工程地质学复习提纲

工程地质学复习提纲第一章1岩体的工程地质特征：岩体是复杂的地质体 形成过程复杂：地质历史的产物，经历多期构造运动； 组成复杂：岩性、风化状态的多样性； 结构复杂：存在大量各种成因的结构面； 处于复杂的、变化的地质环境中。岩体的强度主要取决于结构面的强度 岩体的变形主要取决结构面的闭合、压缩、张裂和剪切滑移，岩体的破坏形式主要 取决结构面的组合形式 岩体中存在复杂的天然应力场、温度场和渗流场2、结构面的成因类型 原生结构面：在成岩过程中形成的地质界面，属物质分异面。 包括：沉积结构面；火成结构面；变质结构面构造结构面：在构造应力作用下形成的破裂面或破碎带，属不连续面。 包括：断层；节理、裂隙；层间错动带；劈理次生结构面：在地表条件下，由外动力地质作用所形成的结构面。 包括：风化裂隙；卸荷裂隙；次生泥夹层3、结构面的分级I级结构面：延伸几 km几十km以上，破碎带宽度几十 m以上的大断层 ，对区域构 造起控制作用，基本烈度。n级结构面：延伸几百 m九km，破碎带宽度几 m几十mm的断层、层间错动带、接 触带、风化夹层等，对山体稳定起控制作用。川级结构面：延伸几百 m的断层、接触带、风化夹层等，宽度小于1m,对岩体稳定起控制作用。级结构面：延伸在几十 m范围内的节理、裂隙，未错动、不夹泥，影响岩体质量。 v级结构面：延伸差，无厚度，随机分布的隐裂隙等细小结构面，影响岩石质量。4、结构面的自然特性及定量描述方法(1) 方位(产状)：书写及表示方法(3种)、图示方法(包括平面图和剖面图)(2) 间距：线密度Ks:沿测线方向单位长度上结构面或裂隙的条数 面裂隙率Ka:单位测量面积中裂隙面积所占的百分率 体积裂隙率Kv:单位测量岩体中裂隙体积所占的百分率. 单位体积裂隙数Jv:单位岩体体积内通过的总裂隙数。(3) 延续性：延伸长度(4) 粗糙度指标:起伏度：起伏角i起伏差(h ):波状起伏的结构面波峰与波谷之间的距离分维数：分维数越高，抗剪强度越大形态：台阶形；波浪形；平直形剖面类型：粗糙的；平坦的；光滑的（5）侧壁强度：回弹值（6）张开度：插尺测定（7）充填物 机械充填（砂、粘土、粉土、角砾等）， 胶结充填（方解石、石英、石膏）， 敷膜式充填（钙膜、泥膜、铁锰渲染）充填物厚度与起伏差（h）之比： t h :填充物决定结构面力学性质 t 90Kv+30时，R c 取90Kv+30 当 Kv 0.04 R c+0.4 时，Kv 取 0.04 R c+0.4BQ勺修正：BQ = BQ-100（k1+k2+k3）k1 ：考虑地下水影响的修正系数，取01.0;k2 :考虑软弱结构面影响的修正系数，取00.6;k3 :考虑地应力状态影响的修正系数，取0.51.57、土体结构研究及土的工程分类粗粒土的成因类型和结构构造P29粘性土的结构构造P31土的工程分类作为建筑地基的岩土体，可分为：岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等。 碎石土：粒径大于2mm勺颗粒含量超过全重50%的土。砂土：粒径大于2mm勺颗粒含量不超过全重50%,粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重 50%的土（老规范：Ip不大于3）。（3）粘性土： Ip 10 的土。红粘土：物理、碳酸盐岩系的岩石经红土化作用（气候变化大，年降雨量大于蒸发量，气候潮湿, 化学风化强烈）形成的高塑性粘土，其3 L 50。经搬运后仍保留红粘土的基本特征，3 L 45的土为次生红粘土。主要为残坡积，所以多分布在山区、丘陵地带，区域性强。（4）粉土： Ip 60MPa半（次）坚硬岩：3060MPa软弱岩石：v 30MPa据成因对软弱岩石的分类 软质岩（原生型，即通常所指的软岩）：粘粒含量高、胶结差、片理发育，常见的软质岩：粘土岩、泥岩、页岩、泥灰岩；凝灰岩；千枚岩、片岩 构造岩或破碎岩（构造型）：机械破碎、热动力变质作用（重结晶及变质矿物）。常见的构造岩：断层破碎带、侵入接触带。 风化岩（次生型，组成变差、结构疏松）：物理风化、化学风化、生物风化软岩的工程地质特征 粘粒含量高或胶结差、结构疏松； 强度低：承载能力差；尤其f、c值低,易出现岩体滑动 变形模量小：易产生较大的沉陷或不均匀变形 ，导致建筑物失稳 水理性质差： 遇水易软化，崩解；含水量变化时易出现明显得膨胀或收缩；长期高水头作用下，可能出现管涌或潜蚀现象 流变效应明显，长期强度低。岩体强度随时间降低，影响长期其稳定性2、软弱夹层：由力学强度明显低于周围岩石强度的软弱介质充填、具有泥质和炭质含量高、遇水易软化、延伸长、厚度薄、物理力学性质差等特点的结构面。泥化夹层：岩体中受物理化学作用影响，其原状结构发生显著变异且含有大量粘粒的软弱夹层。3、泥化夹层形成的基本条件 ：（1）软弱岩层是形成泥化夹层的物质基础：提供泥质和炭质矿物；（2）构造破坏是形成泥化夹层的主导因素：层间错动对软弱岩层的研磨作用；裂隙化 破坏了硬岩对软岩的保护作用。（3）地下水和风化作用是形成泥化夹层的必要条件：地下水的浸泡、软化、泥化、溶 解和崩解作用；风化的机械破坏和化学作用。4、泥化夹层的基本特性 具有明显的错动面和分带性（裂隙带、劈理带、糜棱岩带、泥化带）； 矿物成分以粘土矿物为主； 粒度成分以粘粒和粉粒为主； 化学成分以SiO2、A12O3、Fe2O3为主（含量比母岩高），次为CaO MgO、Na2O、K2O等 （含量比母岩低）； 水理性质：具有明显的膨胀性尤以蒙脱石为主时，膨胀量可达8%渗流层状分带性以及集中渗流 物理力学性质差，具有“三高”（高含水量、高崩解性、高分散性）“三低”（低重 度、低强度、低模量）的特点； 在长期渗水作用下：化学成分发生变化:溶解（盐类、游离氧化物）、溶蚀（CaCO3、胶溶（SiO2 ）、阳离子 交换（如Na+、K+与Ca+、Mg+）、氧化还原反应等；渗透稳定性恶化：机械管涌、爆发式挤出破坏；抗剪强度降低.7080%。 具有流变性，宜取长期强度或残余强度（约为峰值强度的5、风化的定义地表以及接近地表的岩石或矿物，由于温度变化、大气、水溶液和生物的作用，在原地所发生的一系列物理化学变化。6、影响风化的因素岩石的成分与结构。影响风化的速度、程度和风化岩特性。主要看：生成条件与风化条件的差异；颜色; 化学活动性；均匀性。地质构造。影响完整性t空隙率t增大岩石与地下水等风化因素的接触面积t促使风化向内部和 纵深发展气候。决定气温、雨量、湿度，影响大：干旱地区；温湿地区；湿热地区。地貌。决定风化产物的保存和地下水补给。地下水。取决于地下水的埋深、化学成分和循环条件。作用：溶滤、水解、水化。7、风化壳的特征随深度具有分带性。一般为全风化T强风化T弱风化T微风化，全风化和强风化可缺失。在一定条件下具有突变性。原因：岩性突变、地下水位在一定条件下低部界线（厚度）具有突变性，槽状、囊状风化。原因：断层破碎带、 岩脉、不稳定矿物富集带。在一定条件下可存在风化夹层。原因：层间错动带、软硬互层、岩脉、片理板理面。8、构造岩的工程地质研究机械破碎+热动力作用 断层泥（构造粘土岩，半固结）糜棱岩断层角砾岩片状岩压碎岩碎块岩（属影响带）9、构造岩的工程地质性质 具有很强的差异性： 不均匀性。表现在不同的构造断裂带之间、 同一构造断裂带的不同部位、 与母岩之间。宽度及变化 幅度、类型、水理性质、物理性质、力学性质、均有很大差异（尤其表现在“三带”：破碎带、影响带、交汇带）。 渗透特性具有分带性。碎块岩（尤其是构造块状岩）：强透水压碎岩、张性断层角砾岩：中性透水角砾岩：弱透水不透水片状岩、糜棱岩、断层泥：隔水 不同带的强度和变形模量差异大。强度以断层泥、糜棱岩为研究重点。变形以糜棱岩、片状岩、角砾岩、压碎岩为研究重点，因厚度大。 分带的确定性以及带与带之间的过渡性。 具有明显的方向性：垂直断裂带及平行断裂带在力学性质、渗透性和组成结构上差异明显。渗透性质具双重性透水性：平行断层面具有较强，甚至很强的透水性，从而导致突水和渗透变形。隔水性：垂直断层面具隔水性，主要指压性、压扭性断层调查时应注意的问题：厚度及稳定性、粘粒含量、连续性、产状、击穿的评价力学性质具“双重性”断层泥：f、c值低，对抗滑稳定性起控制作用；厚度薄，对变形及不均匀变形的贡献往往不大。除断层泥外的其它带： f、C值比断层泥高，若有断层泥分布，对抗滑不起控制作用； 厚度大、变化也大，所以变形和不均匀变形问题突出。性质受破碎程度和母岩的双重控制10、粘性土的类型粘性土的承载能力与沉积年代和成因有密切关系老粘性土：指第四纪晚更新世（Q3）及以前沉积的粘性土，一般为超固结土。如长江中下游地区的下蜀土、网文土。分布：山麓、山坡、河谷高阶地或之下Q4一般粘性土：指第四纪全新世（Q4）文化期以前沉积的工程性质一般的粘性土，一般为正常固结土。分布：河谷低阶地、山前、平原区新近沉积粘性土：文化期以来新近沉积的粘性土，为欠固结土。分布：湖塘沟谷、河漫滩、古河道、洪积冲击扇（锥）11、软土软土为粘性土中的特殊类型，即淤泥或淤泥质土。软土的定义：是在沿海地区的滨海、 河口三角洲、溺谷、泻湖，内陆平原或山区的湖塘、 沼泽、河谷等静水或非常缓慢的流水环境中沉积，并经生物和化学作用的饱和软粘土。12、软土的成因类型及工程特性成因类型分布于沿海的软土泻湖相沉积；溺谷相沉积；滨海相沉积；三角洲相沉积分布于内陆平原区和山区的软土湖相沉积；河漫滩与废河道相沉积；坡积洪积相软土的工程性质特点：含水量高；孔隙率高；渗透性弱；压缩性高；抗剪强度低；触变 性差第三章1、地应力：在未经人为扰动（工程荷载、工程开挖）的天然状态下，地壳岩体中所具有的 内应力。地应力测量：应力恢复法、应力解除法、水压致裂法自重应力：由岩体自重产生的应力。垂直自重应力：（T z= Y h h上覆岩土体厚度（m） ; 丫一容重、重度。水平自重应力：t x= t y=入t z 入=卩/（1-卩）, 入=0.250.43 ,卩=0.20.3 ,砼入=1/6 , 深部淤泥卩=0.5,入=1特点：随h的增大而增大； tz t x, t y;普遍存在。构造应力：由构造运动产生的应力（活动应力、残余应力）。无理论计算方法，仅依靠实测（现状）：应力恢复法、应力解除法、水压致裂法。特点： 不严格随h的增加而增加； 具有明显的方向性：受构造运动方向控制； T 1、T 3为水平向，T 2为垂直向（也有例外）； 可比自重应力大得多，如二滩左岸37m深: T 1 （近水平）=66.3MPa,右岸53.5mt 1=40.8 MPa 分布的区域性：我国西南、西北高应力区； 普遍存在应力卸荷带：全、强风化带； 仅存于岩体中。剩余应力：因风化剥蚀，由卸荷作用残留在岩体中的自相平衡的应力。垂直应力减小，水 平应力保持不变.变异应力：由岩体的物理状态、化学性质或赋存条件等的变化而产生的应力。只局部存在,各向异性明显，如岩浆侵入接触带、喷出岩冷凝。2、地应力场的分布及变化规律据实测资料分析，很不成熟、很不完善。T v随h的变化：以自重应力为主，约呈线性关系 T v=（0.024 0.027） h （MPa）t h随h的变化：很复杂t 1的方向和大小：具明显的区域性特点，主要取决于地质历史和构造运动的方式、 方向： 以自重应力为主的地区：以垂向为主； 高地应力地区：以水平向为主。 东、西交界地带：复杂、双重控制。最大剪切应力随h的变化：在地壳12km之内比深部增加迅速，中等深度以上一般v 20MPa硬岩比软岩高得多，断层活动性与之关系密切。以压应力为主。3、地应力的工程地质研究定性评价与定量测量相结合研究内容和方法构造应力场的演变史和现代地应力的基本特征方法：地质力学分析法；断层错动机制解的赤平投影解析法；地震震源机制解。 高地应力区存在及分布地质、地貌标志：钻进中的岩饼；平硐中的岩爆；深切、陡峻的峡谷。岩组分析方法：定向取样，偏光显微镜及伦琴射线仪等观测矿物颗粒的应变状态，得出主应力方向。现场测定。 构造应力图的编制。地应力的定性评价区域地震地质条件分析：是否具备高应力条件；地形地貌分析：河谷及冲沟的发育程度及切割深度，切割深、条数多、山体支离破碎T应力释放T难以赋存高地应力；山体雄厚T具备赋存高地应力的条件。地层岩性：岩性软弱则难以赋存高地应力。岩体完整性：岩体破碎则难以赋存高地应力。岩体风化程度：全、强风化带则难以赋存高地应力。第四章1基本概念区域稳定性：是指工程建设地区，在内外动力的综合作用下，现今地壳及其表层的相对稳定程度。区域构造稳定性：建筑物所在地区一定范围、一定地质历史时期内，断层和地震的活动 性。方法：以区域构造分析为基础，从地壳形变和构造应力场的演化过程，探讨断裂构造的活动性，研究历史地震和地震地质资料，进而探讨工程地基、场地的地震效应和地震动力学问题，进行地壳稳定性分区。2、 活断层：是指目前仍在活动，或近代地质时期（通常指8090万年）曾经活动过、而不 久的将来（通常指100年）仍可能重新活动的断层。3、 活断层具体时间划分：水利水电规范：晚更新世（距今约1015万年）以来活动过的断层。工民建：将活断层最新活动时间下限定为全新世（距今约1万1.1万年）4、活动断层的直接判定标志：（1）晚更新世（Q3地层断裂错动，地层发生变形、褶曲，砾石发生剪断、压碎，断 层带新鲜、松散、未胶结（成分、光面特征）：最本质、最重要的标志。但应注意区别（如何区别？）：红土裂隙，滑坡错动，不均匀沉降和岩溶塌陷引起的错动.(2) 断裂带中的构造岩( 存在应力矿物)或被错动的脉体，经绝对年龄测定，最后一 次错动年代距今约10万年及小于10万年；(3) 沿断层有明显的位移或蠕变，根据仪器观测，沿断裂带有0.1mm/a的位移；(4) 沿断层有历史和现代强震震中分布，或有历史地震地表破裂，或有晚更新世以来确切的古地震遗迹(历史地震断层、地面高程变化、地裂缝、新泉记录、古地震山崩、塌岸、 河流改道等)，或有密集而频繁的近期微震活动。5、活动断层的间接标志：(1) 经证实，与已知活动断层有构造联系的断层；(2) 沿断层晚更新世以来同级阶地发生错位；在跨越断层处，谷、脊被错开，水系、山脊有明显的同步转折现象，水系作规律性变迁；断层两侧晚更新世以来的沉积物厚度有明 显的差异，陡坎、山前第四纪堆积物特别厚，洪积锥特别高或特别低；(3) 河谷深切、且呈直线型，谷地深陷，断层崖(断层陡坎) 、三角面呈线状分布，断 层三角面平直新鲜，山前分布有连续的大规模的崩塌或滑坡， 沿断层有串珠状或呈线状分布 的斜列式盆地、沼泽和承压泉，夷平面沿断层解体等；(4) 沿断层有明显的重力失衡带分布，有地磁、重力、地电等异常带；(5) 第四纪火山锥或熔岩呈线状分布；(6) 两种地貌单元长距离直线相接：如山地与平原、山地与盆地；(7) 两侧地下水位突变(植被不同，航片、卫片地面色调不同)：原因：断层带隔水；应力状态不同：应变不同t透水性、含水性不同； 孔压不同t水位不同。(8) 温泉、地热异常带呈带状分布；(9) 水化学成分异常：深部水循环，携带微量元素：氡、氦、硼等6、波的类型及运动形式 体波据质点运动的特点分为纵波和横波：纵波(P波):周期短、振幅小，在所有的介质中都可传播，能产生波动应力；横波(S波):周期长、振幅大，只能在固体中传播，比纵波慢。 面波是体波的次生波，经结构面多次反射形成。以垂直分量和水平分量单独传播。瑞利波：质点在波的传播方向和地表(自由)面法线组成的平面(以该平面垂直的水平方向没有振动)内作椭圆运动，在地面呈滚动形式。勒夫波：质点在与波的传播方向相垂直的水平方向运动，即沿地表的水平运动， 或在地表呈蛇行运动。7、地震带的分布主要受活断层控制，集中分布于3个带： 环太平洋地震带： 地中海-欧亚地震带(地 中海-喜马拉雅地震带)：洋中地震带中国的地震带：东南沿海及台湾地震带郯庐地震带华北地震带南北地震带8、震级的概念：是指一次地震时震源处释放出能量的大小，也叫地震强度。标准震级的确定：距震中100km用标准地震仪（伍德-安德逊扭摆仪，仪器周期0.8s，阻 尼0.8，最大放大倍数2800）所记录到地震最大振幅（卩m的对数。9、烈度：表示地震对地面及房屋建筑物的破坏程度。影响因素： 震级、震源深度、震中距； 地层岩性、地形、地质构造、地下水； 建筑物及地基基础的类型和质量； 抗震措施、隔震措施10、地面 amax：11、卓越周期：地震波早某场地土体中传播时，由于不同性质界面多次反射的作用，某一 周期的地震波的强度得到增强，而其余周期的地震波则被减弱，这一加强的地震波的周期 称为该场地的卓越周期。12、 基本烈度：是指一个地区在今后一定时期（100年）、在一般场地条件下可能普遍遭遇的最大烈度。 设计烈度：=基本烈度土 （ 12 ）度。以基本烈度或场地烈度为基础，考虑建筑物的重要性，等级，结构面的特点而修正的烈度值。 场地烈度：=基本烈度（ 23）度。考虑某一地区或场地的地质条件，对基本烈度进行修 改的烈度。13、液化按成因分为： 地震砂土液化 动力机器基础振动液化 加荷速率过快产生的液化（在静力作用下）14、地震砂土液化机理：松散、饱和的砂土在受到地震瞬间振动时，产生振动增密t孔隙减小， 若孔隙比较大、排水条件较差时，必然导致孔隙水压力急剧上升（产生超静孔隙水压力），因总应力不变，所以有效应力急剧降低t抗剪强度骤降，当u=c时，t - 0t砂土在瞬间变为接近流体的状态t完全液化。15、影响砂土液化的因素 土层条件 地震作用强度 环境条件16、砂土液化的评价程序：地震地质条件分析T初判T复判（微观判别）T确定：液化指标、液化等级t提出抗液化措施。 岩土工程勘察规范的有关规定：1）当抗震设防烈度为 7度9度，且场地分布有饱和砂土或饱和粉土时，应进行液化判别,并应评价液化危害程度和提出抗液化措施的建议。抗震设防烈度为6度，可不考虑液化的影响，但对液化沉陷敏感的乙类建筑可按7度进行液化判别。甲类建筑应进行专门的液化勘察；2） 液化判别可在地面下15m深度范围内进行；当采用桩基或其它深基础时，其判别深度可 适当加深（1530m）。调查和理论分析表明：7度时最大液化深度 1819m 8度时最大液化 深度2122m 9度时最大液化深度 2425m3） 倾斜场地及大面积液化层层底面倾向河（湖）心或临空面，且其层底坡度超过2%寸，还 应评价液化引起土体滑移的可能性。 宏观液化势判定时应考虑的因素? 液化势：一个场地与地基在某个烈度的地震影响下是否发生液化的潜在可能 性。? 液化判别应先进行宏观判别，当宏观判别认为有液化可能性时，再作进一步判别。 液化势的初判条件1）土层年代为 Q3及其以前的，可判为不液化土；2） 粉土的粘粒含量百分比P c （ % 10 （ 7度区）、玄13 （8度区）、 d0 +db 2dw d0+ db 3du +dw 1.5d0+2db 4.5db 基础埋深（m） , 2m时，取2m ;d0液化土特征深度（m）：烈度 7 89粉土6 78砂土7 89 液化势的复判（微观判别）应采用室内试验、力学计算和原位测试相结合的方法，当初判为可能液化或需要考虑液化影响时进行。1）用标准贯入击数 N63.5判别（普遍采用）：当实测的N63.5 Ncr时，判为可液化土，否则为不液化（仅适用于地面以下15m深度范围内）。N63.5未经杆长修正，但应确保孔底不扰动、不涌砂，单幢建筑，试验孔玄3个，标贯点间距11.5m。2）用静力触探指标判别：（GB50021-2001 ，仅适用于地面以下 15m深度范围内）当实测计算比贯入阻力pso pscr，或实测计算锥尖阻力qco Vscr时，判别为不液化土或不考虑液化影响。Vscr为饱和土 Vs临界值（m/s）:砂土： Vscr=kc （ds-0.01ds2 ） 1/2粉土： Vscr=kc (ds-0.0133ds2 ) 1/2ds为测点的深度（m ；kc为经验系数：抗震设防烈度7度8 9度砂土92130184粉土426084 液化指数和液化等级的确定凡是判别为可液化的土层，应按现行国标建筑抗震设计规范的规定确 定液化指数和液化等级。1）液化指数NinIle 八(1i=4? Ni为第i点的实测标贯击数；? Ncri为相应于i测点的临界标贯击数；? n为每个孔内15m深度范围内的标贯点数；? di为i测点所代表的土层厚度（m）;?3 i为i 土层考虑单位土层厚度的层位影响权函数（m-1）：当该层中点深度5m时，3 i=10 ;中点深度=15m时，3 i=0 ;中点深度为515m时，按线形内插取值。2）液化等级据ILE确定：等级LE地面喷水冒砂情况当建筑物危害程度的描述轻微05地面无喷水冒砂，或仅在洼地、 河边有零星点危害性小，一般不引起明显震 害中等515可能性大，从轻微到严重均有， 多数为中等危害性较大，可造成和开裂严重 15一般都很严重，地面变形很明显危害性大，不均匀沉降20cm, 高耸结构可严重倾斜17、液化势：一个场地与地基在某个烈度的地震影响下是否发生液化的潜在可能性。18、水库诱发地震：在特殊的地质背景下，因水库蓄水引起水库及其附近地区内新出现的、 与当地天然地震活动规律明显不同的地震活动，称为水库诱发地震。19、水库诱发地震特点（与构造地震相比） 震中分布在水库边缘或库底，特别是近坝峡谷区，常密集在一定范围内，空间上重复率 较咼。震级小，多为微、弱震（至今大于6级的仅4例）。震源浅（多为15km）、烈度高（可达幻度）。 蓄水初期，地震活动与库水位变化相关性好。但主震发生后，相关性不明显。 震型常为前震一主震一余震型，但余震衰减缓慢，可延缓多年。b较高（logN=A-b M N 频度 M 震级）。20、诱发水库地震的工程地质条件岩性：石灰岩地区（透水）的诱震率较高；花岗岩地区（岩石强度高、应变能大）诱震震级较高：5.5级以上6例中占4例；岩性软弱的粘土岩或砂、 页岩地区很少；库底淤泥较厚时， 也不易。地质构造：多出现在活动性大地构造环境；尤以中新生代断陷盆地、第三纪以来的断裂谷地及其边缘为多；但不局限于活动性构造环境，M 3.5,随着技术水平的提高，逐渐放宽，可大至十几）； 两岸坝肩要求：完整、均匀、新鲜、稳定、强度高、耐风化； 由于底宽更小，所以对抗渗性和渗透稳定性要求更高。4. 支墩坝2土石坝坝基的沉降分析沉降和不均匀沉降的不利影响 过大的沉降会使坝顶设计高度得不到保证。 导致防渗体的破坏：心墙、斜墙；坝基截渗墙；接触部位。 坝内涵管的破坏。影响因素 土性：种类、孔隙比、含水量、固结度、级配、压缩性； 压缩层厚度； 相变及厚度变化，基岩面起伏情况； 加应力的大小及分布； 水固结条件； 施工进度。计算方法 分层总和法； 土工有限元计算方法。（4）不均匀沉陷允许值的确定理论计算；经验法；工业与民用建筑倾斜度已有规范以表的形式给出。3、确定承载力的方法 理论计算方法：极限荷载法；容许应力法 原位试验法： 规范查表法：4经验类比法；4、关于标准值 水电工程：? 标准值是试验成果经过分析整理、统计修正或考虑概率、岩石强度 破坏准则等经验修正后的参数值，只反映岩土试件的特性。? 地质建议值是指地质人员根据试件所在层位的总体地质条件，对标 准值进行调整后提出的， 使标准值更符合于岩土体所在的地质环境， 具有更好的地质代表性，其目的是使参数取值更合理。 岩土工程：? 岩土参数的标准值 fk是岩. 土工程设计时所采用的基本代表值，是岩 土参数的可靠性估值。5、坝基岩体滑动破坏的类型表层滑动浅层滑动深层滑动混合滑动6、常见的滑动破坏类型 缓倾（倾角V 30 ）层状岩体 倾斜（倾角30 60, 一般 40 50）层状岩体 陡倾（倾角60 ）或倒转层状岩体 块状岩体受力条件分析：坝体及滑体自重；永久设备重量；水压力；扬压力；淤泥压力；地震力；波浪压力及冰压力抗滑力分析：滑动面的阻滑作用侧（纵）向切割面的阻滑作用被动抗力体（尾岩）的阻滑作用7、透水层： 第四纪的砂层、砂砾石层：渗透系数与地层结构、埋深、成因及年代有关，它们决定了： 密实度、颗粒级配、粘粒含量、分选性和颗粒形状。成因：K冲积K洪积K冰积。重点部位：古河道、阶地砂、卵、砾石层，坡麓地带的岩堆、 坡积物。 胶结不良的砂岩、砾岩层：年代新。7、隙发育的脆性岩层。8、有气孔构造的裂隙化喷出岩8、透水带：断层破碎带；裂隙密集带；槽状风化带9、渗透变形的涵义：是指土体或岩体在渗透水流作用下，其颗粒发生移动或被带出、颗粒 的成分及土的结构发生变化的现象。说明：既可产生于土体，也可产生于岩体（破碎带、软弱和泥化夹层、全强风化带）； 既有化学溶蚀（溶解、阳离子交换），也有机械潜蚀（颗粒移动、结构破坏）；坝基、堤基、 基坑、边坡、围岩中均可发生。10、渗透变形的类型 管涌：是指砂土等无粘性土中的细颗粒或可溶成分在渗透水流作用下沿粗颗粒间的孔隙通 道发生移动或被带出的现象。 流土：是指在渗透水流逸出处，当渗透动水压力超过土体自重时，土体产生翻砂冒水、隆 起或整体抬动的现象。 接触冲刷：当渗流方向平行 2种渗透系数不同的土层接触面或建筑物（含基础）与地基的 接触面时，沿接触面带走细颗粒的现象。 接触流失：在层次分明、渗透系数相差悬殊的土层中，当渗流垂直于层面将渗透系数小的土层中的细颗粒带到渗透系数大的土层中的现象。11、管涌与流土的区别 管涌只发生在砂性土中，而流土在砂性土和粘性土中均可发生； 流土只发生在渗透水流上升区（逸出处），而管涌在渗透水流逸出处、 入渗处和渗流区（地基土内部）均可发生； 产生管涌的土体较松散，颗粒大小不一，且粘结力弱，而产生流土的土体较密实，颗粒大小均一，且具有一定的粘结力。12、土的渗透变形的判别应包含： 渗透变形类型的判别； 流土和管涌的临界水力比降的确定； 土的允许水力比降的确定。13、坝基处理目的：? 提高坝基岩体的刚度、强度、抗渗性和抗滑稳定性；? 满足大坝对坝基承载力、沉降和不均匀沉降、抗滑稳定性、渗漏和渗透稳定 性的要求。14、坝基处理的方法：1）清基2）灌浆处理3）防渗墙和铺盖4） 锚杆（系统锚杆）、预应力锚杆（锚索）、大直径砼管桩5）断层破碎带和软弱夹层的处理6）排水减压反滤措施7）改变建筑物结构形式以适应坝基的地质条件15、灌浆的分类：1）按材料分： 水泥灌浆； 粘土灌浆； 化学灌浆。2） 按作用分：固结灌浆；帷幕灌浆；触灌浆简述固结灌浆、帷幕灌浆、接触灌浆的异同点：从以下总结固结灌浆：按平面布置，利用钻孔进行低压浅层灌浆；帷幕灌浆：按剖面布置，利用钻孔进行高压深层灌浆； 接触灌浆：按平面布置，利用预埋钻孔进行高压浅层灌浆。固结灌浆1）方案设计：根据岩体破碎情况、坝型和坝基应力等确定。2）灌浆孔的布置：o 大面积灌浆，重点地段加强；o 按梅花型、六角形或方格状布置；o 按序次逐渐加密（孔距从 10m 20m开始，最终孔距为2m 4m）； o 孔深一般为5m 15m，高坝可大于20m ；o 灌浆压力为0.2MPa 20MPa ；o 一般为垂直孔，但断层破碎带、裂隙密集带、软弱夹层等应按产状 布置斜孔。接触灌浆1）目的：提高坝体与坝基的胶结强度。2）方法：o 在坝体浇筑至一定高程（形成有效压重）后，在预埋的管、孔中进 行灌浆；o 大面积布置，采用高压灌浆，与固结灌浆合二为一。帷幕灌浆1）方案设计：以岩体透水性分带为依据，根据水文地质条件、防渗要求由灌浆试 验确定灌浆孔深度、厚度、孔距、排距及灌浆压力、材料、水灰比 等。防渗要求：o咼坝：q v 1Lu ；o中坝：q=13Lu ；o低坝：q=35Lu2）灌浆孔的布置：o 按剖面布置，在靠上游面的地基中，平行坝轴线布置1排或几排灌浆孔；o 按梅花型、六角形或方格状布置；o 按序次逐渐加密，最终孔距一般为1.5m4.0m，排距略小于孔距；o 一排帷幕的厚度约为0.70.8倍的孔距，高坝一般设2排以上帷幕，中 低坝设12排；o 孔深取（0.30.7）倍的坝高，但要求深入相对不透水层内3m5m ;o 灌浆压力取（13）倍的水头；帷幕长度与两岸不透水层或蓄水前天然地下水位相交。1边坡稳定问题的特点1）普遍存在、大量遇到（自然边坡和人工边坡等）2）变形破坏形式多样、机理差别大3）在时间、空间分布上具有集中性和随机性5）分布广、稳定问题突出（高、矮边坡土坡、岩坡陡坡、缓坡、顺倾边坡、反倾边坡）5）危害大（规模大、滑距长、影响范围大、次生灾害大、滑体性质差、难预报、往往具有 突发性，尤其是崩塌）2、为什么边坡问题分布广、稳定问题突出 高、矮边坡都可能存在稳定问题； 土坡、岩坡都可能存在稳定问题； 陡坡、缓坡都可能存在稳定问题 ；倾、缓倾边坡都可能存在稳定问题倾边坡、反倾边坡也都可能存在稳定问题3、为什么边坡问题危害大1规模大2滑距长、影响范围大3次生灾害大：二级库、涌浪4体性质差：松散架空、二（多）次复活5难预报、往往具有突发性，尤其是崩塌4、边坡变形破坏的基本类型（填空、名解、机理、简答）（1）松弛张裂1）机理：侵蚀下切、人工开挖t形成临空面（自由面），侧向约束（或侧向应力）削弱t边坡岩体产生卸荷回弹t由表及里差异回弹，形成平行坡面的张裂隙（迁就高角度结构面）、由上而下差异回弹，形成与坡面大角度相交的剪裂隙（往往追踪缓倾角结构面）2）影响因素：地应力场、岩性、岩体结构、下切速度和深度。3）研究目的：建基面的确定、处理深度的确定、查清演变规律。4）研究内容：卸荷分带、破坏形式、卸荷带的工程性质。（2）蠕变（名解）定义:是指边坡岩土体在自重等恒定应力作用下所产生的一种长期缓慢的变形。（表层、深层）（3）倾倒变形1）定义：是指边坡中的岩块向外侧临空方向产生转动的现象。2）成因机制：地震成因；差异卸荷、差异蠕滑。3）影响因素：岩层产状、软硬岩互层特征、岩块宽高比、河谷下切速度、裂隙切割程度（4）崩塌（名解）1）定义：是指高陡斜坡上的不稳定岩体或大块石，在重力作用下突然而猛烈地向下崩落、 翻滚的现象。2）形成条件：（简答） 地形条件：陡崖：高30m，坡度55; 地层条件：坚硬、块状、厚层、巨厚层结构，产状缓倾或陡倾； 构造条件：裂隙较发育，产状陡倾或缓倾； 触发因素：地震、爆破振动、暴雨、下部掏空。（5）滑坡（名解）1）定义：是指斜坡上的一部分岩体失去稳定，在重力和工程荷载作用下沿滑动面向下作整 体滑动的现象。2）特征：（简答） 整体滑动，不易发现； 具有明显的破坏边界； 有一个较长的发育过程；9、滑坡可复活；10、布广、危害大。3）形态要素：滑体、滑面、滑带、滑床、滑壁、滑舌、滑坡台阶、滑坡裂隙、滑向、封闭 洼地。5、 老滑坡的野外识别：（必考）1、地貌特征： 地层、构造条件相似时，地貌具有上、下陡，中部缓的特点；岸坡局部异常突出。 具有圈椅形地貌（滑坡周界）、滑坡后壁、滑坡舌、滑坡台阶特征。 马刀树、醉汉林。 同级阶地高程局部降低：左右岸对比、上下游对比。 地表塌陷。 河岸大孤石。2、地层分布及产状异常：局部分布高程偏低、局部产状异常。3、具有滑面及滑带。6、滑坡的分类：按滑面与层面的关系分类： 均质滑坡 顺层滑坡 切层滑坡按滑动力学特征分类： 推动式滑坡 牵引式滑坡 平移式滑坡按岩土类型分类： 岩质滑坡、粘土滑坡、黄土滑坡、堆积层滑坡。 按厚度分类：? 浅层滑坡（v 5m）? 中层滑坡（520m）? 深层滑坡（2050m ）? 超深层滑坡（ 50m）7、影响边坡稳定性的因素（1 ）地形地貌坡高、坡度、坡顶形态（入渗补给条件）、临空条件（滑出约束、排水条件）冲沟切割（侧向切割面、排水条件）。（2 ）地层岩性（简答）软弱岩层、原生结构面，决定： 变形破坏形式：层状岩体属易滑地层，海相粘土、裂隙粘土、黄土也以滑坡为主，块状、 巨厚层岩体以崩塌、滑坡为主，巨厚层软岩常见蠕变。 稳定性：是软弱夹层、泥化夹层形成的物质基础。（3 ）地质构造 构造破坏是软弱夹层、泥化夹层形成的主导因素； 断层裂隙提供纵、横切割面； 裂隙化作用为地下水和风化作用提供了必要条件； 地层产状决定了边坡的结构类型。（4）边坡结构类型 顺向坡：稳定问题突出，层面等软弱结构面构成底滑面，K缓倾vv K陡倾； 反向坡：切层滑坡，稳定性比顺向坡好； 斜向坡：视与冲沟的组合情况。（5 ）水的作用 产生动、静水压力，浮托力； 侵泡、软化、泥化、溶解、阳离子交换、失水干裂。评价内容： 入渗补给条件； 排泄条件； 径流条件。（6 ）地震作用 历史地震对边坡岩体的松动破坏作用； 地震惯性力； 液化失稳。（7 ）人为因素 工程荷载：如坡顶超载、隧洞内水外渗产生裂隙水压力； 开挖改变滑动边界条件； 开挖改变水文地质边界条件； 护坡改变地下水排泄条件；11、开挖爆破振动；12、水的浪击掏刷力。8边坡的防治措施防治原则 措施的选择应考虑工程建筑的类型和等级以及与工程建筑的关系：危害性、影响； 措施的选择应考虑对边坡变形破坏机制和稳定性研究的深度； 措施的选择应考虑施工条件； 措施的选择应考虑边坡的稳定程度：防护、加固； 措施的选择应考虑边坡变形破坏的类型：针对性；13、施的选择应考虑边坡变形破坏的范围和边界条件；14、施的选择应考虑经济合理性。9、 边坡稳定的工程地质评价方法：P17310、边坡危害防治措施：地表水和地下水的截排措施：重要手段，普遍采用。原则：截、排、防相结合。 截”：区外地表水径流和区外地下水。方法：截水沟和防渗帷幕。 排”区外地表水：1）汇、排、导；2）植被；3）喷护。区外地下水：1）排水孔、井：水平、垂直； 2）汇水廊道；3）支 撑盲沟；4）疏干巷道。 防”坡脚冲刷：护坡。削坡卸载、反压：方法应得当： 有效性： 岩石力学”内容； 爆破影响：光面爆破、预裂爆破、梯段（微秒）爆破； 反作用的例子。支挡结构：方法应得当： 挡土墙（砌石、混凝土、钢筋混凝土）； 支撑墙（墩）； 格构锚固结构。锚固系统： 系统锚杆； 预应力锚杆、预应力锚索； 挂网喷护。抗滑桩、抗滑键、灌浆第七章1、地下洞室围岩稳定问题的特点 普遍存在：水电工程、交通工程、国防工程； 与地质环境的联系更密切：置于岩土体内，处于复杂的地应力、地下水、地温和有害气体环境; 埋深大：几十至几百米，甚至可达上千米，如锦屏二级、南水北调西线、广蓄、二滩； 规模大：往往构成复杂的、庞大的地下建筑群； 问题多：变形破坏形式多样； 理利用岩体的问题更重要：围岩是主体； 营条件复杂：内水压力、外水压力、山岩压力、长期强度、蠕变、松弛。2、地下洞室围岩应力重分布概念：机理在地应力作用下，岩体产生压缩变形t洞室开挖在岩体内形成自由面t洞壁围岩失去径向约束而向洞内产生收敛变形（单向回弹变形）切向压缩t因围岩发生收敛变形， 使洞径、周长减小，即围岩在发生径向回弹变形的同时， 变形加剧t围岩切向压应力增大。所以，围岩应力重分布的实质是：围岩由三向受力状态T平面受力状态（洞壁）T将径向应力加到切向应力上（但不等），轴向应力变化不大。3、影响应力重分布的因素 洞室断面形态：应力集中的程度、部位、范围因洞形而异； 地应力水平（含方向）； 岩性：坚硬程度、变形模量； 岩体结构：结构面产状有很大影响：主应力的大小、方向及最不利部位； 时间：洞壁应力集中到大于弹性极限（屈服应力）后，产生屈服现象, 向围岩深部迁移t形成 3个应力分布区：塑性松动区T弹性压密区T天然应力区 应力降低区T应力升高区T天然应力区。 砌刚度及支护时间。4、围岩的变形与破坏类型、机理、条件1、脆性破裂（1）表现形式：岩爆、板裂。（2）机理：双向受压的、坚硬完整的岩石在高地应力作用下产生脆性破裂。（3）产生条件：1 ）岩性坚硬完整；2）高地应力；3）轴线垂直于（T 1 ；4）钻爆施工产生爆破裂隙。2、块体滑动与塌落（1）表现形式：滑动破坏。（2）机理：在重力和切向应力共同作用下产生滑塌破坏。（3）产生条件：1 ）岩性坚硬，但发育 23组软弱结构面，软、硬互层，倾斜地层;2）地应力水平较高，或洞室规模较大3、弯曲折断（1）表现形式：内鼓、折断破坏。（2）机理：层间结合力差，岩体呈迭板状，且软硬互层，抗弯能力较差。缓倾岩层：洞顶岩体在重力和切向应力作用下产生下沉弯曲、张裂、 折断、塌落；陡倾岩层：边墙在切向应力和径向应力作用下，岩层向洞内发生鼓 出、弯曲、折断、垮塌（典型碧口水电站 p198199图7-8.千枚岩、凝灰岩，倾角70 80）；倾斜岩层：拱角岩体在重力和切向应力作用下，向下、向临空方向 下沉、张裂、塌落。（3）产生条件：1）中厚层、薄层软、硬互层状岩体；2）劈理带；3）裂隙密集带（一组特别发育）。4、松动垮塌（1）表现形式：塌方、冒顶、拱顶破裂。（2）机理：破碎、松散岩体在重力、渗压、动荷载作用下产生塌落（3）产生条件：1）断层破碎带、裂隙密集带、槽状、囊状风化带、溶洞堆积物；2）多位于洞顶t边墙5、塑性变形与膨胀（1 ）表现形式：内鼓、缩径、局部挤出、剪切、滞后性。（2 ）机理：塑性变形、膨胀、流变、蠕变。（3）产生条件：1 ）岩性软弱：形成年代新、胶结差；2 ）膨胀岩：含蒙脱石等粘土矿物、硬石膏等t物理化学效应；3 ）咼围压。5、影响地下洞室围岩稳定的因素1、地质因素（1 ）地形地貌1）洞身：避开负地形J汇水或承载力不足2）进出口：要求上覆厚度大t陡，明流段 （2 ）地层岩性坚硬、半坚硬、岩浆岩、正变质岩、岩溶、不良矿物 块状岩体、层状岩体 三大岩类分别阐述（3 ）地质构造（重要因素）1）褶皱：导致不均匀性，一定程度上反映岩体的完整性和连续性： 两翼：层间错动、块体滑动、山压不对称； 核部：破碎、背斜松散、向斜汇水。2）断裂：取决于规模、胶结程度、力学性质、组合形式； 导致掉块、塌方、超挖、突水、块体滑动； 影响：弹性抗力、山岩压力和稳定性。（4）地质环境因素1）地应力：地应力的大小、方向t 控制围岩能否破坏和破坏形式； 控制围岩的应力重分布、决定能否产生岩爆；构造应力具有很强的方向性：要求轴线平行d 12）高地温：可较高：西藏一口井水温204 C;日本黑部川第三发电站尾水洞，岩层温度达175 C影响施工、产生温度应力、指示地质异常3）有害气体：CH4、CO2、CO、H2S危害：影响施工、磨蚀设备、