第 6 章不良地质现象的工程地质问题（可编辑）
6. 不良地质现象的工程地质问题 6.7 不良地质现象对地基稳定性的影响 地基 承载力 ? 持力层的选择 S 在地基内一般选择的持力层应是承载能力高、变形小以 及有利于建 构 筑物和地基稳定的岩土层。在地基的勘察中应对地层结构及其工程 性质详细了解，如岩土层的产状、层厚变化、岩土层的物理力学性质。对于岩质地 基，还要了解地基岩石的风化程度和风化深度，岩基中的断层、节理和破碎程度 等。当可作为持力层的岩土层埋藏较深时，则宜采用深基础或桩基以利用此硬土 层，或对地基上部软土层加固。 6. 不良地质现象的工程地质问题 6.7 不良地质现 象对地基稳定性的影响 地基承载力 ? 地基均匀性的判断 S 高层建筑或一些重型建 筑可能产生较大的地基变形。因此要提供地基岩土的变形性质指标以作为地基变形 计算。 同时，由于建 构 筑物重心高，容易产生横向整体倾斜，因而必须查清地 基岩土在纵横两个方向的不均匀性，高层建筑往往周边有裙房连接，荷载差异很 大，因而在选择地基时要处理好高层建筑主体与裙房之间的差异沉降问题。 6. 不 良地质现象的工程地质问题 6.7 不良地质现象对地基稳定性的影响 地基承载力 ? 地基均匀性的判断 S 对于工程地质勘察来说，必须勘察清楚地基的岩土层结构、 岩土的物理力学性质、软弱夹层和透镜体的作用以及地下水的埋藏条件等，做出地 基均匀性的评价。对于高层建筑要求地基的均匀性较高， 地震是一种地质现象， 就是人们常说的地动，它主要是由于地球的内力作用而产生的一种地壳振动现象。 根据统
计，地球上每年约有 15 万次以上或大或小的地震。人们能感觉到的地震平均 每年达三干次，具有很大破坏性的达 100 次。 6. 不良地质现象的工程地质问题 6.6 地震及其效应 地震的概念 5.12 四川汶川大地震 地震主要发生在近代造山运 动区和地球的大断裂带上，即形成于地壳板块的边缘地带。 由于地震是地壳运动 的表现之一，它分布于新生代以来 从 6000万年前到现在 明显的构造活动带上。 即大地震主要发生在板块边缘及大断裂带上。在地球上，地震主要发生在环太平洋 地震带、地中海 , 喜马拉雅地震带、大
西洋海岭地震带等。 6. 不良地质现象的工程 地质问题 6.6 地震及其效应 地震的概念 6. 不良地质现象的工程地质问题 6.6 地 震及其效应 地震的概念 震源深度 : 浅源地震 70km 中源地震 300km 深源地震 700km 震中距 ? 震源和震中 6. 不良地质现象的工程地质问题 6.6 地震及其效应 地震的概念 ? 地震的一般特点 地震时，地面微动，接着剧烈振动，短时间后消 失，在大地震时像这样一系列的振动要反复发生若干次。 地震序列 : 其中最初发生 的小振动称为前震。前震活动逐渐增加后，接着发生激烈的大地震，称做主震。主 震之后继续发生的大量的小地震称为余震。余震是成群性的。 我国在夏桀 52 年时 公元前 1767 就有地震记载。对地震的研究也以我国为最早。东汉张衡在公元 132 年 东汉顺帝阳嘉元年 就创制了候风地动仪，这个地震仪可以测定某个方向有地震 发生。最近的年代，由于地震的频繁和破坏性影响很大，因而促进了对地震研究的 发展。在工程地质上也加强对地震的研究，特别是地震对工程建筑场地和地基稳定 影响的研究。 6. 不良地质现象的工程地质问题 6.6 地震及其效应 地震的概 念 ? 地震的一般特点 四川省地震局提供的汶川 8.0 级地震序列分布图 （5 月 12 日 至 5 月 19 日） 。 新华社发 6. 不良地质现象的工程地质问题 6.6 地震及其效应 地 震的成因 中源地震
（70,300Km）深源地震（300,700Km）火山地震 陷落地震 人工诱 发地震浅源地震
（0,70Km）按震源深浅分为构造地震按成因分为分类（最广、 最多、最严重 ） 6. 不良地质现象的工程地质问题 6.6 地震及其效应 地震波及其传 播 在介质内部传播 分为？？纵波（P波，质点振动方向与波前进方向平行）？？横波 （S 波，质点振动方向与波前进方向垂直 ） 面波 限于界面附近传播，由体波到达地 面后激发的次生波 分 为 体波 分为 ??瑞利波 R, 在地面滚动，质点在平行于波传 播方 向的垂直平面内作椭圆运动，长轴垂直于地面？？勒夫波L，质点在水平面内
垂直于波前进方向 作水平振动作蛇行运动 6. 不良地质现象的工程地质问题 6.6 地震及其效应 地震波及其传播 ? 不同地震波到达顺序及样式 面波对建筑物的破坏 最大（常具有很大振幅，能在建筑物地基之下造成水平剪切 ） 6. 不良地质现象的工 程地质问题 6.6
地震及其效应 地震级和地震烈度 ? 震级 它是地震震源释放出的 能量大小的一种量度，可表示地震本身强度大小的等级。它的最初定义 里希特 是 : 距震100km处用标准地震仪 周期0.8s，阻尼系数0.8，放大倍数2800实测最大 水平地动位移的对数来确定。例如：当测得的振幅10mm即卩10 000 ym时，它的对 数为 4，地震定为 4级。 2.0*I019 5 3.6*1024 8.5 6.3*1017
4 6.3*1023 8 2.0*1016 3 2.0*1022 7 6.3*l014 2 6.3*1020 6
2.0*1013 I E（尔格）M级E（尔格）M级 震级M与能量E之间的关系6.不良 地质现象的工程地质问题 6.6 地震及其效应 地震级和地震烈度 ? 震级 6. 不良地 质现象的工程地质问题 6.6 地震及其效应 地震级和地震烈度 ? 地震烈度 地震烈 度是对地震时地表和地表建筑物遭受影响和破坏的强烈程度的一种量度
P177，表
6-4 。 基本烈度 ： 指一个地区在今后一定时期内，在一般场地条件下可能遭遇的最 大地震烈度，即现行《中国地震动参数区划图》规定的地震动参数“对应的”地震 烈度。 中国地震局所编制的 1,400 万《中国地震动参数区划图 2001 》上标示的 地震动参数值是指在 50 年期限内一般场地条件下可能遭受超越概率为 10,的烈度 值。 50 年超越概率为 10%的风险水平，是目前国际上一般建筑物普遍采用的抗震 设防标准。 6. 不良地质现象的工程地质问题 6.6 地震及其效应 地震级和地震烈 度 ? 地震烈度 6. 不良地质现象的工程地质问题 6.6 地震及其效应 地震级和地震 烈度 ?地震烈度 （建筑）场地烈度：是指在建筑场地范围内，由于地质条件、地形地 貌条件及水文地质条件不同而引起对基本烈度的提高或降低。 设计烈度：是指抗震 设计中实际采用的烈度。它是根据建筑物的重要性，永久性、抗震性及经济性等的 需要对基本烈度的调整。 6. 不良地质现象的工程地质问题 6.6 地震及其效应 地
震级和地震烈度 ?震级与地震烈度的关系 震级与烈度关系表 （表 6-5） 12 11 9,10 7,8 6,7 4,5 3 1,2
震中烈度 8 级以上 8 7 6 5 4
3 3 级以下 震级 6. 不良地质现象的工程地质问题 6.6 地震及其效应 地震效 应 ? 地震力效应 地震区对场地的地震效应有 : 地震力效应、地震破裂效应、地震液 化效应和地震激发地质灾害的效应等。 地震可使建 构 筑物受到一种惯性力的作 用，这就是地震波对建 构 筑所直接产生的惯性力，这种力称为地震力。 当建筑 物经受不住这种地震力的作用时，建 构 筑物将会发生变形、开裂，甚至倒塌。 6. 不良地质现象的工程地质问题 6.6 地震及其效应 地震效应 ? 地震力效应 1999 年 9.21 集集地震水库大坝破坏 2008 年 5.12 汶川地震漩口中学破坏 2008 年 5.12 汶 川地震宿舍楼一层垮塌 2008 年 5.12 汶川地震北川县城破坏 6. 不良地质现象的工 程地质问题 6.6 地震及其效应 地震效应 ? 地震力效应 从物理学知道，力的大小 可以传至单位质量上物体的加速度来测定的，如果受力物体的加速度为已知，即可 计算受力物体所受的外力。 地震系数 : 它是地震时地面最大加速度与重力加速度之 比值。通过大量数据的总结，目前我国的地震烈度表上已列出各级烈度相应的地震 最大加速度值，亦即总结出地面最大加速度与地震烈度的关系。其规律是 : 烈度每 增一度，最大地面加速度大致地增大一倍，亦即地震系数 K 增大一倍。 地震时，
地震加速度是有方向性的，有水平向的及垂直向的，因而地震力也有方向性。 卓 越周期 : 若某一周期的地震波与地基土层固有周期相近，由于共振作用，这种地震 波的振幅将得到放大，此周期称为卓越周期。 a—为地面最大加速度，g—重力加 速度 6. 不良地质现象的工程地质问题 6.6 地震及其效应 地震效应 ? 地震破裂效 应 在震源处以震波的
形式传播于周围的地层上，引起相邻的岩石振动，这种振动具有很大的能量， 它以作用力的方式作用于岩石上，当这些作用力超过了岩石的强度时，岩石就要发 生突然破裂和位移，形成断层和地裂缝，引发建 构 筑物变形和破坏，这种现象称 为地震破裂效应。 1 地震断层 2 地裂缝 6. 不良地质现象的工程地质问题 6.6 地 震及其效应 地震效应 ?地震破裂效应 布喀达板峰 太阳湖 马兰山 S 2001 年 11 月 14 日昆仑山口西 8.1 级地震太阳湖西岸地震断层 2008 年 5.12 汶川 8.0 级地震 6. 不良地质现象的工程地质
问题 6.6 地震及其效应 地震效应 ? 地震破裂效应 S 地震形成的宽约0.6m地表张裂缝2001年11月14日昆仑山口西8.1级地震6.不 良地质现象的工程地质问题 6.6 地震及其效应 地震效应 ? 地震破裂效应 S 太阳 湖西 布喀达板峰 布喀达板峰 库塞湖 柴达木盆地 斜勒武担错 太阳湖 6. 不良地 质现象的工程地质问题 6.6 地震及其效应 地震效应 ? 地震液化效应 S 干的松散 粉细砂土受到震动时有变得更为紧密的趋势，但当粉细砂土层饱和时，即孔隙全部 为水充填时，振动使得饱和砂土中的孔隙水压力骤然上升，而在地震过程的短暂时 间内，骤然上升的孔隙水压力来不及消散，这就使原来由砂粒通过其接触点所传递 的压力 称有效压力 减小。当有效压力完全消失时，砂土层会完全丧失抗剪强度和 承载能力，变成像液体一样的状态，这就是通常所称的砂土液化现象。 地基液化 导致建筑物整体倾斜 1985 年墨西哥地震 6. 不良地质现象的工程地质问题 6.6 地 震及其效应 地震效应 ? 地震液化效应 S 地震液化有如下的宏观液化现象 1 喷砂 冒水 它是土体中剩余孔隙压
力区产生的管涌所导致的水和砂在地面上喷出。 2 地下砂层液化 它是指地基 中某些砂层，在其上虽覆盖有一定厚度 一般小于 l0m 的非液化土层，但当地震烈 度大于 7度时，地下饱水砂层可发生液化。这时地基的强度降低。 1976 年唐山 7.8 级地震喷沙 1999 年集集地震地震引起砂土液化 台中港 1-4 码头 6. 不良地质 现象的工程地质问题 6.6 地震及其效应 地震效应 ? 地震激发地质灾害效应 S 强 烈的地震作用能激发斜坡上岩土体松动、失稳，发生滑坡和崩塌等不良地质现象。 2008年汶川 8.0 极地震引发的滑坡、崩塌、泥石流等现象 通往汶川的公路 1933 年叠溪 7.5 级地震形成的堰塞湖 6. 不良地质现象的工程地质问题 6.6 地震及其效 应 地震效应 ? 地震激发地质灾害效应 S 滑坡、崩塌、泥石流等堵塞溪水河流，形 成堰塞湖，对下游形成巨大威胁 6. 不良地质现象的工程地质问题 6.7 不良地质现 象对地基稳定性的影响 S 人工地基 : 换土垫层，水泥土桩、碎石桩复合地基等 d 基础 地基 埋深 天然地基 6. 不良地质现象的工程地质问题 6.7 不良地质现象对 地基稳定性的影响 S 桩基础 深基础 埋深 5m 特殊方法施工 考虑侧
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