工程地质分析原理考试复习题陈.docx

工程地质分析原理考试复习题绪论工程地质学: 工程地质学是研究与人类工程建筑等活动有关的地质问题的学科。地质学的一个分支。工程地质学的研究目的在于查明建设地区或建筑场地的工程地质条件，分析、预测和评价可能存在和发生的工程地质问题及其对建筑物和地质环境的影响和危害，提出防治不良地质现象的措施，为保证工程建设的合理规划以及建筑物的正确设计、顺利施工和正常使用，提供可靠的地质科学依据。工程地质条件：包括岩石和土的性质、地质构造、地貌、水文地质条件、自然地质现象和天然 建筑材料等方面。工程地质问题：工程地质问题是指与人类工程活动有关的地质问题。它影响建筑物修建的技术可能性、经济合理性和安全可靠性。如建筑物所处地质环境的区域构造稳定问题、地基岩体稳定问题、地下硐室围岩稳定问题和边坡岩体稳定问题、水库渗漏问题、淤积问题、浸没问题、边岸再造及坝下游冲刷问题，以及与上述问题相联系的建筑场地的规划、设计和施工条件等方面的问题。工程地质工作的基本任务在于对人类工程活动可能遇到或引起的各种工程地质问题作出预测和确切评价，从地质方面保证工程建设的技术可行性、经济合理性和安全可靠性。工程地质学基本任务：研究人类工程活动和地质环境之间的相互制约，以便合理开发和有效保护地质环境，防治可能发生的地质灾害。人类工程活动中可能遇到的主要工程地质问题有：地基问题、边坡问题、洞室问题、渗透问题。第一章岩体：通常指地质体中与工程建设有关的那部分岩石，它处于一定的应力状态，被各种结构面所分割。三个要点：工程影响范围内；被各种界面切割；处于一定的应力状态。结构面：指岩体中具有一定方向、力学强度相对较低、两向延伸（或具有一定的厚度）的地质界面（或带），例如岩层层面、软弱夹层、各种成因的断裂、裂隙等。岩体结构：岩体内结构面和结构体的排列组合形式。岩体经受各种地质作用，形成具有不同特性的地质界面，称为结构面；结构面将岩体分割成形态不一、大小不等的岩块，称为结构体。岩体结构面的成因类型：原生结构面、次生结构面、表生结构面。岩体结构分类：按建造特征：块体状（或称整体状）结构、块状结构、层状结构、碎块状结构和散体状结构。按改变程度：完整、块裂化或板裂化、碎裂化、散体化等四个等级。第四章活断层：是指目前还在持续活动或在历史时期或近期地质时期活动过、极可能在不远的将来重新活动的断层。活断层的类型及鉴别标志：逆断层（应力状态为3垂直，1、2水平。 特征：断层地倾角较小，一般2040o之间，上盘上升引起上盘一侧地面隆升，下盘一般无地表变形，分支断层发育，主要产生在上盘。 断层面的地面出露线不平直，呈波状弯曲。 逆断层也是强烈发震断层）、正断层（应力状态为1垂直，2、3水平。 特征： 断层面倾角介于逆断层与平移断层之间，一般6080之间。上盘下降并发育分支断层 近断层可以引发中强震）平移断层（应力状态为2垂直，1、3水平。 特征：断层面倾向大（近于垂直） 断层的地表出露线平直 地貌上常形成陡直的断崖。以水平运动为主，相对垂直升降量很小 分支断裂较少，断层带宽度小 这类断层的水平错动量往往很大，因而易于识别，易于发生强震）活断层的活动方式：粘滑、稳（蠕）滑。活断层区规划设计建筑物的原则有哪些：规划选场建筑物类型选则建筑物结构设计第五章地震：接近地球表面的岩层中弹性波传播引起的地振动称为地震。按成因可分为构造地震、火山地震和陷落地震。地震波：地震时震源释放的应变能以弹性波的形式向四面八方传播，这种弹性波就是地震波。地震波包括两种在介质内部传播的体波和两种限于界面附近传播的面波。震级：震级是指地震的大小；是以地震仪测定的每次地震活动释放的能量多少来确定的。烈度：为了表征地震时震动强烈程度随震中距加大产生的变化和距震中距一定距离的点的震动强烈程度的尺度。地震基本烈度：在今后一个时期内（一般取一百年）在一定的地点的一般场地条件下可能遭遇的最大烈度。地基土的卓越周期：表层沉积能对基岩传来的地震波起选择放大作用，某些周期的地震波在表土层中多次反射的结果，由于叠加而增强，这样就会使表层振动中这类周期的波多而长，这就是该表土层的卓越周期。世界范围内的主要地震带：环太平洋地震带、地中海喜马拉雅地震带或欧亚地震带、大洋海岭地震带。我国地震地质的基本特征：我国除台湾东部、西藏南部地震和吉林东部深源地震属板块边缘消减带地震外，其余地区的地震均属于大陆板块内部地震（青藏活动地块区、西域活动地块区、华北活动地块区）减轻地震灾害的基本途径：地震预报和地震工程途径。我国抗震设计目标：小震不坏、中震可修、大震不倒。什么是场地地震效应：在地震波的作用下，场地会出现各种破坏作用，统称为场地地震效应。可分为场地破坏效应：地面破裂（或断裂效应），地基失效，或斜坡破坏。强烈震动效应。分析场地条件对震害的影响：基岩上振动幅值小、持时短、震害轻。深厚松散覆盖层上地震动周期长，长周期的建筑物损害大（高大建筑）非发震断层对震害无明显影响局部地形对震害影响显著：突出孤立地形使地震动加强，低洼沟谷使地震动减弱。陡崖、山地或河谷斜坡等发生斜坡失稳，产生崩塌滑坡等。沙土液化对震害影响的双重性：薄层的饱和松散粉细砂层强烈液化引起喷水冒沙往往导致地裂缝、错位、滑坡、不均匀沉降等地基失效现象。而上部地表有2-3米内有较密实的粘性土层，能成为荷载小而基础浅的结构物稳定持力层时，在下伏土层砂土液化后此层仍具有一定的强度以支撑结构物传来的荷载，此时横波不能在液体里传播，起到了隔震的作用。地震反应谱的概念：对某一特定结构的某一阻尼比而言，其体系的最大加速度（最大速度、最大位移）与自振周期间的关系可表示成一条曲线，如取不同的阻尼比就可以得出一组曲线，这组曲线就是结构的最大加速度（最大速度或最大位移）反应谱。地震发生时，厚层松软土体在哪类建筑物遭受震害最严重？为什么：高层。因为厚层松散土体能够对基岩传来的波起选择放大作用，使得卓越周期长，而高大建筑自身的自振周期长，二者产生共振引起破坏。第六章水库建在哪类断层容易诱发地震，并解释原因：正断层。应用摩尔应力圆解释第七章砂土液化的概念及其危害：危害有四种：涌沙，地基失效，滑塌，地面沉降及地面塌陷。砂土地震液化的形成条件：内因：砂土的特性：粘粒含量少，塑形指数低是液化的条件。细粉砂易于液化，不均匀系数越小，粒径越均匀，越利于液化。饱和沙土层的埋藏条件；包括地下水埋深及砂层上的非液化土层厚度。地下水埋深越浅，非液化土层越薄，则越易于液化。饱和沙层的成因和时代。外因：地震强度和持续时间。砂土地震液化的防护措施：良好的场地选择（选择表层非液化盖层厚度大，地下水埋藏深），人工改良地基：增加盖重，换土，改善饱水砂层的密实程度（爆炸振密法，强夯与碾压，水冲振捣回填碎石桩法），消散剩余孔隙水压，围封法。基础形式的选择：桩基(较深的支撑桩基或者管柱基础，不宜用摩擦桩)或者筏片基础砂土地震液化的判别方法： 初判：地震条件：液化最大震中距 液化最低地震烈度：度；地质条件：发生液化处多为全新世及近代海相及河湖相沉积平原、河口三角洲，特别是洼地、河流的泛滥地带、河漫滩、古河道、滨海地带及人工填土地带等。埋藏条件：最大液化深度，最大地下水位深度；土质条件现场测试：标贯，剪切波速，静力触探。标贯判别法的公式，液化指数公式第八章地面沉降的基本概念：由于抽取地下水，使水位或水压下降，孔隙水压力下降，有效应力增加，进一步产生固结沉降的现象。地面沉降的形成机制：地面沉降与岩土性能的关系防治地面沉降的方法：减少和压缩地下水开采量，减少水位下降幅度。对因过量开采地下水而引起的地面沉降，则应采取控制地下水的开采量，调整开采层次，开展人工回灌，开辟新的供水水源。向含水层进行人工回灌，回灌砂。地面沉降计算公式：第九章斜坡岩体应力场的基本特征：由于应力的重分布，斜坡周围主应力迹线发生明显偏转。由于应力分异的结果，在临空面附近造成应力集中带。与主应力迹线偏转相联系，坡体内最大剪应力迹线由原来的直线变成近似圆弧线，弧的下凹面朝着临空方向。坡面处径向压力等于零，处于单向应力状态向内渐变成两向和三向。滑坡：滑坡是斜坡岩土体以剪切破坏为主的斜坡破坏，斜坡岩土体沿剪切滑动面向下滑落，可按滑动面或破坏面的纵剖面形态划分为平滑型（顺向）滑坡和弧形或转动型（切层）滑坡。崩塌：崩塌是斜坡岩土体以张性破裂为主的斜坡破坏，包括了小规模块石的坠落和大规模的山（岩）崩。影响斜坡岩体应力分布的主要因素：原始应力状态：当岩体中存在较高的原始侧向水平应力时，斜坡则更容易遭受变形与破坏。坡形的影响斜坡岩体特性和结构特性的影响斜坡变形的主要方式：卸荷回弹和蠕变。斜坡破坏的基本类型：崩落（塌）、滑落（坡）和（侧向）扩离。地下水对斜坡稳定性的影响：软化或溶蚀岩石，产生静水压力，产生动水压力，增大岩体的重量，促进风化作用。影响斜坡变形破坏的主要因素：地表水，地下水，气候条件，植被，地震和人工爆破，地下开挖。斜坡变形破坏的评价方法：过程机制分析法和理论计算分析法。变形破坏的防治原则：以防为主：建筑场地的正确选择和合理规划，防治可能使斜坡稳定性不断下降的动力因素，防治崩塌滑坡灾害链效应发生；及时处理；合理制定整治方案；生态环境的保护。斜坡变形破坏的防治措施：改善斜坡的几何形态排水工程措施，支挡结构措施，斜坡内部加强措施，绕避防御工程措施。利用赤平投影法判断斜坡稳定性的方法：什么是泥石流：含有大量的泥沙，石块等固体物质的湍急的水流突然爆发的，具有很大破坏力的水流。泥石流的形成条件：必要条件：丰富的松散固体物质 陡峻的地形 足够的突发性水流地形条件：形成区（三面环山，一面出口，山坡陡峭，沟谷切割强烈，破体 ），流通区（狭窄而深切的峡谷，冲沟，谷壁陡峭，似颈状或成喇叭状），堆积区。气象水文条件（地表径流，动力条件，暴雨型，冰雹融化型，水体 型）。人为因素第十章岩爆的概念类型及产生条件：岩爆是围岩的一种剧烈的脆性破坏，常以爆炸的形式表现出来。产生条件：高储能体的存在和附加荷载的触发。类型：冲击地压或煤层突出的大型岩爆和深埋隧道或其他类型地下洞石的中小型岩爆（岩石射击）。第十一章简述岩石坝基滑动破坏的形式、特点和发生条件改善坝基稳定性的措施：清基：将坝基表部的软弱土层、风化卸荷破碎岩体、浅部软弱夹层等清除掉，使坝基位于比较完整的新鲜的岩体或者较密实的岩体上。岩体的局部或整体加固：固结灌浆接触灌浆帷幕灌浆，锚固（预应力锚索或锚杆）。断裂破碎带的槽井洞挖回填处理，桩基支挡。防渗和排水措施：帷幕灌浆，防渗墙及防渗铺盖。改善建筑物的结构，以适应坝基的地质条件：增大坝体、放缓边坡、加深齿墙、延长上游防冲板或护坦以增大竖向荷载，以及预留沉陷缝以消除不均匀沉降等。第十二章岩溶形成的基本条件：如何理解混合溶蚀作用侵蚀性二氧化碳：一种对碳酸钙岩溶发育有特别重要意义的极其特有的效应，即不同成分的水混合后侵蚀性有所增强。超出平衡体系所需的这一部分多余的二氧化碳，称为侵蚀性二氧化碳。岩溶渗漏的途径：坝区渗漏（坝基渗漏和绕坝渗漏）和库区渗漏。岩溶防渗处理措施与方法：灌，铺，堵，截，围，喷，塞，引，排。岩溶地面塌陷（土洞）的形成条件：上覆土层性质结构及厚度：上覆土层为砂性土，或砂粘互层结构但与基岩接触出为砂性土。或与基岩接触出不厚的裂隙发育的粘性土且上覆有砂性土 ，易于产生岩溶地面塌陷。土层厚度小于10米最为严重。基岩岩溶发育，有溶洞或宽大溶蚀裂隙。地下水位强烈下降或快速重复波动。渗透变形的基本概念类型：在渗透力作用下发生的土粒或土体移动或渗透破坏现象。文中解释为：潜蚀使土石结构变松 ，强度降低，这样一种变化成为土石的渗透变形。类型：管涌，流土，接触流土，接触冲刷。渗透变形产生的条件：渗透变形的水动力条件土石结构及颗粒成分条件渗流出口条件渗透变形可能性判别方法及其应用：判别渗透变形类型确定坝基各点的实际水力梯度确定临界梯度和允许梯度渗透变形的防治措施：降低水力梯度：加长渗流途径：设防渗铺盖、防渗帷幕及齿墙；排水减压：设排水廊道及排水井采用特殊结构的反滤层保护渗流出口。反滤层的概念及设计反滤层是保护渗流出口的有效措施。其方法是在水流溢出断分层铺设几层粒径不同的沙砾层，接近被保护层的粒径细，然后以此加大粒径，这样使逸出水流的剩余水头分层缓慢降低，以保证各层间的水力梯度不致产生接触流土。反滤层各相邻层间的粒径比需要考虑它的双重功能：一方面足够细，以便阻止被侵蚀的土粒从其孔隙中穿过，另一方面要足够粗，一边为地下水流提供比保护层更小的渗流阻力。第十三章地上悬河的形成条件：具备可供河流泛滥淤积的广阔平原多泥沙河流。水流中必须携带大量粒径为0.25-0.01mm的敏感土粒；河流中必须有相当比分具有0.7m/s的平均流速的敏感水流。 13 / 13