋藏愈浅、厚度愈大,震害愈大。(2)地质构造离发震断裂越近,震害越大,上盘尤重于下盘。 (3) 地形地貌突出、孤立地形震害
10、较低洼、沟谷平坦地区震害大 (4)水文地质条件地下水埋深越小,震害越大。1 岩石风化的类型 岩石风化的类型有物理风化、化学风化和生物风化 2、风化壳的概念 遭受风化的岩石圈表层。3、影响岩石风化的因素?(1)气候因素 温度 温差大、冷热变化频率快:有利于物理风化 温度高:有利于化学风化 降雨( 湿度) 降雨量大:有利于化学及生物风化(2)岩性 矿物成分:抗风化能力 氧化物 硅酸盐 碳酸盐和硫化物 最稳定的造岩矿物:石英 岩浆岩:酸性岩中性岩基性岩 超基性岩 变质岩:浅变质岩中等变质岩深变质岩 沉积岩:抗风化能力岩浆岩、变质岩 化学成分: 活动性强的元素:K 、Na 等 活动性弱的元素:Fe、A
11、l、Si 等 同一种元素,所组成的化合物不同,岩石的抗风化能力也不同 结构特点 单一矿物组成的岩石抗风化能力较强:单矿岩复矿岩 矿物成分相同:等粒结构不等粒结构 单粒结构岩石抗风化能力较强 Si 质胶结Ca 质胶结泥质胶结(3) 地质结构:断层、层面、节理、沉积间断面、侵入岩与围岩接触面等 断层带(裂隙密集带) :囊状风化 层理面:差异风化崩塌等 节理、裂缝面:球形风化 4)地形 高度 海拔高地区:以物理风化为主 海拔低地区:化学风化速度较快 坡度 陡坡地段:风化速度较大,风化壳较薄 缓坡地段:风化速度较慢,风化壳较厚(5)其它因素 地壳运动 强烈上升期:风化速度快,风化壳厚度不大 稳定期:风
12、化彻底,风化壳厚度大 人类活动 人工开挖基坑、边坡、隧洞、砍伐森林等4、岩石风化的分带标志 1) 颜色 风化岩石在外观上表现出颜色的差异(2)破碎程度:风化程度越深,原岩破碎程度愈大 从深部完整新鲜岩石至地表:岩块块石碎石砂粒粉粘粒 总体上:上部以粉粘粒为主,夹砂粒、碎石;下部以块石、碎石为主,裂缝中夹粉粘粒 、砂粒 (3)矿物成分变化:不同风化带、矿物组合特点不同 剧风化带:除石英外,大部分矿物已经变异,形成稳定的矿物,如粘土矿物 弱、微风化带:矿物变异主要发生在块石裂缝周围,形成薄膜(4)水理性质及物理力学性质的变化由上至下: 孔隙性、压缩性由大变小 吸水性由强弱 波速由小大 强度由低高大
13、部分岩石经风化后,改变了原岩的物理力学性质,形成巨厚的风化壳。这是在地质历史时期发生的结果,其速度一般较慢,在工程使用期限内不致显著降低岩体的稳定性。但是有的岩石,如粘土岩及含粘土质的岩石风化速度较快,它们一旦出露,经数日甚至数分钟就开始出现风化裂隙,经数年甚至数月原岩性质就会发生显著变异。对于施工前能满足建筑物要求,但在工程使用期限内因风化而不能满足建筑物要求的岩石,甚至在施工开挖过程中易于风化的岩石,必须采取预防岩石风化的措施。预防岩石风化的基本指导思想是:通过人工处理后,使风化营力与被保护岩石隔离,以使岩石免遭继续风化;降低风化营力的强度,以减慢岩石的风化速度。例如为防止因温度变化而引起
14、的物理风化,可在被保护岩石表面用粘性土或砂土铺盖,其厚度应超过该地区年温度影响深度 510cm。一般说用亚粘土作铺盖材料时效果较好,它既可防止气温变化的影响,又因其渗透性微弱可防止气液的侵入。若是防止水和空气侵入岩体,可用水泥、沥青、粘土等材料涂抹被保护岩石的表面,或用灌浆充填岩石空隙。在国外曾采用各种化学材料浸透岩石,使之充填岩石空隙,或在空隙壁形成保护薄膜,以防止风化营力与岩石直接接触。有的采用化学材料中和风化营力,使其风化能力降低。这些方法由于费用昂贵,技术又较复杂,目前我国尚未普及推广。当以风化速度较快的岩石作地基时,基坑开挖至设计高程后,须立即浇注基础,回填闭。有时基坑开挖未达设计高
15、程前,根据岩石的风化速度,预留一定的岩石厚度,待浇注基础工作准备妥当后,再全段面挖至设计高程,然后迅速回填封闭:或分段开挖,分段回填。这些措施均能达到防止岩石风化的目的。 1、斜坡中重分布应力的特点: (1) 斜坡周围主应力迹线发生明显偏转(2) 在临空面附近造成应力集中,但在坡脚区和坡顶及坡肩附近情况有所不同:坡脚附近形成最大剪应力增高带,往往产生与坡面或坡底面平行的压致拉裂面。在坡顶面和坡面的某些部位形成张力带,易形成与坡面平行的拉裂面。 3) 坡体内最大剪应力迹线由原来的直线变成近似圆弧线,弧的下凹方向朝着临空方向。 (4) 坡面处由于侧向压力趋于零,实际上处于两向受力状态,而向坡内逐渐
16、变为三向受力状态2、斜坡变形的形式:拉裂(回弹) 、蠕滑 、弯曲倾倒 斜坡破坏的形式:崩塌、滑坡3、滑坡的形态要素 滑动面(带)、滑坡体、滑坡周界、滑床、滑坡前缘(滑坡舌)、滑坡壁、主滑线、滑坡台阶、滑坡洼地、滑坡裂缝4、滑坡的识别方法及标志 识别方法:航片解译、地面调查、勘探,从面 线 点识别标志:(1) 地形地貌方面滑坡形态特征、阶地、夷平面高程对比(2) 地质构造方面: 滑体上产生小型褶曲和断裂现象 滑体结构松散、破碎(3) 水文地质方面 结构破碎 透水性增高 地下水径流条件改变 滑体表面出现积水洼地或湿地,泉的出现(4) 植被方面:马刀树、醉汉林(5) 滑动面的鉴别:钻孔取样、变形监测
17、:钻孔倾斜仪5、影响斜坡稳定性的因素(1) 岩土类型及性质决定抗滑力的根本因素 坡形相同的情况下:坚硬岩石斜坡半坚硬岩石 松散土坡 沉积岩:层理软弱夹层 岩浆岩:原生节理发育,与岩石强度和风化作用有关 变质岩:由于矿物成分的差异导致工程地质性质的差异 滑坡往往集中在某些特定的岩层中易滑岩组 对于同一种成因类型的岩层,组成岩石的矿物成分及胶结物不同,其稳定性不同:硅质胶结钙质胶结泥质胶结 (2) 地质结构(岩体结构及地质构造) 结构面结构面的产状、力学性质、规模 沉积岩地区: 特大型的滑坡主要与层面构造有关在褶皱的两翼部位,结构面往往形成上陡下缓的勺 形沿着大的构造断裂带,滑坡往往呈带状分布按结
18、构面的产状与临空面的关系,可分为: a. 平迭坡:主要软弱结构面为水平的 b. 逆向坡:主要软弱结构面的倾向与坡面的倾向相反 c. 顺向坡:主要软弱结构面的倾向与坡面的倾向一致 时,稳定性最差,极易发生顺层滑坡 时,稳定性较好 d. 斜交坡:主要软弱结构面与坡面成斜交关系。其交角越小,稳定性就越差。 e. 横交坡: 主要软弱结构面的走向与坡面走向近于垂直,稳定性较好,很少发生大规模的滑坡。 (3) 地形地貌:斜坡坡度越大,切割深度越深,斜坡稳定性越差。(4) 地震:产生附加应力(5) 水的作用: 水平推力侧向水压力 浮托力减小滑动面上的有效应力 软化效应降低岩土体的抗剪强度 动水压力 冲刷、掏
19、空作用 6、刚体极限平衡法的基本原理 假设前提:a. 考虑破坏面上的极限破坏状态,而不考虑岩土体的变形。即视岩土体为刚体。b. 坏面上的强度由 C、(值决定,遵循强度判据。c. 体中的压力以正压力和剪应力的形式集中作用于滑面上,均视为集中力。d. 三维问题简化为二维(平面)问题来求解。 稳定性系数: 7、滑坡变形破坏的防治措施 六字方针:“挡、排、削、护、改、绕” 即避开、加固(抗滑桩、挡土墙、锚固)、移载、排水、岩土性质改良、护坡 治理工程常是采取综合治理措施1、渗透变形的定义及类型:岩土体在地下水渗透力(动水压力)的作用下,部分颗粒或整体发生移动,引起岩土体的变形和破坏的作用和现象。 管涌
20、:在渗流作用下,单个土颗粒发生独立移动的现象,又称潜蚀。根据渗透方向与重力方向的关系:垂直管涌、水平管涌按渗流方向与土层接触面的关系:垂直接触管涌、平行接触管涌流土:在渗透作用下,一定体积的土体同时发生移动的现象。2、渗透变形产生的条件 (1) 渗流的动水压力及临界水力梯度 当 dp=dQ 时,单元体处于悬浮状态,发生流土。此时渗流的水力梯度为临界水力梯度 Icr 。土粒越密实,n 越小,Icr 越大,土体越不容易发生渗透变形。 (2) 体结构特征决定了土体的抗渗强度 粗细颗粒直径比例:土体的排列方式决定着 D / d0 的值:当排列疏松时,D / d0 减小,D/d 减小,渗透变形广泛。当排
21、列密实时,D / d0 增大,D/d 增大,渗透变形不广泛。 细颗粒的含量:用细颗粒含量(来判别双峰型砾土的渗透变形型式:。细颗粒成分中粘粒含量增加,可增大土的凝聚力,土的抗渗强度增加,不易发生渗透变形。 土的级配特征:(3) 宏观地质因素 地层组合关系:单一型:多位于河流的上游,一般为砂卵(砾)石层,一般发生管涌,随着细粒成分的增多,可能流土。双层型:主要考虑表层粘性土的性质、厚度、完整程度。 多层型:除考虑表层粘性土层外,还考虑砂层透镜体或粘性土层透镜体或相变等造成水力梯度的突变等原因。 地形地貌条件:沟谷切割等改变了渗流的补给、渗流的长度、出口条件等。(4)工程因素 施工等破坏了表层具有
22、防渗作用的弱透水层。3、简述渗透变形的预测步骤 (1) 根据土体类型和性质,判定是否容易发生渗透变形及变形的类型(2) 确定土体中各点的实际水力梯度,尤其是最大水力梯度(3 确定相对于该土体的临界水力梯度和允许水力梯度(4) 判定渗透变形的可能性及其范围4、渗透变形的防治措施 (1) 垂直截渗:防渗帷幕、截水槽、混凝土防渗墙(2) 铺盖(3) 人工降低地下水位 (4) 反滤盖重 (5) 物理、化学方法改造、冻结、电动硅化、灌浆(化学浆液 1、混合溶蚀效应的概念 1、不同成分或不同温度的水混合后,其溶蚀能力有所增强的效应。 饱和溶液的混合溶蚀效应指两种或两种以上已失去溶蚀能力的饱和水溶液,在碳酸
23、盐岩体内相遇,混合后的溶液由原来的饱和状态变成不饱和状态,从而产生新的溶蚀作用,继续溶解碳酸盐岩。 不同温度溶液的混合溶蚀相效应如果有两种温度不同而饱和度相同的水相混合,或一种水溶液由高温变为低温,都可以加大 CO2 的溶解度,从而加强溶液的溶蚀能力,继续溶蚀作用。2、影响岩溶发育的因素(1) 碳酸盐岩岩性的影响 方解石含量越高, KV 越大;反之白云石含量越高,KV 越小。酸不溶物含量越高, KV 越小(2) 气候的影响: 降水: 水直接参与岩溶作用,充足的降水是保证岩溶作用强烈进行的必要条件。 水是溶蚀作用的介质和载体,充足的降水保证了水体的良好的循环交替条件,促进岩溶作用的强烈进行。 气
24、温: 气温升高,生物新陈代谢加快,土壤中有更多的 CO2 富集,但水中的 CO2 的溶解度减小,不利于岩溶作用。 气温升高,溶蚀速率增大,有利于岩溶作用。 总体上:气温升高有利于岩溶作用的进行。温热潮湿的热带、亚热带地区:岩溶作用较强烈高寒干燥的极地、寒带地区:岩溶现象不发育 (3) 地形地貌的影响 平坦地区:地表径流弱,入渗强烈,有利于岩溶发育 陡峭地区:地表径流强烈,入渗弱,不利于地下岩溶发育 突起地区:地下水位深,包气带厚度大,垂直岩溶发育 低洼地区:地下水位浅,汇水地带,岩溶发育强烈,以水平岩溶为主。(4) 地质构造的影响 断裂的影响: 沿断裂面岩溶发育强烈 各组破裂面相互交织、延伸进
25、而控制了岩溶发育的形态、规模、速度和空间分布。 各种破裂面相互交织,使地下水混合溶蚀效应明显,促进岩溶发育。 褶皱的影响: 褶皱的不同部位,裂隙发育不均匀,岩溶强度不同。核部比翼部发育。 大型褶皱控制了可溶岩的空间分布和地下水汇水范围及径流条件,影响着岩溶的发育。岩层组合的影响: 厚而纯的碳酸盐岩. 包气带:多发育垂直岩溶形态 . 地下水季节变动带:两方向岩溶均发育 . 饱水带:规模大、连续性好的水平岩溶 .深循环带:岩溶不很发育 碳酸盐岩夹非可溶性岩层 非可溶性岩层与碳酸盐岩互层:在同一时期,岩溶呈多层发育 非可溶性岩层夹碳酸盐岩:岩溶发育极弱 新构造运动的影响:地壳运动的性质、幅度、速度和
26、波及范围,控制着水循环交替条件及其变化趋势,从而控制着岩溶发育的类型、规模、速度、空间分布及岩溶作用的变化趋势。 上升期:侵蚀基准面相对下降,地下水位逐渐下降,侧向岩溶不发育,规模小而少见,分带现象明显,以垂直形态的岩溶为主。 平稳期:侵蚀基准面相对稳定,溶蚀作用充分进行,分带现象明显,侧向岩溶规模大,岩溶地貌较明显典型。 下降期:常形成覆盖型岩溶,地下水循环条件变差,岩溶作用受到抑制或停止。 间歇性上升:形成水平溶洞成层分布,高程与阶地相对应。 振荡升降:岩溶作用由弱到强,由强到弱反复进行,形成以垂直形态的岩溶为主,水平溶洞规模不大,而且成层性不明显。 间歇性下降:岩溶多被埋于地下,规模不大
27、,但具成层性,洞穴中有松散物充填。3、水库渗漏的研究内容 (1) 查明岩溶发育、分布规律重点查明溶洞、暗河的展布位置、规模等,进行岩溶泉水流量、高程调查,确定通道的位置及可能影响程度。(2) 分析地质条件 岩层组合:当夹有非可溶岩地层时,可借助该层防止渗透 地质构造: 褶皱 a.纵谷:与河流所处褶皱的部位有关 b.横谷:修水库不利,但充分利用隔水层,可能防止坝区渗漏。 c.斜交谷:具体分析 断层:既可有利于渗漏,又可不利于渗漏 岩体侵入:相对隔水层的分布位置 (3) 查明河间地块的水文地质条件 补给型:渗漏与否视蓄水后库水位与地下水位的补给关系而定。若建库后仍为补给型,不永久渗漏。若建库后为排
28、 泄型,则渗漏。 排泄型:建库后肯定会产生永久渗漏 悬托型:一定渗漏4、岩溶渗漏的防治措施(1) 截断渗漏通道:灌、铺、堵、截(2) 导水导气 5、简述覆盖型岩溶地基稳定性评价的方法 极限状态时:H k=h+Z+D 式中: Hk:极限状态时上覆土层的厚度 h :土洞高度 D:基础砌置深度 Z:基础底板以下建筑荷载的有效影响深度当 H Hk 时,地基是稳定的 当 H Hk 时,地基是不稳定的,是建筑荷载和土洞共同作用的结果 当 H h 时,仅土洞的发展就可导致地表塌陷降防治及控制措施。1、地面沉降的定义 地面沉降:指地面高程的降低,均指地壳表面某一局部范围内的总体下降运动。 2、地面沉降的地质环
29、境模式:近代河流冲积环境模式近代三角洲平原沉积环境模式 断陷盆地沉积环境模式3、地面沉降的防治措施表面治理措施:对已产生地面沉降的地区,要根据其灾害规模和严重程度采取地面整治及改善环境,其方法主要有;(1) 在沿海低平原地带修筑或加高挡湖堤、防洪堤,防止海水倒灌、淹没低洼地区。(2) 改造低洼地形,人工填土加高地面。(3) 改建城市给、排水系统和输油、气管线,整修因沉降而被破坏的交通线路等线性工程,使之适应地面沉降后的情况。(4) 修改城市建设规划,调整城市功能分区及总体布局。规划中的重要建筑物要避开沉降区。根本治理措施(1) 压缩用水量 2) 人工补给地下水(人工回灌)(3) 调整地下水开采
30、层位 1. 自然动力地质因素(1) 地球内营力作用 它包括地壳近期下降运动、地震、火山运动等。由地壳运动所引起的地面下降是在漫长的地质历史时期中缓慢地进行的,其沉降速率较低,一般不构成灾害性后果,但是在地壳沉降区内的不同地点下降速率并非完全一致,常常表现出相对不均一性。这种相对沉降差可能对某些地区的水准基点产生影响,从而影响到地面沉降量的测量精度(2) 地球外营力作用 它包括溶解、氧化、冻融等作用。地下水对土中易溶盐类的溶解,土壤中有机组分的氧化,地表松散沉积物中水分的蒸发等,均可能造成土体孔隙率或密度的变化,促进土体自重固结过程而引起地面下降 2. 人类活动因素 1) 持续性超量抽取地下水在
31、松散介质含水系统中长期的、周期性的开采地下水,当开采量超过含水系统的补给资源(即动储量)限额时,将导致地下水位的区域性下降,从而引起含水砂层本身的压密以及其顶底部一定范围内饱水粘性土层中的孔隙水向含水层运移(即越流作用)。在渗流的动水压力和土层孔隙水排出所相当之附加有效应力作用下,粘土层发生压密固结,从而综合影响导致了地面沉降。 (2) 开采石油 开采石油是人工抽取地下液体的另一种重要形式,在某些埋藏较浅的半固结砂岩含油层中,抽取石油可引起砂岩孔隙液压的下降,未完全固结的砂岩在上覆岩层自重压力作用下继续固结,引起采油区地断下降。(3) 开采水溶性气体 日本新隅因开采水溶性天然气甲烷而持续地大量
32、抽水,导致开采层地下水位下降及含气层的压缩,产生了大幅度的地面沉降。人类活动对地面沉降的诱发因素还包括:大面积农田灌溉引起敏感性土的水浸压缩;地面高荷载建筑群相对集中时,其静荷载超过土体极限荷载而引起的地面持续变形;在静荷载长期作用下软土的蠕变引起的地面沉降;地面振动荷载引起的地面沉陷等。在制订区域性规划或大规模工程建设的可行性研究阶段,地面沉降预测工作的重点在于应用地质理论对区域地质背景及工程地质条件进行分析研究,论证该区在未来人类活动诱发因素影响下,产生地面沉降的可能性。根据区域水文地质及工程地质条件初步圈定在工程了开发过程中可能的沉降地区。运用地质成因历史分析方法,对可能沉降区的各压缩层
33、土体固结历史及固结状态进行研究,建立各主要沉降层的固结历史曲线。根据区域规划拟定的资源开发方案(地下液体开采规划),对可能沉降区的沉降量进行初步预测;并根据预测结果对区域规划提出修正意见。对于已进入工程开发阶段并已出现地面沉降问题的地区,预测工作的重点是建立地面沉降的长期观测站、网系统,开展沉降量、地下水位及孔隙水压力的监测工作。利用实测资料建立沉降量、地下水位及时间的相关关系,并对沉降层主要力学参数进行校核。利用已得到的沉降量与地下水位的相关曲线,经校正后按可能的抽液开采计划用外延法推算地面沉降的发展趋势。根据预测结果制订缓和地面沉降的治理方案。作出各种分析性图件表示预期的地面沉降地点及可能
34、范围,是最好的预测形式(1) 空间分布特征:震中位置:震中主要集中在断层破碎带附近往往密集成条带状或团块状,其延伸方向大体与库区主要断裂线平行或与 X 型共轭剪切断裂平行常分布于库区岩溶发育部位或断裂构造与岩溶裂隙带的复合部位 震源较浅,震源体较小,一般发生在低烈度区(2) 地震活动与库水位的关系绝大多数水库的地震活动与库水位呈正相关少数水库区的地震活动性随着库水位的增加而明显地降低,呈负相关1识别滑坡的标志有:(1)地形地貌方面:滑坡形态特征、阶地、夷平面高程对比(2)地质构造方面:滑体上产生小型褶曲和断裂现象滑体结构松散、破碎(3)水文地质方面:结构破碎 透水性增高 地下水径流条件改变 滑
35、体表面出现积水洼地或湿地,泉的出现(4)植被方面:马刀树、醉汉林(5)滑动面的鉴别勘探:钻探变形监测:钻孔倾斜仪2场地工程地质条件对震害的影响有如下几个方面:(1)岩土类型及性质:软土硬土,土体基岩松散沉积物厚度越大,震害越大土层结构对震害的影响:软弱土层埋藏愈浅、厚度愈大,震害愈大。(2)地质构造离发震断裂越近,震害越大,上盘尤重于下盘。(3)地形地貌突出、孤立地形震害较低洼、沟谷平坦地区震害大(4)水文地质条件地下水埋深越小,震害越大。4简述新构造运动对岩溶发育的影响。地壳运动的性质、幅度、速度和波及范围,控制着水循环交替条件及其变化趋势,从而控制着岩溶发育的类型、规模、速度、空间分布及岩
36、溶作用的变化趋势。新构造运动的基本形式有三种:(1)上升期:侵蚀基准面相对下降,地下水位逐渐下降,侧向岩溶不发育,规模小而少见,分带现象明显,以垂直形态的岩溶为主。(2)平稳期:侵蚀基准面相对稳定,溶蚀作用充分进行,分带现象明显,侧向岩溶规模大,岩溶地貌较明显典型。(3)下降期:常形成覆盖型岩溶,地下水循环条件变差,岩溶作用受到抑制或停止。从更长的地质历史时期来看:(1)间歇性上升:上升稳定再上升再稳定形成水平溶洞成层分布,高程与阶地相对应。(2)振荡升降:岩溶作用由弱到强,由强到弱反复进行以垂直形态的岩溶为主,水平溶洞规模不大,而且成层性不明显。(3)间歇性下降:下降 稳定 再下降 再稳定岩溶多被埋于地下,规模不大,但具成层性,洞穴中有松散物充填。从层状洞穴的分布情况及充填物的性质,可查明岩溶发育特点及形成的相对年代。