工程地質(zhì)原理分析簡答

1、論述題：一.論述公路邊坡中的順向坡段在斜坡變形破壞方面的差異。1. 順向邊坡段易產(chǎn)生滑移拉裂，滑移壓制拉裂，滑移彎曲拉裂。1）滑移彎曲：主要發(fā)育在中陡傾外層體斜坡中，尤以薄層狀巖體及延性較強(qiáng)的碳酸鹽類層狀巖體中多見。這兩類斜坡的滑移控制面傾角已明顯大于該面的峰值摩擦角，上覆巖體具備滑移面下滑條件，但由于滑移面未臨空，使下部受阻，造成坡腳附近順層板梁承受縱向壓應(yīng)力，在一定條件下可使之發(fā)生彎曲變形。2）滑移拉裂：斜坡巖體沿下伏軟弱面向坡前臨空方向滑移，并使滑移體拉裂解體。3）滑移壓制拉裂：主要發(fā)育在坡度中等陡的平緩層狀體斜坡中，坡體沿平緩結(jié)構(gòu)面向坡前臨空方向產(chǎn)生緩慢的蠕變性滑移?；泼娴逆i固點(diǎn)火錯(cuò)

2、列點(diǎn)附近，因拉應(yīng)力集中生成與滑移面近于垂直的拉張裂隙，向上擴(kuò)展且其方向漸轉(zhuǎn)成與最大主應(yīng)力方向趨于一致并伴隨局部滑移。2.反向邊坡則易產(chǎn)生彎曲拉裂和蠕滑拉裂變形。1）彎曲拉裂：陡傾的板狀巖體在自重彎矩作用下，于前緣開始向臨空方向作懸臂梁彎曲，并逐漸向破內(nèi)發(fā)展。彎曲的板梁之間互相錯(cuò)動(dòng)并伴有拉裂，彎曲后緣出現(xiàn)拉裂縫，形成于走向的反坡臺(tái)階和槽溝。2）蠕滑拉裂：斜坡巖體向臨空方向發(fā)生剪切蠕變，其后緣發(fā)育自坡面向深部發(fā)展的拉裂主要發(fā)育在傾內(nèi)薄層狀體坡中也可以發(fā)生。 二.簡述巖石壩基淺層滑動(dòng)破壞類型及其形成條件。巖石壩基漸層滑動(dòng)破壞的主要類型有淺層巖體的剪切破壞，淺層巖體滑移彎曲和淺層巖體剪動(dòng)滑移三種類型，

3、其形成條件：1.壩基巖體的巖性軟弱，巖石本身的抗剪強(qiáng)度低于壩體混凝土與基巖的接觸面2.壩基由近于水平產(chǎn)出的薄層狀巖層組成，在庫水推力作用下，產(chǎn)生層間滑移，導(dǎo)致壩址下游巖層彎曲隆起3.壩基由碎裂結(jié)構(gòu)巖體組成，在庫水推力作用沿不同方位結(jié)構(gòu)面發(fā)生漸進(jìn)性剪動(dòng)滑動(dòng)破壞。3 公路因技術(shù)原因無法繞避坡積層滑坡，該滑坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，試論述公路從坡頂，坡中和坡腳通過滑坡的優(yōu)缺點(diǎn)，并建議合理的通過方案。1坡腳方案由于公路施工開挖造成穩(wěn)定性降低2坡中開挖，行車動(dòng)荷載對坡體影響最小3坡頂方案開挖影響小，動(dòng)荷載可能相對影響較大4坡腳方案最差，坡中方案最好。4 論述巖體的巖性及結(jié)構(gòu)特征對天然巖體應(yīng)力狀態(tài)形成的影響。1

4、巖體的巖性及結(jié)構(gòu)特征決定著巖體的容重和泊松比等物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的大小，從而影響自重應(yīng)力場特征2在同一區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力作用下巖體內(nèi)應(yīng)力分布的特征主要取決于巖性，結(jié)構(gòu)特征及其非均一性3巖體的巖性和結(jié)構(gòu)特征決定著巖體的強(qiáng)度及其蠕變特征因而決定了巖體承受及傳遞應(yīng)力的能力。5 地震沙土液化的形成機(jī)制。 1. 振動(dòng)液化：砂土受振動(dòng)時(shí)，若位于地下水位一下的飽水帶，則變密就必須排水。地震的振動(dòng)評率大約為1周/秒，在這種極速變化的周期性荷載作用下，伴隨每一次振動(dòng)周期的排水尚未完成，下一周期的孔隙度再減小又產(chǎn)生了。應(yīng)排除的水不能排除，而水又是不可壓縮的，所以空隙水必然承受由空隙度減小而產(chǎn)生的擠壓力，于是就產(chǎn)生了剩余孔

5、隙水壓力或超孔隙水壓力。歉意的周期的孔隙水壓尚未消散，下一周期產(chǎn)生的新的剩余孔隙水壓力又疊加上來，故隨振動(dòng)持續(xù)時(shí)間的增長，剩余孔隙水壓會(huì)不斷累積增大。2. 滲流液化：砂土經(jīng)振動(dòng)液化后，這時(shí)某一點(diǎn)的孔隙水壓力不僅有振動(dòng)前的靜水壓力，還有由于砂粒不相接觸懸浮于水中以致全部骨架壓力轉(zhuǎn)化而成的剩余孔隙水壓力。震前孔隙水為靜水壓力分布，不同深度處側(cè)壓水位相同，沒有任何水頭差。振動(dòng)液化形成剩余孔隙水壓力后，不同深度處的側(cè)壓水位就不在相等，產(chǎn)生上下水頭差，隨著深度增加側(cè)壓水位增高。若水力梯度恰好等于滲流液化的臨界梯度，處于這個(gè)水力梯度，砂粒就在自下而上的滲流中失去重量，動(dòng)水壓力推動(dòng)砂粒想懸浮狀態(tài)轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生滲

6、流液化使砂層變松。6 水對斜坡穩(wěn)定性的影響水的軟化作用 水的沖刷作用 靜水壓力作用 動(dòng)水壓力作用 水的浮托作用7 巖體結(jié)構(gòu)面在巖體穩(wěn)定性研究中的重要性 力學(xué)強(qiáng)度低，變形性較大的薄弱部位。各種外營力活躍部位，巖體強(qiáng)度變化最劇烈的部位。對變形破壞方式和強(qiáng)度特征起重要的控制作用。8 利用河流自身的演化規(guī)律治理河流1. 利用大面積的展寬段屯沙造田如黃河中游龍門至潼關(guān)長約120km的展寬段2.利用水庫制造人工洪峰，排水刷床。3.利用河流的橫向環(huán)流整治泥沙含量很高的河流。9 簡述地質(zhì)過程機(jī)制分析定量評價(jià)方法地質(zhì)過程機(jī)制分析定量評價(jià)方法，就是以地質(zhì)學(xué)的觀點(diǎn)，自然歷史的觀點(diǎn)分析地質(zhì)體與周圍因素相互作用的特定方

7、式，隨時(shí)間發(fā)展演化的歷史及其發(fā)展的階段性，從全過程上和內(nèi)部作用上把握其形成、演化、現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展趨勢。在此基礎(chǔ)上，建立一些簡化模型進(jìn)行必要的定量計(jì)算與預(yù)測評價(jià)。10 論述場地工程地質(zhì)條件對震害的影響1. 巖土類型與性質(zhì).在相同的地震力作用下，基巖上的震害最輕，其次為硬土，軟土最重松軟沉積物厚度對震害的影響也很顯著。巖土性質(zhì)和松軟土厚度對震害的影響，根本原因是特征周期的作用。土質(zhì)越松軟，厚度越大，特征周期越長，所以對自震周期較長的高層建筑能引起共振，加重震害。2.斷裂構(gòu)造.區(qū)分發(fā)震斷裂和非發(fā)震斷裂。對于發(fā)震斷裂，強(qiáng)震時(shí)的地表變形破裂，對跨越其上的建筑物來說是不可抗御的，在選址時(shí)避開。非發(fā)震斷

8、裂若破碎帶膠結(jié)較好無加大震害趨勢。3.地形地貌。場地內(nèi)微地形對震害影響明顯。孤立突出的地形加重震害，低洼平坦地形震害減輕。4.地下水。飽水的巖土體會(huì)影響地震波的傳播速度，使場地烈度增高。地下水埋深越淺，烈度增加越大。11. 簡述裂隙型結(jié)構(gòu)面測量描述的基本指標(biāo)有哪些？1、 方位：不連續(xù)面的空間位置，用傾向和傾角來描述。2、 組數(shù)：組成相互交叉裂隙系的裂隙組的數(shù)目。巖體可被單個(gè)不連續(xù)面進(jìn)一步分割。3、 間距：相鄰不連續(xù)面之間的垂直距離，通常指的是一組裂隙的平均間距或典型間距。4、 延續(xù)性：在露頭中所觀測到的不連續(xù)面的可追索長度。5、 跡長：結(jié)構(gòu)面在露頭上的出露長度。6、 粗糙度：固有的表面粗糙度和

9、相對于不連續(xù)面平均平面的起伏程度。7、 隙壁強(qiáng)度：不連續(xù)面相鄰巖壁的等效抗壓強(qiáng)度。8、 張開度：不連續(xù)面兩相鄰巖壁間的垂直距離，其中充填有空氣或水。9、 充填物：隔離不連續(xù)面兩相鄰巖壁的物質(zhì)，通常比母巖弱。10、 地下水：在單一的不連續(xù)面中或整個(gè)巖體中可見的水流和自由水分。12 簡述活斷層的地質(zhì)證據(jù)有哪些？1、 錯(cuò)斷第四紀(jì)地層；2、 形成地震崩積楔或地震充填楔；3、 由于錯(cuò)動(dòng)伴生的地震的振動(dòng)效應(yīng)造成砂土液化；4、 由于快速錯(cuò)動(dòng)產(chǎn)生高溫而在斷層物質(zhì)中保存的熱淬火證據(jù)。十三，試分析層狀結(jié)構(gòu)巖體斜坡可能會(huì)產(chǎn)生的變形破壞機(jī)制基本地質(zhì)力學(xué)模式，并闡述不同模式產(chǎn)生的基本條件。1、 滑移-拉裂：表現(xiàn)為一定形

10、狀的巖體沿巖體中原有的軟弱面或潛在剪切面的蠕滑，并伴有向滑移面方向逐漸收斂的拉裂。斜坡體中的這類變形往往可于變形體的后緣直接觀測到拉裂縫，它是判斷變形的發(fā)生和進(jìn)展情況的重要標(biāo)志。2、 滑移-壓致拉裂：表現(xiàn)為一定形狀的層狀巖體沿軟弱面的滑移，并伴以起源于滑移面的分枝拉裂面，這類變形的發(fā)展可使巖體碎裂化，散體化，也可因拉裂面與滑移面的交接部位壓碎擴(kuò)容，使兩者連成貫通性滑動(dòng)面而發(fā)展為剪切破壞。3、 彎曲-拉裂：主要發(fā)生在層狀，尤其是薄層狀巖體中，表現(xiàn)為層狀或板狀巖體的懸臂梁彎曲，橫彎曲和縱彎曲，并伴以層間拉裂。斜坡巖體中陡立的層狀巖體經(jīng)卸荷回彈并在自重應(yīng)力作用下發(fā)生向臨空方向的彎曲，于后緣造成拉裂。

11、變形的進(jìn)展可使彎曲的層狀巖體被折斷，導(dǎo)致拉斷破壞。4、 塑流-拉裂：主要見于硬軟相見互層狀巖體中。通過下伏軟弱層的塑性流動(dòng)導(dǎo)致上覆巖體彎折拉裂，變形發(fā)展可使上覆巖體解體或造成剪切破壞。5、 滑移-彎曲：主要見于層狀巖體。表現(xiàn)為層狀巖體順層滑移并伴以縱彎曲，彎曲部位內(nèi)部可出先層間拉裂，變形的發(fā)展往往因玩去部位被剪斷或壓碎而導(dǎo)致剪切破壞。十四，簡要分析重力壩壩基產(chǎn)生滑動(dòng)破壞的類型及形成條件？1、 表層滑動(dòng)：發(fā)生在壩底與基巖接觸面上的平面剪切破壞。當(dāng)壩基巖體堅(jiān)硬完整，無控制性軟弱結(jié)構(gòu)面存在，巖體強(qiáng)度遠(yuǎn)大于接觸面強(qiáng)度時(shí)，就可能產(chǎn)生這種類型的破壞。主要原因可能是施工質(zhì)量或清基不徹底造成。2、 巖體淺部滑

12、動(dòng)：當(dāng)壩基淺部巖體強(qiáng)度相對于接觸面及深部巖體強(qiáng)度偏低時(shí)，便成為最薄弱的部位，有可能產(chǎn)生沿淺部巖體的平面剪切滑動(dòng)。淺部巖體軟弱破碎或建基面風(fēng)化層清理不徹底等是產(chǎn)生這種破壞的主要原因。3、 巖體深部滑動(dòng)：是指壩體連同一部分巖體，沿壩基深部巖體中軟弱面產(chǎn)生的整天滑動(dòng)。地質(zhì)上受控于一定幾何特征和物理性狀的各種界面，其滑移形態(tài)多樣，滑移邊界條件復(fù)雜。把滑移體邊界條件歸屬于三類，即滑移面，切割面和臨空面，這三個(gè)面試必備條件。十五，試分析地殼表層高地應(yīng)力區(qū)的地質(zhì)地貌標(biāo)志？1、 與天然條件下高水平應(yīng)力有關(guān)的淺表生時(shí)效變形現(xiàn)象隆爆現(xiàn)象；谷下水平卸荷裂隙及谷坡的水平剪切蠕動(dòng)變形帶：應(yīng)力釋放型深大拉張變形帶；席狀裂

13、隙。2、 與鉆進(jìn)有關(guān)的巖體應(yīng)力釋放及伴生的現(xiàn)象巖芯餅化現(xiàn)象；鉆孔周圍巖體蔥皮化現(xiàn)象；鉆孔崩落現(xiàn)象。3、 與開挖卸荷有關(guān)的巖體應(yīng)力釋放及伴生的變形破壞現(xiàn)象基坑底部隆起，爆裂，板裂；邊墻向臨空方向的水平位移和沿已有近水平結(jié)構(gòu)面的剪切錯(cuò)動(dòng)；邊墻或邊坡巖體的傾倒；現(xiàn)明顯的差異卸荷回彈變形破裂現(xiàn)象。十六，影響斜坡穩(wěn)定的因素有哪些？1、 斜坡的外形，改變斜坡的外形，實(shí)際上是改變了斜坡的臨空狀況及應(yīng)力場。屬于這方面的包括流水，海，湖的蝕淤，泥石流的寢室刨蝕和堆填以及人工開挖，堆放等。2、 斜坡巖體的結(jié)構(gòu)特征和力學(xué)性質(zhì)。改變斜坡巖體的結(jié)構(gòu)特征和力學(xué)性質(zhì)，即降低斜坡的抗變形，抗破壞能力。屬于這方面的作用包括風(fēng)化

14、作用，凍融作用和地下水的作用等不可逆因素。3、 斜坡巖體的應(yīng)力狀況，改變斜坡巖體的應(yīng)力狀況，屬于這方面的作用包括地下水動(dòng)力壓力和空隙水壓力的作用，區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場的變化，地震力，人工爆破振動(dòng)力以及開挖斜坡，工程荷載等。這些動(dòng)力如果已使斜坡造成變形或破壞，起影響則為不可逆的，否則為可逆的。十七，簡述活斷層區(qū)規(guī)劃選場的基本原則。1、 首選盡可能避開活動(dòng)斷裂的主斷層帶；2、 對于不同場址的斷層活動(dòng)性比較評價(jià)時(shí)，一般低級(jí)別的活動(dòng)斷層的場地要優(yōu)于高級(jí)別的，活動(dòng)時(shí)期老的斷層的場地優(yōu)于活動(dòng)時(shí)期新的；3、 對于逆斷層或正斷層型的活斷層區(qū)，盡可能避開強(qiáng)烈地表變形和分支，次生斷裂發(fā)育的斷層上盤。十八，簡述斜坡應(yīng)力分

15、布的一般特征。1、 坡面附近主應(yīng)力跡線均明顯偏轉(zhuǎn)，愈接近坡面，最大主應(yīng)力愈與之平行，而最小主應(yīng)力則與之近于正交，向坡內(nèi)逐漸恢復(fù)初始應(yīng)力；2、 應(yīng)力分異結(jié)果導(dǎo)致坡面附近產(chǎn)生應(yīng)力集中帶：其中坡腳附近，最大主應(yīng)力顯著增高，而最小主應(yīng)力顯著降低，甚至出現(xiàn)負(fù)值，形成最大剪應(yīng)力增高帶，最易發(fā)生剪切破壞；在坡肩附近，徑向應(yīng)力和切向應(yīng)力可轉(zhuǎn)化為接應(yīng)力，形成張力帶，最易出現(xiàn)接裂破壞；3、 主應(yīng)力偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致坡體內(nèi)最大剪應(yīng)力跡線也發(fā)生變化，由原來的直線變?yōu)榘枷蚱旅娴膱A弧狀；4、 坡面處徑向應(yīng)力為零，處于二向應(yīng)力狀態(tài)。十九，簡述影響地下硐室圍巖穩(wěn)定性的主要因素。地下硐室圍巖穩(wěn)定性主要是可能出現(xiàn)的圍巖應(yīng)力與圍巖強(qiáng)度間的矛

16、盾問題，各因素都是通過這兩個(gè)方面來影響硐室的穩(wěn)定性，具體有以下三大類：1、 是通過圍巖應(yīng)力狀態(tài)而影響地下硐室圍巖穩(wěn)定性的：主要包括巖體的天然應(yīng)力狀態(tài)及硐室的剖面形狀和尺寸。2、 通過圍巖的強(qiáng)度來影響硐室圍巖穩(wěn)定性的：主要包括圍巖的巖性和巖體結(jié)構(gòu)。3、 是既能影響應(yīng)力狀態(tài)，又能影響圍巖強(qiáng)度的因素：主要為地下水的賦存活動(dòng)條件。二十，簡述巖溶地面塌陷的形成條件。1、 上覆土層性質(zhì)結(jié)構(gòu)及厚度：上覆土層為砂性土，或砂粘互層結(jié)構(gòu)但與基巖接觸處為砂性土，或與基巖接觸處為不厚的裂隙發(fā)育的粘性土且上覆有砂性土，易于產(chǎn)生巖溶地面塌陷。土層厚度小于10m者塌陷最為嚴(yán)重。土層厚度大于30m者地面塌陷較少。2、 基巖巖

17、溶發(fā)育，有溶洞或?qū)挻笕芪g裂隙：我國北方奧陶系灰?guī)r較其他灰?guī)r巖溶發(fā)育，故奧陶系灰?guī)r分布區(qū)地面塌陷多發(fā)。沿大的斷裂帶，硫化礦床氧化帶或硫化礦體與石灰?guī)r接觸帶巖溶發(fā)育，故這些地帶地面塌陷也多發(fā)。3、 地下水位強(qiáng)烈下降或快速重復(fù)波動(dòng)：在天然條件下，地下水的波動(dòng)常常小而緩慢，僅在地下水的排泄區(qū)地下水隨排水河的水位頻繁波動(dòng)而波動(dòng)，故地面塌陷較多。城市，工礦企業(yè)供水往往大量抽汲地下水，各處礦床的開采要疏干排水，都會(huì)大幅度降低地下水位，引起塌陷。二十一，簡述影響圍巖穩(wěn)定性的因素：褶曲和斷裂，巖體的特性及結(jié)構(gòu)，地下水，原巖應(yīng)力。二十二，論述河谷臨空面附近巖體內(nèi)應(yīng)力重分布的一般規(guī)律：1主應(yīng)力方向在河谷臨空面附近巖

18、體產(chǎn)生明顯變化，最大主應(yīng)力與臨空面近于平行，最小主應(yīng)力則與之近于垂直。2最大主應(yīng)力由內(nèi)向外逐漸增大，至臨空面達(dá)到最大值，最小主應(yīng)力由內(nèi)向外逐漸減少，至臨空面為0.3臨空面附近的應(yīng)力集中現(xiàn)象通常在坡腳處及河谷底部表現(xiàn)最為強(qiáng)烈。二十三，舉例分析引起巖體內(nèi)孔隙水壓力變化的原因：1地下水補(bǔ)給排泄條件的變化:比如特大降雨，洪水，持續(xù)干旱，人工抽水，注水或水庫蓄水。2巖體受荷狀態(tài)的變化：堅(jiān)硬的裂隙巖體，透水性和排水性比較好，變形模量也高，突發(fā)規(guī)模較大的動(dòng)荷載會(huì)引起其變化。3巖體變形破裂：巖體變形進(jìn)入破裂階段后破裂造成的擴(kuò)容現(xiàn)象引起變化。二十四，簡述造成巖石地基不均勻變形的主要因素：1巖石地基內(nèi)應(yīng)力分布的不均勻性，當(dāng)壩基內(nèi)有成組出現(xiàn)的陡傾軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育時(shí)，在其所限巖體內(nèi)產(chǎn)生高度集中，不同條件巖體中附加應(yīng)力的大小及延展深度不相同，變形量也不等。2地基不同部分巖體變形性質(zhì)的差異性，壩體砌置在軟硬差別較大的巖層上，壩基巖體內(nèi)開口裂隙發(fā)育不均勻。識(shí)別活斷層：活斷層的鑒別是對其進(jìn)行工程地質(zhì)評價(jià)的基礎(chǔ)，可以借助地質(zhì)學(xué)、地貌學(xué)、地震地質(zhì)學(xué)以及現(xiàn)代測試技術(shù)等方法來定性和定量地鑒別它。地質(zhì)特征，最新沉積物的地層錯(cuò)開，是活斷層最可靠的地質(zhì)特征。松散、未膠結(jié)的斷層破碎帶和地表疏松土層出現(xiàn)有規(guī)律的大范圍的帶狀分布的