工程地质与土力学第3、4章不良地质、地下水讲解.ppt

第 3 章 不良地质现象的工程地质问题 （2）化学风化 A．水化作用 B．氧化作用 C．水解作用 D．溶解作用 §3.2 河流地质作用 河曲的发展 §3.3 滑坡与崩塌 一、地下水的基本知识 1.地下水的定义 储藏和运动于岩土的空隙（孔隙、裂隙、溶隙）的地表以下的水。 6.地下水的分类—按埋藏条件分类 （1）上层滞水 （2）潜水 （3）承压水 二、地下水的地质作用 1.定义 地下水对岩土层的破坏和建造作用。 2.过程 （1）剥蚀（潜蚀）作用 （2）搬运作用 （3）沉积作用 滑坡对铁路、公路的破坏也是常见的 2.意义 （1）生产生活水源—干旱缺水地区 （2）威胁工程建设—高层建筑、地下工程 基坑、涌水、滑坡、沉陷、膨胀，导致工程结构承载力下降、变形、失稳、寿命缩短 3、地下水的分层 包气带水 地下水面以上。 饱水带水 地下水面以下。 4、依据岩土的水理性质把岩土层分为 含水层： 给出并透过相当水量的岩土层。 隔水层： 不透水但可含水的岩土层。 滞水层：弱透水的岩土层（介于含水层与隔水层之间）。 包气带中的水. 特征：接近地表，接受大气降水补给，以蒸发形式或向隔水底板边缘排泄。动态变化很不稳定。 工程意义：常始料不及涌入基坑。 供水意义不大。 在寒冷地区易引起道路冻胀和翻浆. 土质边坡滑坍、黄土路基沉陷等 上层滞水 1－砂层 2－隔水层 3－含水层 4－潜水面 5－基准 面 埋藏在地面以下第一个稳定隔水层之上具自由水面的重力水。 特征：与大气相通，具自由水面，补给区与分布区一致，动态受气候影响较大，潜水面形状受地形影响，影响工程建设。 潜水 潜水与地表水的关系 潜水补给河流 河流补给潜水 单侧补给 承压水 充满于两个隔水层之间的含水层中承受水压力的重力水。 A－补给区 B－承压区 C－排泄区 特征：不具自由水面，并承受一定的水头压力。分布区和补给区不一致。动态变化较稳定。不易受地面污染。 * * * * 内容提要 不良地质现象: 指由于地质作用或人类活动所引起的地表和地下岩体的各种变形及运动，对工程建设具有危害性的地质现象。 本章就常见的不良地质现象，如风化作用、河流地质作用、滑动与崩塌、岩溶与土洞等，重点阐述其作用特点、形成规律和对水利工程的不良影响及所采取的防治措施。 §3.1 风化作用 1．风化作用的概念 岩石经受着风、电、大气降水和温度以及生物活动等因素的影响，岩石会发生破碎或成分变化，逐渐崩解、分离为大小不等的岩屑或土层。 岩石的这种物理、化学性质的变化称为风化；引起岩石这种变化的作用称为风化作用。 引起这些作用发生的风化因素统称为风化营力；被风化的岩石圈表层称为风化壳。 风化作用的结果导致岩石的强度和稳定性降低，对工程建筑条件起着不良的影响，许多滑坡、崩塌等不良地质现象大部分都是在风化作用的基础上逐渐形成和发展起来的。 2．风化作用的类型 按风化作用的因素不同，风化作用可分为三大类型： 物理风化 化学风化 生物风化 引起岩石物理风化作用的因素主要是温度变化（热力风化）和岩石裂隙中水分的冻结（冻融风化）。???? 物理风化:岩石受到机械破坏作用后，岩石分裂成很多小的碎屑的过程。 （1）物理风化 ???? A．热力风化：温度的变化产生温差，促使岩石膨胀和收缩交替地进行，久之则引起岩石破裂。岩石是热的不良导体，导热性差，受阳光影响的岩石昼夜温度变化仅限于很浅的表层；由温度变化引起岩体膨胀所产生的压应力和收缩所产生的张应力也仅限于表层。这两种过程的频繁交替遂使岩石表层产生裂缝以至呈片状剥落。 热力风化 热力引起岩石的片状风化 花岗岩的热力风化 B．冻融风化：岩石孔隙或裂隙中的水在冻结成冰时，体积膨胀(约增大9%)，故对围限它的岩石裂隙壁施加很大的压应力（可达200Mpa），使岩石裂隙加宽加深；当冰融化时，水沿扩大了的裂隙渗入到岩石更深的内部，并再次冻结成冰。冻结、融化频繁进行，使裂隙加深扩大，以至使岩石崩裂成为岩屑。 冻融风化 冻融风化作用示意图 冻融风化 FeS2 + nO2 + mH2O?? →??FeSO4??? ?? 黄铁矿 硫酸亚铁 ?→? Fe2(SO4)3?→??Fe2O3?nH2O ? ?硫酸铁???????? 褐铁