工程地质学复习题.doc

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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流工程地质学复习题.精品文档.绪论工程地质学:工程地质学是地质学的分支学科。它是一门研究与工程建设有关的地质问题、为工程建设服务的地质科学,属应用地质学范畴。工程地质条件(Engineering geological condition):指与工程建设有关的地质因素的综合。它是自然地质历史发展演化过程中形成的,是客观存在。地质因素包括岩土类型及其工程性质、地质结构、地貌、水文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料等方面,它是一个综合概念。工程地质问题(Engineering geological problem):指工程地质条件与建筑物之间所存在

2、的矛盾或问题。工程地质学的主要任务:基本任务:查明工程地质条件;中心任务:工程地质问题的分析、评价 第一章 土体工程地质研究 1、土、土层及土体的区别? 土(soil):是由固体颗粒以及颗粒间孔隙中的水和气体组成的一多相、分散多孔的系统。 土层(soil layer):土具有成层特征, 同一层内土的物质组成和结构、构造基本一致,工程地质性质亦大体相同。 土体(soil body) :由性质各异,厚薄不同的若干土层,以特定的上、下次序组合在一起的土层组合体。 2、土的三相组成? 土由固体颗粒、液体水和气体三部分组成。 3、土的矿物成份类型? 包括原生矿物、次生矿物及有机质。原生矿物是岩石经物理风

3、化破碎但成分没有发生变化的矿物碎屑。原生矿物主要有石英、长石等,主要存在于卵、砾、砂、粉各粒组中。次生矿物是原生矿物在一定气候条件下经化学风化作用,使其进一步分解而形成一些颗粒更细小的新矿物。主要有可溶盐及粘土矿物。4、主要的粘土矿物主要有?分布较广且对土性质影响较大的是蒙脱石、高岭石和伊利石(或水云母)三种。5、按土中水的存在形式、状态、活动性及其与土的相互作用将土中水划分为矿物成分水、结合水、液态水、气态水、固态水等类型。 6、毛细水的工程地质意义?1.毛细压力促使土的强度增高 ;2.毛细水上升接近基础底面时,增大基底附加应力,增大建筑物的沉降;3.当地下水埋深浅,由于毛细管水上升,可助长

4、地基土的冰冻现象;地下室潮湿;危害房屋基础及公路路面;促使土的沼泽化;4.腐蚀管道和混凝土。 7、土粒间的连结关系主要有:接触连结、胶结连结、结合水连结及冰连结。 8、土的结构类型?巨粒土与粗粒土的结构类型:粗粒土的结构主要为单粒结构。根据颗粒间的排列接触关系可分为松散结构和密实结构。细粒土的结构类型:细粒土颗粒细小,细粒土一般为团聚结构(海绵状结构或蜂窝状结构)。细粒土的团聚结构按土粒均匀与否可分为均粒和非均粒两种类型。均粒团聚结构又分为蜂窝状和絮状结构。9、土的构造类型?研究土体构造的工程意义?层状构造、分散构造、结核状构造、裂隙状构造研究意义:1.土体构造反映土体的力学性质和其他工程性质

5、的各向异性或土体的不均匀性。2.土体的构造特征是决定勘探、取样或原位测试布置方案和数量的重要因素之一。10、土粒与土的密度?土粒密度大小决定于土粒的矿物成分,与土的孔隙大小和含水多少无关,它的数值一般在2.62.8g/cm3之间。土的密度是指土的总质量与总体积之比,即单位体积土的质量,其单位是g/cm3,常见值为1.62.2g/cm3。11、粘性土的稠度状态和稠度界限? 界限含水量 :粘性土的稠度状态的变化是由于土中含水量的变化而引起的,粘性土由一种稠度状态转变为另一种稠度状态,相应于转变点(临界点)的含水量称为稠度界限(界限含水量)。 液限:土由可塑状态过渡到流动状态的界限含水量 塑限:土由

6、可塑状态过渡到半固体状态的界限含水量 缩限:土由半固态过渡到固体状态的界限含水量12、细粒土的产生膨胀的原因?由于土颗粒表面结合水膜增厚,并且主要由弱结合水增加而引起的,结合水膜增厚,加大土粒间距离,使土粒间的引力减弱,引起土体积膨胀;反之,收缩。 13、细粒土的崩解性原因及影响因素? 原因:由于土浸水后,水进入孔隙或裂隙情况不平衡,因而引起粒间结合水膜增厚的速度不同,以致粒间斥力超过吸力的情况也不平衡,产生应力集中,使土体沿斥力超过吸力的最大面崩落下来。 影响因素:矿物成分、粒度成分、水溶液浓度、PH值及土的结构14、土的崩解性表示方法?崩解时间、崩解速度、崩解特征。15、影响土的透水性的主

7、要因素? 粒度成分:对粗碎屑土及砂土影响较大 矿物成分:浑圆石英尖角石英长石云母 土中气体:减小土的有效孔隙,增大水的 粘滞性,造成局部水头损失。 土的密实程度:实而孔多,密而孔少。 还与水溶液的成分及浓度、胶体性质、土的构造等有关16、土的无侧限压缩过程分三阶段:压密阶段、剪切阶段、破坏阶段17、土的三个压缩性指标: 压缩系数a 压缩模量Es 变形模量E018、土的C粘聚力(内聚力、凝聚力):主要由以下几个部分组成:结晶连结力、分子引力、水胶连结力、粒间毛细压力。19、土的成因类型?残积土、坡积土、洪积土、冲积土、湖积土、海积土、冰积土、风积土20、一般土按粒度成分特点分类? (1)粒间无连

8、结或有微弱的水连结无粘性土: 1)巨粒土和含巨粒土 2)粗粒土:砾类土; 砂类土 (2)含较较多粘粒,有结合水,具粘性粘性土: 细粒土21、砾类土物理力学性质:孔隙大、透水性强、压缩性低、内磨擦角大、抗剪强度高。工程地质问题:渗漏、涌水、边坡坍塌等砂类土物理力学性质:透水性强、压缩性低、强度较高。工程地质问题:涌水、渗漏、砂土液化、流沙等细粒土物理力学性质:孔隙率高(4050),压缩量大且变形速度缓慢,抗剪强度主要取决于内聚力,而内摩擦角较小。影响因素:粘粒含量、稠度状态、孔隙比。 22、特殊性土的种类有: 沿海及内陆静水沉积的淤泥类软土 南方和中南地区的膨胀土 西南亚热带湿热气候条件下的红粘

9、土 西北、华北干旱气候区的黄土 西北、华北干旱气候区的盐渍土 高纬度、高海拔寒冷气候区的冻土 各地人类工程活动的人工填土23、几种特殊土(淤泥类土、黄土、膨胀土及红粘土)的工程地质特征? 淤泥类粘土:1. 含水量高,天然含水量液限,软塑流塑状态。2. 透水性低,水平向渗透系数较大。3. 压缩性大,强度低,欠压密状态。4. 显著的蠕变和触变性(高灵敏度)。膨胀土:1. 低含水量,呈坚硬硬塑状态2. 孔隙比小,密度大3. 高塑性,含粘粒及粉粒为主4. 具膨胀力,自由膨胀量40%5. 天然状态下压缩性低,承载力高,但由于干缩裂隙发育,稳定性差.浸水后或被扰动时,强度骤然降低.红粘土:1. 高含水量、

10、高塑性,硬塑或可塑状态。2. 孔隙比大、低密度、孔隙饱水。3. 压缩性低、强度高、地基承载力高。4. 浸水后膨胀量小,但失水后收缩剧烈黄土:1. 塑性较弱2. 含水较少,坚硬硬塑状态3. 压实程度差,孔隙比高,孔隙大4. 抗水性弱,遇水强烈崩解,湿陷明显5. 透水性较强,且呈各向异性6. 强度较高,粒间连接较强,压缩性中等。第二章 岩体工程地质研究1、岩石与土的工程地质性质的差别? 1、岩石矿物颗粒间具有牢固的连结结晶和胶结连结; 2、岩体具有较高的地应力。 3、岩石强度高,不易变形,整体性及抗水性好,但岩体存在有断裂结构面; 2、影响岩石力学性质的因素有那些?水、温度、加载速率、围压、风化3

11、、风化作用:是一种表生的自然营力和人类作用的共同产物,是一种很复杂的地质作用,将涉及到气温、大气、水分、生物、原岩的成因、原岩的矿物成分、原岩的结构和构造等诸因素的综合作用。4、岩块、岩体?岩块:(Rock block 或 Rock)指不含显著结构面的岩石块体,是构成岩体的最小岩石单元体。岩体:(Rockmass)是指地质历史过程中形成的,由岩块和结构面网络组成的,具有一定的结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。 5、结构面类型地质成因类型:原生结构面、构造结构面、次生结构面 6、软弱结构面及其特性?软弱结构面是岩体中具有一定厚度的软弱带(层),与两盘岩体相比具有高压缩和

12、低强度等特征,在产状上多属缓倾角结构面。主要包括原生软弱夹层、构造及挤压破碎带、泥化夹层及其他夹泥层等。特性: 1、由原岩的超固结胶结式结构变成了泥质散状结构 或泥质定向结构 2、粘粒含量很高 3、含水量接近或超过塑限 4、密度比原岩小 5、常具有一定的胀缩性 6、力学性质比原岩差 7、强度低 8、压缩性高 9、易产生渗透变形 7、岩体结构类型按建造特征可将岩体划分为块体状(或整体状)结构、块状结构、层状结构、碎块状结构和散体状结构等类型。8、影响岩体变形性质的因素? 岩性、结构面特征、风化程度、试验方法、试件尺寸、加荷条件、温度、湿度等。9、岩体的剪切强度分为抗剪断强度、抗剪强度和抗切强度。

13、 10、岩体中的弹性波分类?分为面波和体波。面波又可分为瑞利波(R波)和勒夫波(Q波)。体波又可分为纵波(P波) 横波(S波)。11、影响弹性波在岩体中的传播速度的因素? 不同岩性岩体中弹性波速度不同,岩体愈致密坚硬,波速愈大,反之,则愈小。 沿结构面传播的速度大于垂直结构面传播的速度。 在压应力作用下,波速随应力增加而增加,波幅衰减少;反之,在拉应力作用下,则波速降低,衰减增大。 随岩体中含水量的增加导致弹性波速增加。 岩体处于正温时,波速随温度增高而降低,处于负温时则相反。 12、按照风化营力及其引起的岩石变异的方式不同,风化作用可分为物理风化、化学风化和生物风化三种。13、风化壳:遭受风

14、化的岩石圈表层称。它是原岩在一定地质历史时期各种因素综合作用的产物。14、风化岩石与原岩的区别?(1)岩石结构构造发生变化: 原岩:完整性好,裂隙少,胶结强,块度大。 风化岩:完整性差,裂隙多,胶结弱或无胶结,块度小。 (2)岩石矿物成分和化学成分发生变化(3)岩石工程地质性质弱化:岩石风化,矿物成分、化学成分和结构构造均向弱的方向发生变化。因此,岩石力学强度降低、压缩性增加、渗透系数增加、水敏性增加等。总之,风化后,岩石在工程建筑上的优良性质削弱了,不良性质增加了,使工程地质条件恶化。 15、影响岩石风化的因素?气候:气候是控制风化营力的性质和强度的主要因素。岩性:岩石的抗风化能力与其形成环

15、境、矿物成分及结构构造关系极为密切。地质构造:对加深及加速岩石的风化起了有力的促进作用。地形地貌:地形条件既可直接影响岩石的风化作用,又可通过对气候及水文地质条件的影响,间接地影响岩石的风化。其它因素:地壳运动的特点控制着风化作用发生的总趋势。地下水的化学成分、补给、径流、排泄和埋藏条件,直接影响风化速度。外力侵蚀剥蚀作用促进岩石风化作用。 人类活动加剧了岩石风化作用。 第三章 区域工程地质研究第1节 活断层工程地质研究1活断层的基本概念及其研究意义活断层指目前正在活动的断层,或近期曾有过活动而不久的将来可能会重新活动的断层。“近期”,是一个地质历史的上限问题,“近期”的概念应遵循两大原则:(

16、1).应从断裂活动的延续性考虑;(2).应考虑对工程建设最有利、最合适。“不久的将来”,以应结合工程寿命来考虑,工程的使用年限一般为数十年,一些大型水利工程级核电站等重要建筑物为一百年或更多一些,总的按100年考虑较为合适。研究意义: 1.了解活断层对工程建筑的影响,指导工程建设。2.正确认识活断层,掌握其规律,寻求防治措施,为人类的工程服务。2活断层的活动方式活断层的活动方式有两种:一种是以地震方式产生间歇性地突然滑动,这种断层称地震断层或粘滑型断层;一种是沿断层面两侧岩层连续缓慢滑动,这种断层称蠕变断层或蠕滑型断层。3活断层的鉴别标志地质标志:a断层两侧地层岩性和产状截然不同,被错断,是最

17、本质最重要最可靠的标志。注意与滑坡面区别;b第四纪沉积层变形,砾石层中的砾石受剪断或压碎,使断层性质而定;c断层带(面)的岩石因挤压磨碎,表现为松散、未胶结的破碎带;d在强震过程中沿活动性断裂带常常出现地裂缝。地貌标志:a“风口”、“垭口”;b夷平面解体;c阶地变化;d河流弯曲;e山脊山谷错动;f两种地貌单元直线相接的部位;g滑坡、崩塌、泥石流等物理地质现象发育部位。水文地质标志:a泉水呈线状分布;b温泉呈带状分布;c地下水压力与化学成分异常;其它标志:a地形变化明显;b地球物理场异常;c地应力较高、地震活动频繁。第2节 地震工程地质研究1简述地震、地震波、震级、烈度的基本概念地震:在地壳表层

18、,因弹性波传播所引起的震动作用或现象。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。地震震级:表示地震本身大小的尺度,是由地震所释放出来的能量大小所决定的。地震烈度:衡量地震所引起的地面震动强烈程度的尺度。它不仅取决于地震能量,同时也受震源深度、震中距、地震传播介质等因素的制约。一次地震只有一个震级,但不同地点,烈度大小是不一样的。2地震振害效应有哪些内容? (掌握)地震效应大致可分为振动破坏效应、地面破坏效应和斜坡破坏效应三个方面。振动破坏效应:地震发生时,地震波在岩土体中传播而引起强烈的地面运动,使建筑物的地基基础以及上部结构都发生振动,给它施加了一个附

19、加荷载,即地震力。当地震力达到某一限度时,建筑物即发生破坏。这种由地震力作用直接引起建筑物的破坏。地面破坏效应:地面破坏效应可分为破裂效应和地基效应两种基本类型。前者指的是强震导致地面岩土体直接出现破裂和位移,从而引起附近的或跨越破裂带的建筑物变形或破坏;后指的是地震使松软土体压密下沉、砂土液化、淤泥塑流变形等,而导致地基失效,使上部建筑物破坏。斜坡破坏效应:斜坡破坏效应包括地震导致的滑坡、崩塌或泥石流等,主要发生在山区或丘陵地带。3、按地震成因可分为构造地震、火山地震和陷落地震。第3节 地应力工程地质研究1、地应力按不同起源可分为:自重应力、构造应力、剩余应力及变异应力等。2、构造应力起源:

20、板块运动、地幔热对流、地球自转速度变化3、影响岩体天然应力状态的主要因素岩体的岩性及结构特征构造作用及其演变历史区域卸荷作用对地壳表层岩体应力状态形成影响。(4)岩体内自由临空面附近的应力重分布及应力集中作用第四章 水流作用工程地质研究1 河流侵蚀、淤积作用的基本概念河流的侵蚀与淤积(沉积)作用是改变地表地形最重要的地质作用之一,侵蚀与淤积(沉积)作用的相互消长,促使河床不断演化。当侵蚀与淤积(沉积)作用处于暂时平衡状态时,河流的地质作用则以搬运为主。水流和河床两方面的特征决定着河流的侵蚀与淤积(沉积)的规律。2 水库淤积类型与特点在河流上筑坝建库,挡水建筑物起壅高水位的作用,库区形成壅塞,水

21、深和过水断面流程增大,流速沿流程降低,从而造成壅水和异重流两种形式的淤积,并在水库末端造成不同程度的淤积上延(翘尾巴)现象。3、地下水对建筑工程的不良影响?1.降低地下水位会使软土地基产生固结沉降;2.不合理的地下水流动会诱发某些土层出现流砂现象和机械潜蚀;3.地下水对位于水位以下的岩石、土层和建筑物基础产生浮托作用;4.某些地下水对钢筋混凝土基础产生腐蚀。 4、 管涌:在渗流作用下,单个土颗粒发生独立位移的现象。流砂:当地下水自下往上流动时产生动水压力等于土体的有效重度时,土颗粒间的有效应力等于零,土粒处于悬浮状态,这种现象称为流砂。机械潜蚀:若地下水渗流产生的动水压力小于土颗粒的有效重度,

22、即渗流水力坡度小于临界水力坡度,则不会发生流砂现象,但土中细小颗粒仍有可能穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流携带而走。时间长了,在土层中将形成管状空洞,使土体结构破坏,强度降低,压缩性增加,这种现象称为机械潜蚀。 5、 渗透变形的基本概念及研究意义渗透变形或渗透破坏:当渗透力达到一定值时,岩土中一些颗粒、甚至整体就发生移动,从而引起岩土体的变形和破坏。这种作用或现象,称为。研究意义:1)、是土石坝的主要工程地质问题;2)、对坝基、基坑、地下巷道掘进、矿山等带来危害;3)、是工程地质学研究的课题之一。产生的条件:渗透水流有足够大的动水压力和土体具有一定的结构特性。6、岩溶及岩溶渗漏的基本概念岩溶:岩溶作

23、用及其所产生的地质现象和水文现象的总称。国际上称为喀斯特。7、岩溶的形成基本条件岩溶发育的基本条件:(1)具可溶性岩石;(2)具溶蚀能力的水;(3)具良好的水的循环交替条件,即具有良好的地下水补给、径流和排泄条件。8、海蚀作用可分为冲蚀、磨蚀及溶蚀作用。9、简述泥石流的基本概念泥石流是山区汛期常见的一种严重的水土流失(泥沙失稳搬运)现象。它是泥沙在水动力作用下失稳后,集中输移的自然演变过程之一,具有严重的灾害性.某些山区河流在汛期中由于暴雨或其它水动力如溃坝、冰川、融雪等作用于流域内不稳定的地表松散土体上,由于松散土体失稳参与洪流运动,因此在流域内形成两种汇流现象,一是水的汇流;二是沙的汇流。

24、两种不同相的物质在共同的流动空间内混合而形成一种特殊的水、沙混合输移现象。当这种特殊的流体中含沙量超过某一限值后,因其流动特性的变化而形成的一种特殊洪流,它对工程设计及环境的影响与洪水、滑坡不同而称为泥石流。10、简述泥石流形成的三大条件泥石流的形成必须具备的条件,即陡峭的地形,充沛的水源和堆积在流域中大量松散固体物质这三个条件,缺一不可。(1)地形条件(主要指沟谷条件):一般是山高沟深,地势陡峻,沟床纵坡大及流域形状便于水流的汇集等。(2) 地质条件(主要决定了松散固体物质来源):固体物质是泥石流产生的必备条件之一,在泥石流沟中,往往由于滑坡、崩塌、泻溜等现象产生了大量的松散固体物质及人类工

25、程活动,如采矿、爆破、修路等造成的弃渣废土等,是泥石流固体物质重要的补给来源。(3) 气象水文条件(水动力条件):我国的山区形成泥石流的水源主要来自暴雨,当然也有冰川积雪的融化和滑坡坝、崩塌积体堵塞河流形成的堰塞湖突然溃决。11、简述泥石流分类按流域形态分三类:标准型泥石流、河谷型泥石流、山坡型泥石流。按泥石流的物质组成分三类:泥流、水石流、泥石流。按泥石流的流体性质分两类:粘性泥石流、稀性泥石流。12、何谓砂土液化?其主要危害有哪些?砂土液化:粒间无内聚力的松散砂体,主要靠粒间摩擦力维持本身的稳定性和承受外力。当受到振动时,粒间剪力使砂粒间产生滑移,改变排列状态。如果砂土原处于非紧密排列状态

26、,就会有变为紧密排列状态的趋势,如果砂的孔隙是饱水的,要变密实效需要从孔隙中排出一部分水,如砂粒很细则整个砂体渗透性不良,瞬时振动变形需要从孔隙中排除的水来不及排出于砂体之外,结果必然使砂体中空隙水压力上升,砂粒之间的有效正应力就随之而降低,当空隙水压力上升到使砂粒间有效正应力降为零时,砂粒就会悬浮于水中,砂体也就完全丧失了强度和承载能力,这就是砂土液化。砂土液化的危害:(1)涌砂:涌出的砂掩盖农田,压死作物,使沃土盐碱化、砂渍化,同时造成河床、渠道、井筒等淤塞,使农业灌溉设施受到严重损害。(2)地基失效:随粒间有效正应力的降低,地基土层的承载能力也迅速下降,甚至砂体呈悬浮状态时地基的承载能力

27、完全丧失。建于这类地基上的建筑物就会产生强烈沉陷、倾倒以至倒塌。(3)滑塌:由于下伏砂层或敏感粘土层震动液化和流动,可引起大规模滑坡。这类滑坡可以产生在极缓,甚至水平场地。(4)地面沉降及地面塌陷:饱水疏松砂因振动而变密,地面也随之而下沉,低平的滨海湖平原可因下沉而受到海湖及洪水的浸淹,使之不适于作为建筑物地基。第五章 地基工程地质研究1、软土的成因划分及软土地基?可分为滨海沉积、湖泊沉积、河滩沉积、沼泽沉积软土地基指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂质土或其他高压缩性土层构成的地基,也称软弱地基。2、软土的工程特性?1。抗剪强度低压缩性高透水性低触变性流变性不均匀性3、膨胀土概念及分布,膨胀土

28、的特征?膨胀土是由亲水性强的粘土矿物成分组成的,具有吸水膨胀,失水收缩的性能,主要分布在我国中南、西南地区。 膨胀土的矿物成分主要为蒙脱土、伊利石、高岭石等。液限40%,塑限均为17%33%。呈硬塑或坚硬状态,颜色多呈黄、红、灰、白色及斑状。 裂隙较为发育,有光滑面及擦痕。 4、影响膨胀土胀缩变形的主要因素? 1、影响膨胀土胀缩变形的内在因素(1)矿物及化学成分(2)微观结构 (3)黏粒的含量 (4)土的密度 (5)含水量 (6)土的结构强度 2、影响膨胀土胀缩变形的外在因素 (1)气候条件 (2)地形地貌 (3)日照环境 5、冻土及其分类?温度摄氏零度以下且含有冰的土叫冻土。 冻土可分为多年

29、冻土和季节性冻土。状态保持三年或三年以上的为多年冻土。土层冬季冻结,夏季全部融化,冻结延续时间一般不超过一个季节的是季节性冻土。 第六章 边坡稳定性工程地质研究 1、岩质边坡的变形破坏类型?边坡的变形与破坏是边坡失稳的两个阶段。变形以坡体未出现贯通性的破裂面为特点,破坏是在坡体中已形成贯通性破裂面,且以一定的加速度发生位移。边坡变形和破坏形式:基本形式有:拉裂、蠕动、弯曲倾倒和挠曲变形。破坏的基本形式:剥落、崩塌和滑坡。2、滑坡要素?1-滑坡体;2-滑动面;3-滑动带;4-滑坡床;5-滑坡后壁;6-滑坡台地;7-滑坡台地陡坎;8-滑坡舌;9-张拉裂缝;10-滑坡鼓丘;11-扇形张裂缝;12-剪

30、切裂缝 3、滑坡分类?按滑动面与岩层层面的关系分:均质滑坡,顺层滑坡, 切层滑坡。按岩土类型分类:基岩滑坡和土体滑坡按滑坡体厚度分:浅层滑坡:50m按滑坡的规模大小划分:小、中、大、巨型滑坡。4、滑坡的发育过程划分为三个阶段:蠕动变形阶段、滑动破坏阶段和渐趋稳定阶段。 5 影响斜坡变形破坏的主要因素影响斜坡稳定性的因素十分复杂,其中最主要的有岩土类型及性质、地质结构、水文地质条件等。除此之外,还有岩石风化、地表水、大气降水作用、地震及人类活动等。这些因素综合起来可分为两大方面:内在因素和外在因素。 内因:地形地貌、地层岩性(岩土类型和性质)、地质结构构造、地下水分布、植被作用。外因:1).水的

31、作用:(1)地表水(地面径流、河流、水库、湖泊等)作用;(2)地下水作用;(3)降水(融雪)作用。2).地震作用;3).人为作用:(1)爆破和机械振动;(2)切坡或加载;(3)破坏植被;(4) 矿藏开采。第七章 地下洞室围岩稳定性工程地质研究1、围岩及原岩? 围岩:洞室周围的岩土体。洞室周围受到开挖影响的岩层,大体相当于地下洞室宽度或直径的3倍范围内的岩体. 原岩:保持原始应力状态的岩层,且未经扰动.2、洞室围岩的工程地质问题有那些?(1)围岩应力重分布问题计算重分布应力 (2)围岩变形与破坏问题计算位移、确定破坏范围 (3)围岩压力问题计算围岩压力 (4)有压洞室围岩抗力问题计算围岩抗力 3

32、、围岩应力重分布的主要特征?径向应力随着向自由表面的接近而逐渐减小,至洞壁处变为零。切向应力在一些部位愈接近自由表面切向应力愈大,并于洞壁达最高值,即产生所谓压应力集中,在另一些部分,愈接近自由表面切向应力愈低,有时甚至于洞壁附近出现张应力,即产生所谓拉应力集中。4、在洞室和断层之间的狭窄地带往往产生很高的应力集中,使该区围岩的稳定条件大为恶化5、脆姓围岩的变形和破坏? 主要是在回弹应力和重分布的应力作用下发生的,水分的重分布对其变形和破坏的影响较为微弱。这类围岩变形破坏的形式和特点除与由岩体初始应力状态及洞形所决定的围岩的应力状态有关外,主要取决于围岩结构,一般有弯折内鼓、张裂塌落、劈裂剥落

33、、剪切滑移以及岩爆等不同类型。6、岩爆的基本概念在地下开挖或开采过程中,岩石突然以爆炸的形式飞出和剧烈破坏。围岩的这种破坏这就是所谓的岩爆。7、岩爆的类型和特点?按发生的部位及所释放的能量类型,岩爆有不同的类型 (1)围岩表部岩石突然破裂引起的岩爆在深埋隧道或其它类型地下洞室中所发生的中小型岩爆多属这种类型。这类岩爆发生时发出如机枪射击的劈劈拍拍响声,故被称为岩石射击。(2)矿柱或大范围围岩突然破坏引起的岩爆发生于一些探矿坑中的大型岩爆多属这种类型。这类岩爆发生时通常伴有剧烈的气浪和巨响,甚至还伴有周围岩体的强烈振动,破坏力很大,对地下采掘工作造成严重的危害,故常被称之为冲击地压。(3)断层错

34、动引起的岩爆当坑道以小角度逼近一个潜在的活动断层时,坑道的开挖使作用于断层面上的正应力减小,从而使沿断层面的摩阻力降低,引起断层突然再活动,形成岩爆,这类岩爆一般发生在构造活动区的矿井中,破坏性很大,且影响范围较广。8、岩爆的产生条件与发生机制?本质上,岩爆乃是洞室围岩的一种伴有突然释放大量潜能的剧烈的脆性破坏。从产生条件方面来看,高储能体的存在及其应力接近于岩体强度是产生岩爆的内在条件,而某些因素的触发效应则是岩爆产生的外因。 9、塑性围岩的变形与破坏塑性围岩包括各种软弱的层状结构岩体(如页岩、泥岩和粘土岩等)和散体结构岩体。这类围岩的变形与破坏,主要是在应力重分布和水分重分布的作用下发生的

35、主要有塑性挤出、膨胀内鼓、塑梳涌出和重力坍塌等不同类型。第八章 工程地质环境评价1、工程地质环境:是人类生活与活动的客观物理环境,是一个综合的概念,多成分的系统。工程地质环境是人类从事活动的地质环境。包括工程建设的的适宜性和敏感性两方面。同时表现为工程建设地质环境系统的协调稳定性。2、我国地质环境的基本特征? 中国大陆自西向东的地势可分为四大阶梯下降。第一级阶梯是青藏高原;第二级阶梯是青藏高原的北缘与东缘到大兴安岭、太行山、巫山、雪峰山之间;第三级阶梯是更东的低山丘陵和大平原;第四级阶梯从鸭缘江口至广西壮族自治区的北仑河口,是一条婉蜒曲折的海岸带。这四个阶梯具有不同的地质环境特征,它们对工程活

36、动的制约也各有不同的持点。第一阶梯,主要有两种地貌单元制约着人类的工程活动,即青藏高原的高原环境和其周边地区的深切峡谷地貌。第二阶梯由多个大型盆地和高原组成。由于自北而南,白西而东气候带由寒变暖,由干变湿,外动力地质作用的营力、水文地质条件和自然地质作用都随之而改变,所以这一广阔地带又可分为多个各具特点的地质环境。第三阶梯和第四阶梯,由于东北、华北、华南现代构造活动性及地表沉积层厚又各有不同,故可将之划分为华南,华北,东北三个不同的地质环境区。3、内动力地质作用是指由地球内能的积累与释放所产生的一系列动力作用,如构造运动、地震、岩浆活动和变质作用等,其中构造运动是一种最为普遍的内动力地质作用,

37、对工程活动的影响最大。外动力地质作用源于以太阳能为主的地球外部能,表现为岩石圈表层与地球外包围层一一大气圈、水圈、生物圈的相互作用。太阳能引起大气环流、地表水循环,萌生了生物,而运动的气流、循环的水流和生生不息的生物作用于岩石圈表层,通过风化作用、剥蚀作用、搬运作用和堆积作用,使地表突出的山体、高原被剥蚀、夷平,山间、山前断陷盆地、洼地被各种松散沉积物所充填,裂谷盆地被厚层松散沉积物所堆积掩埋。外动力地质作用的结果总是使内动力造成的凹凸不平的地球表面夷平。 4、地面沉降的基本概念、危害地面沉降:是指地面高程的降低,又称地面下沉或地沉,均指地壳表面某一局部范围内的总体下降运动。其特点:以缓慢的、

38、难于觉察的向下垂直运动为主,只有少量的或基本没有水平位移,可能影响的范围可大至几千平方公里。主要危害(1)沿海地区沉降使地面低于海面,受海水侵袭;(2)一些港口城市,由于码头、堤岸的沉降而丧失或降低了港湾设施的能力;(3)桥墩下沉,桥梁净空减小,影响水上交通.(4)在一些地面沉降强烈的地区,伴随地面垂直沉陷而发生的较大水平位移,往往会对许多地面和地下构筑物造成巨大危害;(5)在地面沉降区还有一些较为常见的现象,如深井管上升、井台破坏,高楼脱空,桥墩的不均匀下沉等,这些现象虽然不致于造成大的危害,但也会给市政建设的各方面带来一定影响。5、地面塌陷可分为岩溶塌陷,采空塌陷及黄土湿陷。6、人类工程活

39、动对地质环境的作用方式归纳为以下几类? (1)工程荷载 (2)爆破及工程振动 (3)岩土开挖卸荷 (4)岩土回演和废弃物堆积 (5)流体、流域调节 地表蓄水、调水及地下流体的抽汲、回灌等 (6)工程热力和磁力作用 (7)工程污染作用 第九章 工程地质新方法新技术1、工程地质的新技术新方法主要体现在那几个方面?原位测试技术、安全监测技术、数值模拟技术、物探测试技术、物理模型试验等。2、按物探测试技术理论所利用的物性参数来划分,可分为:电法(包括电磁法)、重磁法、浅层地震勘探、声波及超声波探测、放射性测量、温度测量、电视技术、核磁共振、测井和无损检测等十大类。第十章 工程地质勘察方法1、工程地质勘

40、察的目的?查明工程地质条件,分析存在的工程地质问题,为工程建设的规划、设计、施工和运行提供地质资料和依据。2、工程地质勘察方法包括:工程地质测绘工程地质勘探工程地质室内试验和野外试验工程地质长期观测勘察资料的室内整理3、工程地质勘察阶段主要有:草图设计阶段 从地质条件出发回答设计意图在技术上的可能性及经济上的合理性。初步设计阶段 进一步进行方案的比较,选定最优的建筑地点,并初步评价其工程地质条件,为初步设计提供各种地质依据。技术设计阶段 为最后选定建筑物的具体位置、结构等提供详细资料。施工设计阶段 研究、解决与施工设计及施工有关的专门性地质问题及对前期地质资料的校核与纠正。4、工程物探:是以专

41、用仪器探测地壳表层各种地质体的物理场来进行地层划分,判明地质构造、水文地质及各种物理地质现象的地球物理勘探方法. 5、岩芯采取率:是反映钻探质量好坏的指标。以本回次所取岩芯总长度和本回次进尺的百分比表示。 6、工程地质图的分类?根据测制的方法、表示的内容、图件的技术特性、服务的目的和作用,基本可分为:(1.地质图:如综合地层柱状图、区域地质图等。(2工程地质编录图 如钻孔柱状图、平洞展视图、基坑编录图等。 (3工程地质分析图 为解决某一专门工程地质问题,突出分析其中某一、两个或几个工程地质因素,借以反映地质特征与建筑物的关系的图件。(4专门工程地质图 为勘察某一专门工程地质问题而测制的图件,其

42、内容重点突出表示与该工程地质问题有关的地质特征、空间分布及其相互组合关系,以及与评价地质问题有关的力学数据。5.综合性工程地质图(或称工程地质图)7、编制工程地质图的基本原则?(1)准确是指图上表示的地质结构、自然地质、工程地质现象和其它有关地质资料都必须经过调查论证,成为有依据的资料,且出露位置都要准确。(2)合理地反映客观存在的工程地质条件,它们是产生各种工程地质作用的物质基础。其中起主导作用的是地层岩性和构造,这是最根本的条件。 (3)各类图件的精度与内容的详细程度,应与测绘比例尺相适应。8、工程地质勘察报告的主要内容有哪些?工程地质勘察报告由正文、附图和附件三部分组成。(1绪言 简单介

43、绍勘察工作的任务与目的,主要建筑物类型、规模及设计指标(2地质概况 一般扼要叙述地形地貌、物理地质现象、地层岩性、地质构造(包括运动特征及地震)及水文地质条件等。(3水库区的工程地质条件 对库区渗漏、库岸稳定、浸没水库诱发地震等专门性问题分别论述与评价(4建筑物区工程地质条件 这部分是报告的重点,结合具体建筑物,依据测区工程地质条件对具体建筑物的工程地质问题进行论证和评价,最后提出确切的工程地质结论。第十一章 工程地质与岩土工程勘察评价1、在房屋建筑与构筑物中,常遇到的几种岩土工程问题是什么? 1)区域稳定性问题 2)斜坡稳定性问题 3)地基稳定性问题 4)建筑物的配置问题 5)地下水的侵蚀性问题 6)地基的施工条件问题 2、路基的主要工程地质问题是什么? 1)路基边坡稳定性问题 ; 2)路基基底稳定性问题; 3)道路冻害问题 ; 4)天然建筑材料问题。3、坝基稳定性的研究主要解决四个问题?坝基承载力;坝基的抗滑稳定性;坝基(包括坝肩)的渗漏稳定性;近坝岸坡的稳定性。

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