工程地质学复习重点样本.docx

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工程地质学复习重点样本

工程地质学复习重点

一、基础概念部分

1、内力地质作用:

由地球内部能量如地球的旋转能、重力能、放射性元素衰变产生的能量等引起的,它包括地壳运动、岩浆作用、地震作用和变质作用。

2、外力地质作用:

外力地质作用的能量来自地球以外,其中主要是太阳的辐射能以及日、月引力等。

其作用方式主要有风化、剥蚀、搬运、沉积成岩等。

3、层理:

是沉积物在沉积过程中在层内形成的构造,主要由沉积物的成分、结构、颜色等在垂向上的变化而显示出来,是沉积岩最重要的沉积构造类型。

4、水理性质:

土粒与水相互作用后所表现出来的某些性质,也称土的水理性质

吸水性:

在常压下岩石的吸水能力,常以吸水率表示。

吸水率:

常压条件下,岩石吸入水分的质量与干燥岩石质量之比。

饱水率:

高压或真空条件下,岩石吸入水分的质量与干燥岩石质量之比。

饱水系数:

岩石的吸水率与饱水率的比值。

渗透性（permeability）:

指岩石允许水透过的能力。

溶解性（dissolubility）:

指岩石溶解于水的性质。

软化性:

指岩石在水的作用下强度降低的性质。

软化系数（softeningcoefficient）为岩石在饱水状态下的极限抗压强度与风干状态下强度之比。

<0.75是强软化的岩石。

崩解性（disintegration）:

指粘土质岩石吸水膨胀的性质。

抗冻性（frostresistance）:

指岩石抵抗冰劈作用的能力。

5、抗剪强度:

岩石受剪切力作用时,所能承受的最大剪切力,成为岩石的剪切强度。

6、走滑断裂:

断层两盘岩石沿着断层面走向发生相对位移的断层,都属于平移断层。

7、岩体:

包含各种结构面的地质体,工程影响范围内的地质体。

8、结构面:

也称不连续面,也是指分割岩体的任何地质界面。

9、结构体:

结构面在空间按不同组合,可将岩体切割成不同形状和大小的块体,这些被结构面所围限的岩块称为结构体。

10、土的三相体系:

土是由固体相、液体相、气体相组成的三相体系。

•固体相指土中的矿物颗粒,简称土粒。

它构成土的骨架,称为土骨架。

•液体相由水溶液组成,可分为强结合水、弱结合水、毛细水、重力水等。

•气体相由空气和其它气体构成。

11、第四纪沉积土的种类哪些:

残积土、坡积土、冲、洪积土、湖积土、海洋沉积土、风积土、冰川沉积土。

12、主要的粘土矿物的吸水特征:

高岭石晶层之间连结牢固,水不能自由渗入,故其亲水性差,可塑性低,胀缩性弱;蒙脱石则反之,晶胞之间连结微弱,活动自由,亲水性强,胀缩性亦强;伊利石（水云母）的性质介于二者之间。

13、颗粒级配:

土的颗粒级配是指土中各粒组的相对百分含量,一般见各粒组占土粒总质量（干土质量）的百分数表示,也称为土的粒度成分。

14、粘性土的稠度界限（从图中识别）:

塑性指数:

将液限含水率和塑性含水率的差值成为塑性指数。

液性指数:

是用来判断粘性土天然稠度状态的塑性指标,用土

的天然含水率和塑限含水率之差与塑性指数的比值来表示。

15、土的抗剪强度公式（黏性土和砂土）τf=σtan+c（黏性土）

τf=σtanφ（砂土）

16、渗透固结:

饱水土体的压缩是孔隙水（在建筑物荷载下）在孔隙中排出的过程,对不太渗透的土体,这一随时间的排水压缩过程称为渗透固结。

17、土体液化:

是指饱和的粉土、粉砂、细沙在受到地震产生的震动以及动力机器作用的突发的和周期性的荷载使其抗剪强度急剧降低（或接近于零）,使地基土丧失承载能力的现象。

18、膨胀土:

也称为胀缩土,是一种富含亲水性黏土矿物且随含水量的增减体积发生显著胀缩变形的硬塑性黏土。

19、黄土:

它的显著特征是颜色成黄色,以粉粒为主,富含碳酸钙,有肉眼可见的大孔,垂直节理发育,与水浸湿后土体显著沉陷。

具有这些特征的土即为典型黄土;若与之相类似,但有的特征不明显的土就成为黄土。

20、常见的物理风化类型:

温度变化引起的机械风化作用、冰劈作用、盐类的结晶作用、释荷作用、根劈作用。

21、常见的化学风化作用类型:

溶解作用、水化作用、水解作用、碳酸化作用、氧化作用。

22、河流侵蚀的主要方式:

下蚀作用（在坡度较陡、流速较大的情况下,河流向下侵蚀河床底部能使河流不断加深的作用）和侧蚀作用（河水以携带的泥、砂、砾石侵蚀河床两侧和谷坡,使河床左右迁徙、谷坡后退、河谷加宽的作用）

23、河流阶地类型:

（P142）侵蚀阶地、基座阶地、堆积阶地。

24、崩塌:

在山区比较陡峻的山坡上,巨大的岩体或土体在重力作用下,脱离母岩,突然而猛烈的由高出崩落下来,这种现象叫做崩塌。

25、地面沉降:

地层在各种因素的作用下,造成地层压密变形或下沉,从而引起区域性的地面标高下降。

26、溶滤潜蚀:

是指地下水流在土体中进行溶蚀和冲刷的作用。

27、体波分类

纵波（压缩波、P波）引起地面上下颠簸;桥墩台地基稳定性问题

横波（剪切波、S波）使地面水平摇摆;

28、地震效应分类:

地震力效应、地震破裂效应、地震液化效应和地震引发地质灾害的效应。

29、岩体坝基滑移的三要素:

滑移面、切割面和临空面。

30、桥梁工程的组成部分:

正桥、引桥和导流建筑物。

31、排除滑坡体地下水的方法种类:

仰斜孔群、垂直孔群、截水盲沟和支撑盲沟。

二、问答部分

1、工程地质学与地质学的关系,工程地质学的任务。

含义:

介于地质学和工程学之间的边缘交叉学科,是一门研究与解决工程建设有关的地质问题、为工程建设服务的地质学科,它是地质学的分支学科,属于应用地质学的范畴。

⏹①阐明建筑地区的工程地质条件;

⏹②论证建筑物所存在的工程地质问题;

⏹③选择地质条件优良的建筑场址;

⏹④研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响;

⏹⑤提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议:

⏹⑥为拟定改进和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据。

⏹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

2、相对地质年代与绝对地质年代的主要研究方法。

相对地质年代:

经过地层层序、古生物、岩性对比测定。

适用于沉积岩地区。

绝对年龄:

经过放射性元素蜕变周期测定。

适用于岩浆岩、变质岩地区。

相对地质年代研究方法:

①地层层序法（原始产出的地层具有下老上新的规律）

②古生物层序法:

（根据地层中的化石种属建立地层层序和确定地质年代的方法）

③岩性对比法（根据岩性特征对比确定某一地区岩石地层时代）

④地层接触关系法

绝对地质年代研究方法:

经过放射性元素蜕变周期测定。

3、什么是活断层,请简单列举其识别方法。

活断层也称活动断裂,一般理解为当前还在持续活动的断层,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。

后一种情况也可称为潜在活断层（potentiallyactivefault）。

断层的活动性与否要经过一些标志加以鉴别。

鉴别有直接测定活动物质年龄的方法,也能够从有关的地质、地球物理等现象间接判断。

间接鉴别标志有如下几个方面:

①地质标志:

地质标志是鉴别活断层的最可靠依据。

主要标志有:

1■第四系（或近代）地层错动、断裂、褶皱、变形;2■第四系堆积物中常见到小褶皱和小断层或被第四系以前的岩层所冲断;3■沿断层可见河谷、阶地等地貌单元同时发生水平或垂直位移错断;■活断层内由松散的破碎物质所组成,且断层泥与破碎带多未胶结。

5■沿断裂带出现地震断层陡坎和地裂缝,断层面或断层崖壁见有擦痕;■第四纪火山锥或熔岩呈线状分布。

②地貌标志:

一般而言,活断层的构造地貌比较清晰,许多方面的标志可作为鉴别依据。

主要标志有:

1■地形变化差异大,如在两种截然不同的地貌单元（如山岭和平原之间）直线相接的部位,一侧为断陷区,另一侧为隆起区,二者的接触带往往是一条较大断裂。

2■山前的第四系堆积物厚度大,山前洪积扇特别高或特别低,呈线性排列,与山体不相称。

3■在山前形成陡坎山脚,常有狭长洼地和沼泽;或者显著出现连续的断层崖或断层三角面。

■断裂带有植物突然干枯死亡或生长特别罕见植物。

③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,因而活断层带一线分布泉水、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。

1■水系呈直线状、格子状展布,河流、河谷等系突然发生明显错断或拐弯,呈折线林;

2■泉、地热异常带、湖泊和山间盆地成线状（或串珠状）分布,若为温泉,则水温和矿化度较高,有时植被呈线状发育。

④地球化学及地球物理标志

断层的现代活动,必然导致断层带内产生物理、化学变化,其中如断层气、放射性异常;重力、磁力、地温等物理异常。

经过测量分析,能够间接作为活断层的佐证。

■）断层气和放射性异常。

活断层活动过程中经常释放出一些气体（如CO2、H2、He、Ne、Ar等）,一些微量元素（如B、Hg、As、Br等）含量显著增加。

2■沿断层出现重力、磁力和地温异常。

⑤地震活动标志

■在断层带附近有现代地震,地面位移和地形变以及微震发生。

■沿断层带有历史地震和现代地震震中分布,且震中呈有规律的线性分布。

4、岩体结构的主要类型有哪些,其工程地质性质如何?

整体块状结构、层状结构、碎裂结构、散体结构

（1）整体块状结构岩体的工程地质性质

整体块状结构岩体因结构面稀疏、延续性差、结构体块度大且常为硬质岩石,故整体强度高、变形特征接近于各向同性的均质弹性体,变形模量、承载能力与抗滑能力均较高,抗凤化能力一般也较强,因此这类岩体具有良好的工程地质性质,往往是较理想的各类工程建筑地基、边坡岩体及洞室围岩。

（2）层状层结构岩体的工程地质性质

层状结构岩体中结构面以层面与不密集的节理为主,结构面多为闭合到微张开、一般风化微弱、结合力不强,结构体块度较大且保持着母岩岩块性质,故这类岩体总体变形模量和承载能力均较高。

作为工程建筑地基时,其变形模量和承载能力一般均能满足要求。

但当结构面结合力不强,又有层间错动面或软弱夹层存在,则其强度和变形特性均具备各向异性特点,一般沿层面方向的抗剪强度明显地低于垂直层面方向的抗剪强度。

一般来说,在边坡工程中,这类岩体当结构面倾向坡外时要比倾向坡内时的工程地质性质差得多。

（3）碎裂结构岩体的工程地质性质

碎裂结构岩体中节理、裂隙发育、常有泥质充填物质,结合力不强。

层状岩体常有平行层面的软弱结构面发育,结构体块度不大,岩体完整性破坏较大。

其中镶嵌结构岩体因其结构体为硬质岩石,尚具较高的变形模量和承载能力,工程地质性能尚好;而层状破裂结构和碎裂结构岩体则变形模量、承载能力均不高,工程地质性质较差。

（4）散体结构岩体的工程地质性质

散体结构岩体节理、裂隙很发育,岩体十分破碎,岩石手捏即碎,属于碎石土类,可按碎石土类研究。

5、滑坡的主要形态要素有哪些（对应图示）,滑坡过程分为几个阶段,不同阶段的识别标志是什么,针对不同阶段如何进行防治?

（见课本P149）必考

滑坡要素示意图

1-滑坡体;2-滑坡面;3-滑坡床;4-滑坡壁;

5-滑坡周界;6-滑坡台阶;7-滑坡舌;8-拉张裂缝;

9-剪切裂缝;10-鼓张裂缝;11-扇形裂缝

滑坡分为三个阶段:

蠕动阶段（变形阶段）、滑动破坏阶段、渐趋稳定阶段

滑坡识别标志:

　　滑坡常见的各种地貌、地物特征:

　　1滑坡体上房屋开裂甚至倒塌;

　　2滑坡周界处双沟同源现象;

　　3.滑坡体表面坡度比周围未滑动斜坡坡度变缓;

　　4.滑坡体上的”醉林”、”马刀树”等现象。

滑坡的野外识别

1、在滑坡发生之前,常有一些先兆现象

①地下水位发生明显变化;干涸的泉重新出水且浑浊;

坡脚附近湿地增多且范围扩大、井水明显上升;

②斜坡上部不断下陷,外围出现弧形裂缝;

③坡面树木逐渐倾斜、建筑物有变形开裂迹象;

④斜坡前缘土石零星掉落,坡脚附近的土石被挤紧,并出现大量鼓张裂缝等现象。

2、斜坡滑动之后,会出现一些变异现象1）地形地物标志2）地层构造标志3）水文地质标志

防治原则:

①应当是以防为主、整治为辅;②查明影响因素,采取综合整治方案;③一次性根治,不留后患。

（一）排水

1．排除地表水

　　对滑坡体地表水要截流旁引,不使它流入滑坡内。

2．排除地下水

　　其中水平排水设施有盲沟、盲洞、水平钻孔。

垂直排水设施有井、钻孔等。

（二）刷方减载

对于头重脚轻的滑坡、高而陡的斜坡,可将滑坡上部或斜坡上部的岩土体削去一部分,并将其堆放在坡脚处。

（三）修建支挡工程

　支挡工程的作用主要是增加抗滑力,直到不再滑坡。

（四）改进滑动面或滑动带的岩土性质

　土质改良的目的在于提高岩土体的抗滑能力,主要用于土体性质的改进。

一般有电化学加固法、硅化法、水泥胶结法、冻结法、焙烧法、石灰灌浆法及电渗排水法等。

6、泥石流的形成条件有哪些?

a.地形条件

形成区:

一般呈现为三面环山、另一面仅有一个狭窄出口;流通区:

纵坡坡度大,沟谷狭窄,岸坡陡峻;堆积区:

开阔的山前倾斜平原。

b.地质条件

新构造运动活动显著、地质构造复杂,断裂、褶皱发育,裂隙密布,滑坡、崩塌等不良地质作用强烈;山体岩石结构疏松,软弱、易风化,地表岩石风化破碎,有形成泥石流所需的大量颗粒状松散固体物质来源。

c.气象条件

地表水的迅速而大量汇流是形成泥石流的根本条件。

因此泥石流流域常发生强度较大的暴雨;或具有开阔的山坡,堆积有大量的积雪或冰川,气温回升强度大,有产生骤然融雪的可能。

d.人为因素影响

人类的滥砍滥伐、垦荒造田、修路切坡、开山劈石、采石弃渣甚至过度放牧等活动都会严重破坏山区的地表植被,加速地表岩体的风化,加大水土流失程度,甚至会直接生成许多颗粒状松散固体物质。

7、地震震级和烈度的联系和差别。

　地震震级是一次地震本身大小的等级,它是用来衡量地震能量大小的量度地震烈度是指某地区地表面和建筑物受地震影响和破坏的程度。

地震震级与地震烈度既有区别,又有联系。

一次地震中,震级是唯一的,而地震烈度却在不同地区有不同烈度。

一般认为:

当环境条件相同时,震级愈高,震源愈浅,震中距愈小,地震烈度愈高。

8、列举5种常见的基坑支护结构及其适应条件。

①放坡开挖及简单支护,适用于土质条件较好、开挖深度不大以及施工现场有足够的放坡场地的工程

②悬臂式支护结构,只适用于土质较好、开挖深度较浅的基坑工程

③水泥土桩墙支护结构,适用于软黏土地区,开挖深度约在6.0m以内的基坑工程。

④内撑式支护结构,适用各种地基土层和基坑深度,同时基坑边坡位移小,但设置的内支撑占用一定的施工空间。

⑤拉锚式支护结构,适用于深部有较好的土层的地层中,不宜用于软黏土地层。

⑥土钉墙支护结构,适用于地下水位以上或人工降水后的黏性土、粉土、沙土和碎石土等地层,不宜在淤泥质土和未经降水处理地下水位以下的地层中使用,支护深度不超过18m。

⑦其它支护结构有双排桩支护结构、连拱式支护结构、逆作拱墙支护结构、加筋水泥土挡墙支护以及各种组合形式。

9、岩基滑移破坏分几种类型,各自特征如何?

表面滑移、浅部滑移和深部滑移

特征见课本P197（自己总结）

10、简述主要的风化作用类型。

P132

物理风化:

岩石在自然因素作用下,发生机械破碎,而无明显的成分改变。

有机械风化作用、冰劈作用、盐类的结晶作用、释荷作用、根劈作用

化学风化:

地表岩石受水、氧及二氧化碳的作用而发生化学成分的变化,发生破碎并产生新矿物的作用。

有溶解作用、水化作用、水解作用、碳酸化作用、氧化作用

生物风化:

由于生物的活动对岩石与矿物所引起的破坏作用,包括机械破坏与化学破坏。

有生物的物理风化作用、生物的化学风化作用。