工程地质学复习.docx

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工程地质学复习

复习重点

绪论（无标记为未列答案）

工程地质问题工程地质条件工程地质学的主要研究方法

活断层

活断层的定义活断层的特征及分类活断层的参数

活断层的识别标志活断层区的建筑原则

地震

地震的基本概念（震级、烈度）地震效应类型振动破坏效应的评价方法

砂土液化的定义、机制及判别标准场地工程地质条件对震害的影响

地震区抗震设计原则、措施静力分析法的原理

动力分析法：

卓越周期、地震影响系数静力分析法与动力分析的区别

岩溶

混合溶蚀效应岩溶发育的条件及影响因素岩溶区水库渗漏的研究内容

岩溶渗漏的防治措施岩溶地基稳定性评价

泥石流

泥石流的概念泥石流的形成条件泥石流的防治措施

岩石风化

风化壳的概念风化壳垂直分带的标志

地面沉降

地面沉降的形成机制地面沉降的产生条件地面沉降的研究、预测及防治

斜坡

斜坡中重分布应力的特点影响斜坡应力分布的因素斜坡变形破坏的形式

崩塌的形成条件滑坡的形态要素滑坡的识别方法及标志

滑坡的分类方案影响斜坡稳定性的因素刚体极限平衡法

摩擦锥滑坡的防治措施

渗透变形

渗透变形的定义及类型渗透变形产生的条件渗透变形的防治措施

论述题举例

结合实际工程地质问题谈谈水对岩土体稳定性的影响

题型：

一、名词解释：

（5个20分）

二、判断题：

（10个20分）

三、简答题：

（3～4个40分）

四、论述题：

（1个20分）

一、名词解释：

1.工程地质问题：

工程建筑物与工程地质条件之间所存在的矛盾或问题。

2.工程地质条件：

与工程建筑物有关的地质条件的综合。

地质条件有岩土类型及其工程性

质、地质构造、地形地貌、水文地质、工程动力地质作用及天然建筑材料。

3.活断层：

指目前正在活动着的断层，或是近期曾有过活动而不久的将来可能会重新活动的断层。

4.活断层的参数：

产状、长度、断距、错动速率、错动周期和活动年龄等。

5.震级：

衡量地震本身大小的尺度，由地震所释放出来的能量大小所决定。

6.烈度：

衡量地震所引起的地面震动强烈程度的尺度。

与地震释放的能量大小、震源深度、震中

距、震域介质条件等有关。

7.砂土液化：

饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下，受到强烈振动而丧失抗剪强度，使

砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作用或现象。

8.卓越周期：

地震波在地层中传播时，经过各种不同性质的界面时，由于多次反射、折射，出现不同周期的地震波，而土体对于不同的地震波有选择放大的作用，某种岩土总是对于某种周期的波选择放大得突出、明显，这种被选择放大的波的周期即称为该岩土体的卓越周期。

9.地震影响系数：

表示单质点弹性结构在水平作用下的最大加速度反应与重力加速度比值的统计

平均值。

10.摩擦锥：

沿斜坡法线N方向，以块体重心点O为顶点，作一个锥顶角为的圆锥体，圆锥体的高为（正压力），底面半径为（摩擦力），这样的锥体称为摩擦锥。

11.混合溶蚀效应：

不同成分或不同温度的水混合后，其溶蚀能力有所增强，这种增强的溶蚀效应叫做混合溶蚀效应。

12.岩溶：

水（包括地表水和地下水）对可溶性岩石进行的以化学溶蚀作用为主的改造和破坏地质作用以及由此产生的地貌及水文地质现象的总称。

13.岩溶作用：

以化学溶蚀为主，同时还包括机械破碎、沉积、坍塌、搬运等作用，是一个化学－物理相结合的综合作用。

14.泥石流：

泥石流又称山洪泥流，是发生在山区的一种含有大量泥砂、石块的暂时性急水流。

15.风化壳：

表层不同深度的岩石，遭受风化程度的不同，形成不同成分和结构的多层残积物，由其构成的复杂剖面称为风化壳。

16.地面沉降：

是指在一定的地表面积内所发生的地面水平面降低的现象。

17.渗透变形：

岩土体在地下水渗透力（动水压力）的作用下，部分颗粒或整体发生移动，引起岩土体的变形和破坏的作用和现象。

三、简答题：

1.工程地质学的主要研究方法

工程地质学的研究方法是与它的研究内容相适应的，主要有自然历史分析法、数学力学分析法、模型模拟实验法和工程地质类比法。

上述四种研究方法各有特点，应互为补充，综合应用。

其中自然历史分析法是最重要和最根本的研究方法，是其他研究方法的基础。

2.活断层的特征及分类

1）特征：

活断层的继承性与反复性，

活断层是深大断裂复活运动的产物，

两种基本活动方式：

①粘滑型活断层：

间歇性突然滑动，常伴有地震活动，也称为地震断层。

②蠕滑型活断层：

沿断层面两侧岩层连续缓慢地滑动。

2）分类：

①走滑型活断层：

常分布于大陆内部的地块之间的接触部位，水平错动量大，断层带宽度不大，很少分支断裂。

②逆断型活断层：

多分布于板块碰撞挤压带。

上盘变形带大，出现多分支断层。

③正断型活断层：

差异升降活动为它的断陷盆地边缘。

下降盘分支断层多见，形成地堑式的正断层组合

3.活断层的识别标志

（1）地质、地貌、水文地质标志

地质方面：

最新沉积物被错断、断层破碎带构造形迹、伴有地震现象的活断层地表出现断层陡坎和地裂缝

地貌方面：

不同地貌单元突然相接，或两边沉积物厚度显著差别、同一地貌单元的分解和异常。

水文地质方面：

由于断层带构造物质松散，容易形成强导水带，因而活断层带沿线分布泉水、

温泉，出现植被发育现象。

也由于活断层为深大断裂，深循环水将导致水的化学异常。

（2）历史地震和历史地表错段资料：

历史地震记载资料，可以帮助判别活断层的存在，可据此判断活断层的错距，断裂长度等。

对古代建筑物破坏、错断、掩埋等情况调查，可以帮助判断活断层当时的错距等情况。

（3）使用仪器测定：

地震台网，监测微震震中位置用以判别活断层，是研究现代地震活断层的最直接有效的方法，但其费时、代价高，不能作为研究活断层的主要工具。

4.活断层区的建筑原则

（1）建筑物场址一般应避开活动断裂带

（2）线路工程必须跨越活断层时，尽量使其大角度相交，并尽量避开主断层

（3）必须在活断层地区兴建的建筑物，应尽可能地选择相对稳定地块即“安全岛”，尽量将重建筑物布置在断层的下盘

（4）在活断层区兴建工程，应采用适当的抗震结构和建筑型式

5.地震效应类型

（1）振动破坏效应——引起建筑物破坏

地面破裂效应——地震断层、地面裂缝

（2）地面破坏效应

地基基底效应——沉降、砂土液化、地基滑移

6.振动破坏效应的评价方法

（1）静力分析法：

假设：

1）建筑物是刚体，即建筑物的各部分作为一个整体（一个质点），具有相同的加速度。

2）建筑物受力振动加速度和地面加速度是相同的

3）将地震力视为由地面振动a0max引起建筑物的惯性力，即地震力就是建筑自身的惯性力，固定不变。

建筑物受到的地震力P为：

其中

当为水平矢量，称其为水平地震系数kc，相应地为垂直地震系数k/c；

（2）动力分析法：

7.砂土液化的机制及判别标准（73）

机制：

判别标准：

（1）初步判别

饱和砂土或粉土，当符合下列条件之一，可判为不液化土或不考虑液化作用。

①Q3及Q3以前的土

②粉土的粘粒含量不小于表列数据

③上覆非液化土层厚度和地下水埋深符合下列条件之一：

du>do+db-2、dw>do+db-3、du+dw>1.5do+2db-4.5

dw—地下水埋深（m），年最高水位；du—上覆非液化土层厚（m）

db—基础砌置深度（m）；do—液化土特征深度（m）

（2）进一步判别

方法有:

①现场实验,②剪应力对比法

①现场实验：

现场标准贯入试验，地面以下15m以内的液化土应符合下列要求：

判据：

Ncr

液化程度等级

定义：

液化指数

等级判别：

I<5轻微，无灾害

I=5-15中等，不均匀沉陷，冒砂

I>15严重，建筑倾倒，地面变形

②剪应力对比法

地震剪切波在砂层中产生剪应力，当其超过土层液化时所需的剪应力时，即产生液化。

根据地震剪切波及室内、现场实验测得的土体液化时的剪应力大小，对比判断。

8.场地工程地质条件对震害的影响

（1）岩土类型及性质：

软土>硬土，土体>基岩；松散沉积物厚度越大，震害越大；土层结构对震害的影响，软弱土层埋藏越浅、厚度越大，震害越大；

（2）地质构造：

离发震断裂越近，震害越大，上盘尤重于下盘；

（3）地形地貌：

突出、孤立地形震害较低洼、沟谷平坦地区震害大

（4）水文地质条件：

地下水埋深越小，震害越大。

9.地震区抗震设计原则和措施

（一）场地选择原则

1.避开活断层

2.尽可能避开具有强烈振动效应和地面效应的地段

3.避开不稳定斜坡地段

4.尽可能避开孤立地区、地下水埋深浅的地区

（二）抗震措施（持力层和基础方案的选择）

1.基础砌置在坚硬土层上

2.砌置深度应大一些，以防发震时倾斜

3.不宜使建筑物跨越性质不明的土层上

4.建筑物结构设计要加强整体强度，提供抗震性能。

10.静力分析法与动力分析法的区别

静力分析法的前提：

1）建筑物是刚体，即建筑物的各部分作为一个整体（一个质点），具有相同的加速度。

2）建筑物受力振动加速度和地面加速度是相同的

3）将地震力视为由地面振动a0max引起建筑物的惯性力，即地震力就是建筑自身的惯性力，固定不变。

动力分析法的前提：

1）建筑物结构是单质点系的弹性体

2）作用于建筑物基底的运动为简谐运动

动力分析法考虑到了岩土体的类型、性质和厚度等因素，更符合实际情况。

11.岩溶发育的条件及影响因素（详细解答144～148）

岩溶发育的条件：

具有可溶性岩石，具有溶蚀能力的水，具有良好的水循环交替条件。

影响因素：

碳酸盐岩岩性、气候、地形地貌、地质构造、新构造运动。

（1）碳酸盐岩岩性的影响

碳酸盐岩化学成分与岩溶发育的关系

岩石结构与岩溶发育的关系

（2）气候对岩溶发育的影响

（3）地形地貌的影响

（4）地质构造的影响

断裂的影响

褶皱的影响

岩层组合特性的影响

（4）新构造运动的影响

12.岩溶区水库渗漏的研究内容

A渗漏形式：

按渗漏管道分类：

裂隙分散渗漏和管道集中渗漏

按库水漏失特点：

暂时性、永久性

按渗漏部位：

绕坝、临谷

B影响渗漏条件分析：

岩溶影响：

渗漏通道及连通性；

地质构造：

连通性的主要影响因素

断层：

既可有利于渗漏，又可不利于渗漏

河谷区水文地质条件：

河谷分为补给型、排泄型、悬托型三种类型

C防治：

两方面措施：

一是降低岩体透水性；二是封堵渗漏通道。

常用灌、铺、堵、截等措施

13.岩溶渗漏的防治措施

两方面措施：

一是降低岩体透水性；二是封堵渗漏通道。

常用灌、铺、堵、截等措施

14.岩溶地基稳定性评价

1、在地基受压层范围内，当下部基岩面起伏较大，而上部又有一定厚度软土层时，应考虑地基的不均匀沉陷问题。

2、基础砌置于基岩上，且附近存在溶空体时，应考虑地基沿倾向邻空面滑动的可能性。

3、基础底板以下土层厚度大于地基压缩层计算深度，同时又不具备水动力变化条件时，可以不考虑地基稳定性问题。

反之，应视具体情况对覆盖层以下洞体特性作出评价。

4、在地基受压层内，当洞体尺寸大于基础尺寸，顶板厚度小于洞跨，岩性破碎时，应考虑为不稳定溶洞。

5、对于三层及三层以下的一般性建筑物，无特重荷载等特征要求时，可不考虑溶洞对地基稳定性影响

15.泥石流的形成条件

泥石流的形成，必须具备三个基本条件：

地形条件、地质条件和气象水文条件。

（1）地形条件：

在陡峻的山岳地区，地表崎岖，高差悬殊，切割强烈，是泥石流分布区的地形特征。

（2）地质条件：

地质构造复杂、岩石风化破碎、新构造运动活跃、地震频发、崩滑