岩土工程土木工程的分支,涉及土木工程中土或岩石的勘察、试验、评价、利用、整治或改造的技术科学服务于工程建设和运营的全过程。而在详勘阶段、施工补勘阶段,特别是在重大复杂的工程建设中,更显示出其突出的作用.工程地质(地质工程)地质学(地质资源与地质工程)的一个分支,调查、研究、解决涉及各类工程建设场地地质问题的科学.在工程建设的可行性研究阶段、场址选择阶段,甚至初步勘察阶段的勘察、评价,确定拟建场地稳定性时其作用突出.灾害效应原生效应是由灾害事件本身造成的;次生效应是由主要灾害事件诱发的灾害性过程造成的,它与主要灾害事件本身无直接关系;后续效应往往是长期的甚至是永久性的。直接损失(或称直接影响)指事件发生后立即产生的后果,它是由灾害对人类及其财产和环境的直接破坏而产生的,大多数情况下可以用准确可靠的货币价值来衡量。间接损失(或称间接影响)指在一场灾难中以第二顺序出现的后果间接损失比直接损失造成的影响持续时间要长得多,并且这种影响多是无形的,不易用货币价值来计算。地质灾害是指在地球的发展演化过程中,由各种自然地质作用和人类活动所形成的灾害性地质事件。地质灾害在时间和空间上的分布及变化规律,既受制于自然环境,又与人类活动有关,往往是人类与地质环境相互作用的结果。一般认为,地质灾害是指由于地质作用(自然的、人为的或综合的)使地质环境产生突发的或渐进的破坏,并造成人类生命财产损失的现象或事件。地质灾害的分类方案按空间分布状况分陆地地质灾害:地面地质灾害、地下地质灾害地质灾害:海底地质灾害和水体地质灾害按地质环境变化速度分突发性地质灾害:火山、地震、崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷渐进性地质灾害:水土流失、地面沉降、土地荒漠化按灾害成因分自然动力型人为动力型自然与人为动力复合型地质灾害的属性特征自然属性:与地质灾害的动力过程有关的各种自然特征,如规模、强度、频次以及灾害活动孕育条件、变化规律。社会经济属性:与成灾活动密切相关的人类社会经济特征,如人口和财产的分布、工程建设活动、资源开发、经济发展水平、防灾能力等。地质灾害是自然动力作用与人类社会经济活动相互作用的结果,二者是一个统一的整体。致灾体是由地质自然动力作用引起的灾害活动;受灾体是人、人类劳动创造的物质财富以及自然界提供给人类直接开发利用的资源和环境。地质灾害灾情基本要素(1)灾害背景要素或孕灾环境要素a自然条件评价区地质因素-地层、岩性、地质构造与新构造等因素地形地貌因素-地貌类型、海拔高程、地形高差或切割深度等因素;气候因素-气候类型、降水量、暴雨程度等因素;水文因素-所属水系、水位流量变化等因素;植被因素-植被类型、覆盖程度等因素。b社会经济条件人口数量、密度;城镇及重要企业、工程设施的分布;工农业产值、国民生产总值及社会经济发展水平;防灾工程及减灾能力等。(2)致灾体或灾害活动要素反映地质灾害活动程度,也称为灾害要素。主要包括:灾害种类、灾害活动规模、强度、频次、密度、成灾范围、灾害等级等(3)受灾体要素或成灾体要素主要包括受灾体类型、数量、价值,对不同灾害的承载能力和灾后的可恢复性等。(4)破坏损失要素主要包括地质灾害的破坏效应和损失构成;受灾体种类、损毁数量、损毁程度;灾害造成的经济损失;灾害等级、风险等级等。(5)防治工程要素主要包括地质灾害防治工程措施、防治投入、防治效果与防治效益等地质灾害灾情评估的内容灾前孕育阶段(背景灾情)——地壳构造运动、地灾害能量聚集;社会经济发展与劳动财富积累灾害活动阶段(中心灾情)——灾害动力活动、物质运动与能量释放、受灾体破坏损毁生命财产资源、环境损失灾害恢复阶段(辅助灾情)——灾害活动停止、能量暂时平衡抗灾、救灾、重建社会经济恢复、发展研究方法——点评估主要是对潜在灾害体或已经出现的灾害现象进行分析评价,确定未来的灾害发生几率、可能的规模和危害范围、活动强度及破坏程度等。——面评估是对一个地区某一类或几类地质灾害的活动程度进行分析评价,确定研究区未来灾害的类型、活动频率、强度、规模及其破坏能力,并进行危险性分区。——区域评估是对大范围内多种地质灾害活动强度的综合分析评价,通过危险性区划确定区域性地质灾害的活动水平和危害程度。(1)突发性地质灾害发生概率的确定确定突发性地质灾害发生概率的方法很多,常用的有经验法、动力分析法与条件分析法、历史灾害频数统计法等(2)渐进性地质灾害发展速率的确定评价对象是已经发生灾害的地区评价内容主要是地质灾害的未来活动强度和成灾水平评价方法主要有约束外推法和模拟模型法两种(3)地质灾害危害范围的确定地质灾害危害范围的大小主要取决于灾害类型、活动规模和活动方式。(4)区域地质灾害危险性区划目的是把地质条件复杂、危险性程度参差不齐的大面积评价区,划分成若干个地质灾害活动条件和危险程度相近的单元,作为确定评价参数、实现区域评价的基础,它所反映的是不同地区地质灾害危险性的相对差异。地质灾害风险评估分为以下四个方面:危险性评价:分析地质灾害的活动条件,确定灾害活动强度(规模)、频度、密度、危害范围;易损性评价:划分受灾体类型,统计分析可能受灾损毁数量、损毁程度、并核算价值;破坏损失评价:核算人员仿亡和经济损失程度,评定灾度等级和风险等级;防灾工程效益评价:分析地质灾害的可防治性,评价防治工程的经济效益和社会效益、环境效益。以上4个方面的评价工作中,危险性评价和易损性评价是灾害风险评价的基础,破坏损失评价是灾害风险评估的核心,防治工程效益评价是灾害风险评价的应用地质灾害危险性评价地质灾害危险性是地质灾害自然属性的体现,评价的核心要素是地质灾害的活动强度,是对孕灾体的评价。从定性分析看,地质灾害的活动强度越高,危险性越大,灾害的损失越严重。A历史灾害危险性①已发生的地质灾害的活动强度;②评价要素为灾害的类型、规模、活动周期以及研究区内灾害的分布密度;③通过调查统计获取相关的资料和信息。B潜在灾害危险性①具有灾害形成条件但尚未发生的地质灾害的潜在危害性②评价要素包括地质条件、地形地貌条件、气象水文条件、植被条件和人为活动条件等③在调查研究的基础上通过一系列分析计算才能获取有关的资料。崩塌:陡崖或陡峭斜坡上的岩土体在重力作用下,突然脱离母体,发生崩落、滚动的现象或者过程。滑坡:斜坡上岩、土体以各种方式顺坡向下的运动,统称为滑坡;滑坡是地表起伏不平的地形形成过程中经常发生的一种地质作用。泥石流:大量积聚的泥沙、岩屑、石块等,在水分的充分浸润饱和下,沿着斜坡(更主要是沿着谷地),形成的石、土和水的混合流动的一种地质灾害现象。水石流:由水与粗砂、石块和巨砾组成的特殊流体。其黏粒含量少于泥石流和泥流。泥石流的形成三个基本条件1、有利于贮集、运动和停淤的地形地貌条件2、有丰富的松散土石碎屑固体物质来源;3、短时间内可提供充足的水源和适当的激发因素。三个区不同形态。上游形成区多三面环山、一面出口的漏斗状或树枝状,地势比较开阔,周围山高坡陡,植被生长不良,有利于水和碎屑固体物质聚集;中游流通区的地形多为狭窄陡深的狭谷,沟床纵坡降大,使泥石流能够迅猛直泻;下游堆积区的地形为开阔平坦的山前平原或较宽阔的河谷,使碎屑固体物质有堆积场地。泥石流灾害的特点泥石流活动三过程:形成-输移-堆积。是地表一次破坏和塑造过程。平面呈一不对称的哑铃,形成区和堆积区的形态极不稳定。形成区由条带状向树枝状发展。流通区在发展过程中相对稳定。堆积区由于流域内来沙量的增长而不断扩展,进逼下游大河变形。斜坡的变形和破坏a内在原因斜坡在形成过程中,其内部原有的应力状态将发生变化,引起应力重分布和应力集中等效应。为适应这种应力状态的变化,斜坡将发生不同形式和不同规模的变形与破坏。b外部因素各种自然应力和人类工程活动也可造成斜坡外形、内部结构及应力状态的变化,这些应力则是推动斜坡演变的外部因素。6个地质力学模式蠕滑-拉裂:[1]变形破坏机理:在斜坡重力作用下,岩土体向临空方向剪切蠕变,牵引后缘坡体,在斜坡后缘产生拉张应力,形成自坡面向深部发展的拉裂变形,拉裂面与潜在剪切面贯通后,造成剪切面上应力集中,一旦剪切面上剪应力超过其抗剪强度,斜坡整体滑动。[2]形成条件:易发生这类变形破坏的斜坡多为①均质或似均质的土质或半岩质斜坡,②或具有碎裂、碎块状结构的岩质斜坡,③以及反倾坡内的软弱薄层层状岩质斜坡,并且倾角小于30,坡度小于40,或坡度较岩层倾角小于90。斜坡坡角接近于岩、土的天然休止角,斜坡岩土体抗拉强度较低,或斜坡后缘发育都倾坡内裂隙;斜坡内潜在剪切面的发育受最大剪应力分布特征控制,剪切面呈弧形。滑移-压致拉裂[1]变形破坏机理:斜坡岩土体沿着平缓或缓倾坡外结构面向临空方向蠕动滑移,在结构面的锁定点或错列点附近,因拉应力集中,形成与滑移面近于垂直的拉张裂缝,并且自坡内向上发展,一旦拉裂面与地表贯通,斜坡破坏发生。[2]形成条件:易发生这类变形破坏的斜坡类型为①中等-陡坡坡度的平缓层状岩质斜坡②缓倾裂隙发育的块状岩质斜坡③发育软弱夹层、垂直裂隙的土质斜坡。滑移-拉裂[1]变形破坏机理:在重力作用下,斜坡岩土体向沿着倾向坡外的软弱结构面向临空方向滑移,牵引后缘坡体,致使斜坡滑移拉裂解体。[2]形成条件:斜坡内发育倾向破外软弱结构面的各类土质或岩质斜坡都易发生这类变形。斜坡结构面至少等于其残余内摩擦角。滑移-弯曲[1]变形破坏机理:在重力作用下,斜坡沿倾向坡外结构面向临空面方向滑移,在坡脚附近受阻,坡脚岩层在纵向压应力作用下弯曲破裂,弯曲破裂面与倾向坡外软弱结构面贯通后,斜坡整体滑动。[2]形成条件:①倾向坡外的单斜层状岩斜坡、②或上陡下缓变倾角层状岩斜坡、③并且岩层柔性较强的斜坡容易发生这类变形破坏。弯曲-拉裂[1]变形破坏机理:倾向坡内层状岩体斜坡在自重弯矩作用下,从斜坡前缘开始临空方向作旋臂梁弯曲,并逐渐向坡内发展,弯曲板梁相互错动并伴有拉裂,岩层弯曲的斜坡后缘产生拉裂缝,形成平行于斜坡走向的反坡台阶和槽沟。板梁强烈弯曲部位产生横向折裂,坡体随即发生倾倒-崩塌、或倾倒-滑坡。[2]形成条件:易发生这类变形破坏的斜坡类型为层状岩质斜坡,岩层走向与斜坡一致,但倾向坡内、倾角中-高角度。斜坡为陡立斜坡,坡脚小于岩层倾角。岩层岩性坚硬、厚层结构。压缩-倾倒-拉裂[1]变形破坏机理:1)卸荷回弹造成应力分异,陡立裂缝由坡缘拉应力带向纵深扩展;2)软弱基座被切露,在上覆岩层的强大压力作用而被压缩和向临空方向挤出,使上覆岩体产生自坡面向内其值递减的不均匀沉陷,因而造成上覆硬岩被拉裂,或使原有裂缝进一步扩展;左砂边坡压缩倾倒变形软弱基座倾向内的陡崖3)随着基座软层的发展,拉裂缝出现部位由坡缘向后侧推移。被分割的高大岩柱或板梁,其根部可因此被剪裂或压碎,使变形向蠕滑—拉裂方式转化。4)一旦后缘拉裂面转而闭合,则预示进入潜在滑移面贯通阶段,变形将发展为崩塌或滑塌.[2]形成条件:这类变形主要发生在软弱基座体斜坡,下伏软岩在上覆岩层压力作用下,产生塑性流动;并向临空方向挤出,导致上覆较坚硬的岩层拉裂、解体和不均匀沉陷。风化作用是引入地下水对软弱基座的软化或溶蚀、潜蚀作用,是促进这类变形的主要因素。边坡稳定性分析方法a定性分析自然历史分析法、工程地质类比法、图解法b定量评价刚体极限平衡法、岩体质量分级法、概率分析法c有限元分析法强度折减法等自然历史分析法:边坡的岩土体是地质历史的产物,它是在一定的自然环境与各种营力因素相互作用形成的。因此通过对边坡形成的历史分析,对边坡岩土体组成、结构和已有的变形破坏迹象作深入研究,然后进一步联系边坡所处的自然环境历史条件的变化,了结促使稳定性发生变化的主导因素,(形成历史分析)以此判定稳定现状和发展趋势,得出边坡稳定性结论。工程地质类比法:工程地质类比法是通过自然历史分析后,认识和了解已有边坡的工程地质条件,并与将要研究的边坡工程地质条件相对比,把已有的结论、经验,用到条件相似的新边坡的分析研究或者设计中去.类比原则:1)岩土体性质和岩土体结构相似2)边坡坡的几何形态与尺寸相似3)影响边坡稳定性性的营力因素和边坡的成因相似.滑坡防治工程设