土木工程地质勘查.ppt

②流土 一般发生在以粘性土为主的地带。因土体比较致密，颗粒间具有一定的粘结力。在渗透水压力作用下，细颗粒不易被水流带走，而是整体地同时浮动或隆起，这种现象称为“流土”。坝基若为河流沉积的二元结构土层组成，特别是上层为粘性土，下层为砂土的地段，下层渗透水流的动水压力如超过上覆粘性土体的自重，就可能产生流土。这种渗透变形常会使下游坝脚处渗透水流出，出现成片的土体破坏、冒水或翻砂现象，如不处理将直接威胁大坝安全。 (2)坝基渗透变形的预测 渗透变形预测是坝基渗透稳定性评价的主要内容。坝下游坡脚处系渗透水流逸出段，渗流方向由下向上，该地段最容易发生渗透变形，所以需重点预测坝下游渗透上升段范围内的渗透变形，只要该地段实际水力梯度超过了允许水力梯度，就可能发生渗透变形。 预测的步骤是：①判定渗透变形的形式；②确定坝基各点(主要是下游坝脚处)的实际水力梯度；③确定临界水力梯度；④确定允许水力梯度；⑤划分出可能发生渗透变形的范围。 3．坝基抗滑稳定问题 (1)坝基滑动的形式 修建在岩基上的刚性坝，坝基可能的滑动破坏类型有三种，即表层滑动、岩体浅部滑动及岩体深部滑动。 ①表层滑动 坝体混凝土底面与基岩接触面之间发生的平面剪切破坏(图10—3a)。它主要受接触面剪力强度的控制。当坝基岩体坚硬完整、无控制滑移的软弱结构面存在，岩体强度远大于混凝土与基岩接触面的强度时，就可能发生此种形式的滑动破坏。 ②浅层滑动 当坝基浅部岩体的抗剪强度既低于混凝土与基岩接触面的强度，又低于深部岩体的强度时，便发生这种类型的滑动破坏(图10—3b)。产生的条件是：坝基浅部岩体破碎，裂隙网络发育，抗剪强度低，不足以抵抗库水的推力，破坏面往往呈参差状。 ③深层滑动 当坝基岩体一定深度范围内存在软弱结构面，它们在荷载作用下组合成危险滑移体时，就可能发生深部滑动(图10—3c)。此时岩体强度将主要由岩体中抗剪强度最低的软弱结构面控制，该面称之为滑移控制面。由于这种滑移形式较多，边界条件也比较复杂，所以是工程地质重点研究的对象。 此外，当坝基岩体不均一，强度高低不等，或局部地段存在组成深部滑动的软弱结构面时，地基滑动破坏将可能部分在坝基接触面上发生，部分在岩体软弱结构面上发生，即为混合滑动(图10—3d)。 坝基可能滑移形式的确定，是进行坝基抗滑稳定计算、坝基岩体力学模型试验及定性与定量评价坝基稳定性的先决条件。 2．坝肩抗滑稳定问题 坝肩的抗滑稳定问题，往往在拱坝的设计中比较突出。拱坝的受力特点在于利用拱圈的作用；将上游水压力等荷载传到两岸岩体上来维持稳定。两岸岩体中存在的软弱夹层或各种结构面等，往往成为拱坝坝肩是否稳定的关键因素。重力坝或支墩坝也同样存在着坝肩稳定的问题，需根据具体情况进行分析。本节仅就拱坝坝肩稳定的地质条件进行分析。 由于拱坝坝体薄，坝肩的失稳常导致拱坝的破坏。常见的可能导致坝肩失稳的地质条件如下： (1)坝肩岩体内存在(或潜在)滑裂面，如各种裂隙面、断层面、软弱夹层、片理面、不整合面等。它们的延伸方向与拱坝的推力方向间的夹角愈小，对坝肩稳定愈不利，亦即沿此方向产生滑裂破坏的可能性越大，如图10—4所示。 (3)有害气体与岩爆 在洞室掘进中，常会遇到各种对人体有害的易于燃烧、爆炸的地下气体，特别是当洞室通过煤系、含油、含炭或沥青的地层时，遇到地下气体的机会更多。这些有害气体是：沼气、二氧化碳及硫化氢等，在地下工程的工程地质勘察过程中，应细心测定洞室通过岩层的各种有害气体，提出通风措施及其它安全防护措施的建议，以确保工程的顺利进行。 在坚硬岩体深部开挖时，岩石突然飞出和剧烈破坏的现象，称之为岩爆。目前，对岩爆现象的解释不一。多数人认为岩爆是一种应力释放现象，它只存在于某些个别岩层中，并非普遍现象。其发生的条件大体是：①岩层经受过较强的地应力作用；②岩石具有较高的弹性强度；③埋藏位置具有较严紧的围限条件。应力产生集中，变形受到限制，造成巨大能量积蓄在岩体内，一旦围限解除，便发生岩爆。岩爆大多发生于区域性、压扭性大断裂带附近或埋藏较深的硅质硬脆性岩层中。 (4)洞口稳定问题 洞口是隧道工程的咽喉部位，洞口地段的主要工程地质问题是边、仰坡的变形问题。其变形常引起洞门开裂、下沉或坍塌等灾害。 2．土体地下工程的工程地质问题 在土体中开挖洞室时，遇到的主要工程地质问题包括上部土体的压力和涌水问题。在土体中，地下洞室围岩上部压力最大，如对饱水细砂及淤泥质土层，几乎洞顶以上一直到地表的土层重量都是以山岩压力的形式作