河海大学工程地质原理资料 完整版Word格式.docx

1、岩石工程影响范围内的岩体，包括地下工程围岩、边坡岩体、坝基和工业与民用建筑地基。14、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。15、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。16、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。17、地应力定义: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.18、地应力的定性评价（简单）区域地震地质条件分析：是否具备高应力条件；

2、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、山体支离破碎应力释放难以赋存高地应力；山体雄厚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.19、地应力特点（构造应力）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；1、3为水平向，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：1（近水平）=66。3MPa， 右岸53。5m：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.20、地应力测量：应

3、力恢复法、应力解除法、水压致裂法21、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.22、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.23、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.（时间界限不明确、不统一）。24、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.25、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（m）的对数26、

4、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西藏滇西地震带天山南北地震带26、世界地震带：（填空）1）、环太平洋地震带2）、地中海欧亚地震带3）、洋中地震带27、烈度的定义：表示地震对地面及房屋建筑物的破坏程度。28、影响烈度因素: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（1909年，英国）。29、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（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:（

5、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。30、液化：是指饱和沙土在震动荷载或地震作用下，土颗粒间因孔隙水压力的增加和有效应力的减小,导致丧失其抗剪强度，有固体变为接近流体的状态。30、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）30、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抗剪强度骤降,当u=时，0砂土在瞬间变为接近流体的状态完全液化。30、影响砂土液化的因素土层条件地震作用强

6、度环境条件31、砂土液化的评价程序:地震地质条件分析初判复判（微观判别）确定：液化指标、液化等级提出抗液化措施。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2425m。

7、3）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时，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c（）10（7度区）、13（8度区）、 16（9度区）时,可判为不液化土（水电工程分别为16、18、20）；3）采用天然地基的建筑，当上覆非液化土层厚度（du/m,应将淤泥和淤泥质土层扣除）和地下水位深度（dw/m,年最高水位）满足

8、下列条件之一时，可不考虑液化的影响：dud0 +db2dwd0+ db3 du +dw 1.5d0+2db4.5 db-基础埋深（m）,2m时，取2m； d0 -液化土特征深度（m）：2）粉土的粘粒含量百分比c（%）10（7度区）、13（8度区）、 16（9度区）时,可判为不液化土（水电工程分别为16、18、20）；3）采用天然地基的建筑，当上覆非液化土层厚度（du/m，应将淤泥和淤泥质土层扣除）和地下水位深度（dw/m，年最高水位）满足下列条件之一时，可不考虑液化的影响： du +dw 1.5d0+2db4。5 db基础埋深（m），2m时，取2m; 烈度 7 8 9粉土 6 7 8砂土 7

9、8 9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3个，标贯点间距11.5m。2）用静力触探指标判别：（ GB500212001 ，仅适用于地面以下15m深度范围内）当实测计算比贯入阻力psopscr,或实测计算锥尖阻力qcoqccr时,应判别为液化土.3）用实测的剪切波速判别：（GB5002194 ,仅适用于地面以下1

10、5m深度范围内）当实测VsVscr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（ds0。0133ds2）1/2 ds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 92 130 184 粉土 42 60 84 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）;i为

11、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，i=10；中点深度=15m时，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ILE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32、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

12、的地震波的周期称为该场地的卓越周期.33、水库诱发地震，定义: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34、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，空间上重复率较高.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。震型常为前震主震-余震型，但余震衰减缓慢,可延缓多年。 b较高（logN=Ab M N频度 M震级）。35、诱发水库地震的工程地质条件岩性：

13、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，M4级的小震随机性很大.陡倾角的张性和张剪性断层常构成发震构造。地应力:大多发震构造的力学类型是剪切破裂。已有断裂能否产生新的剪切破裂，主要取于1于断裂的夹角,以=3060最多。水文地质条件：库区周围有隔水层分布，可形成大致圈闭的水文地质条件:有利于库水沿断裂向深部入渗u上升断层面减小。坝高与库容：高坝诱震几率大

14、，到80年代全世界：坝高与诱震强度有明显的正相关性。库容相对不明显.36、活动性断裂的野外鉴定：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

15、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.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

16、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：应变不同透水性、含水性不同；孔压不同水位不同。（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。37、 确定承载力的方法理论计算方法:原位试验法:规范查表法：经验类比法38、透水通道:具有较强透水性的岩土体。39、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

17、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。裂隙发育的脆性岩层。具有气孔构造的裂隙化喷出岩40、透水带:主要是断层破碎带和节理密集带41、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。42、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

18、象。 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。43、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，以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.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

19、构形式以适应坝基的地质条件a）类型：44、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：固结灌浆帷幕灌浆接触灌浆45、边坡稳定问题的特点1）普遍存在、大量遇到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4）分布广、稳定问题突出5）危害大 46、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；陡倾、缓倾边坡都可能存在稳定问题,如黄河小浪底1滑坡滑面倾角20;顺倾边坡、反倾边坡也都可能存在稳定问题，如黄河小浪底隧洞进出口边坡.47、为什么边坡问题危害大规模大滑距长、影响范

20、围大次生灾害大：二级库、涌浪滑体性质差：松散架空、二（多）次复活 难预报、往往具有突发性，尤其是崩塌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、人工开挖形成临空面（自由面）,侧向约束（或侧向应力）削弱边坡岩体产生卸荷回弹由表及里差异回弹,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）1）定义:蠕变：是指边坡岩土

21、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。（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。3）成因机制：地震成因;差异卸荷、差异蠕滑。（4）崩塌（名解）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）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:整体滑动，不易发现；具有明

22、显的破坏边界；有一个较长的发育过程；老滑坡可复活；分布广、危害大。49、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。50、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51、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）、

23、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

24、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；开挖爆破振动；库水的浪击掏刷力。52、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

25、坡变形破坏的类型：针对性；措施的选择应考虑边坡变形破坏的范围和边界条件；措施的选择应考虑经济合理性。53、地下洞室围岩应力重分布机理在地应力作用下，岩体产生压缩变形洞室开挖在岩体内形成自由面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）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，切向压缩变形加剧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平面受力状态（洞壁）将径向应力加到切向应力上（但不等），轴向应力变化不大.54、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1；4）钻爆施工产生爆破裂隙。2、块体滑动与塌落滑动破坏。在重力和切向应力共同作用下产生滑塌破坏。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、弯曲折断内鼓、折断破坏.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7080