工程地質學概論期末復習題目--期末考試資料-工程地質學復習資料

1、工程地質學：是一門研究與工程建設有關的地質問題，為工程建設服務的地質學科,它是地質學的分支學科，屬于應用地質學的范疇。工程地質條件：與工程建筑物有關的地質條件的綜合.(巖土類型及其工程性質、地質構造地形地貌水文地質、工程動力地質作用、天然建筑材料）由于不同地區(qū)的地質環(huán)境不同,工程地質條件不同，對工程建筑物有影響的地質因素的主次關系不同.工程地質問題：工程建筑物與工程地質條件之間所存在的矛盾或問題。工程地質研究方法：自然歷史分析法 地質學分析 。研究地質體、地質現象、自然地質歷史形成演化.地質基礎工作.基本的研究方法.例如:斜體變形破壞研究。數學力學分析法 定量分析計算、評價 針對某一具體問題。

2、地質分析為基礎 地質模型 數學模型（理論經驗公式等） 代入有關參數進行計算。 例如:剛體極限平衡法、彈塑性理論方法、數論統計方法、數值分析方法。還如,灰色理論、邏輯信息、摸糊數學、分形、神經網絡等. 模型與模擬實驗法 仿實體演繹 模型實驗:如滲流、斜坡、地基滲透變形、洞室穩(wěn)定等方面都可以進行.模擬實驗：如光彈實驗、電網絡模擬(歐姆定律滲流達西定律）、結構的網絡模擬等。工程地質類比法 - 經驗借鑒、對比 基礎是相似性（地質條件與建筑工作方法) 如:專家判斷、經驗參數使用.上述方法各有特點，相互補充,綜合應用。活斷層指目前正在活動著的斷層或近期有過活動且不久的將來可能會重新發(fā)生活動的斷層(即潛在活

3、斷層）?；顢鄬拥念愋桶凑瘴灰品较蚺c水平面的關系:（1）正斷型活斷層差異升降活動為它的斷陷盆地邊緣。下降盤分支斷層多見，形成地塹式的正斷層組合.（2）逆斷型活斷層 多分布于板塊碰撞擠壓帶。上盤變形帶大，出現多分支斷層。(3）走滑型活斷層 常分布于大陸內部的地塊之間的接觸部位,水平錯動量大，斷層帶寬度不大,很少分支斷裂.活斷層的活動方式基本有兩種:（1）粘滑型活斷層間歇性突然滑動，常伴有地震活動，也稱為地震斷層。發(fā)生在強度較高的巖石中，斷層帶鎖固能力強，危害大。發(fā)震斷裂特征:深斷裂，裂谷，板塊接觸帶。（2）蠕滑型活斷層沿斷層面兩側巖層連續(xù)緩慢地滑動發(fā)生在強度較低的軟巖中，斷層帶鎖固能力弱一般無震發(fā)

4、生,有時可伴有小震。活斷層的鑒別標志(一）地質、地貌和水文地質特征（1）地質特征,最新沉積物的地層錯開，是活斷層最可靠的地質特征.（2)地貌特征，由于活斷層的構造地貌格局清晰,許多方面可作為其鑒別特征。（3）水文地質特征，活動斷層帶的透水性和導水性較強,因此當地形、地貌條件合適時，沿斷裂帶泉水常呈線狀分布，且植被發(fā)育。(二)歷史地震和歷史地表錯斷資料，歷史上有關地震和地表錯斷的記錄，也是鑒別活斷層的證據.（三)使用儀器鑒定.活斷層的調查研究方法通過有效的調查、分析手段，才能確定斷層的活動性證據，進而確定活斷層的位置、展布方向、活動特征等。 通常采用的方法包括：現有資料查閱;航衛(wèi)片解讀；區(qū)域地質

5、調查;現場勘探；年齡測量；監(jiān)測等?；顢鄬友芯渴紫葢獜妮^大的地域范圍內進行研究,初步確定活斷層展布，和位置、長度等，這些可以采用區(qū)域地質資料,大范圍地質調查，以及航衛(wèi)片解譯的方法進行。調查分析中，要注重區(qū)域大的地質構造背景,水系，地形地貌，第四紀沉積物等研究. 對建筑場地內或附近的活斷層，要進行更加深入的研究，開展必要的鉆探、坑探、物探工作。采用探槽方式揭露斷層帶，對揭露斷層的地層及活動構造變形形跡進行細致考查研究，通常應配合巖土取樣進行構造分析及有關地層的年齡測定。良好的露頭,可以顯示大量有用的信息，得到斷層錯動次數、錯動量、錯動周期等有用參數。 年齡測定可以根據情況分別采取斷層構造巖、斷層帶

6、充填物、斷層兩側不同時代的地層物質的樣品，采用C14、熱釋光、電子自旋共振等方法進行年齡測定。活斷層區(qū)的建筑原則1、建筑物場址一般應避開活動斷裂帶2、 線路工程必須跨越活斷層時，盡量使其大角度相交,并盡量避開主斷層3、 必須在活斷層地區(qū)興建的建筑物，應盡可能地選擇相對穩(wěn)定地塊即“安全島",盡量將重大建筑物布置在斷層的下盤.4、 在活斷層區(qū)興建工程，應采用適當的抗震結構和建筑型式5、震級是衡量地震本身大小的尺度，由地震所釋放出來的能量大小所決定.6、烈度地面震動強烈程度，受地震釋放的能量大小、震源深度、震中距、震域介質條件的影響.在工程應用中常有地震基本烈度和設防烈度(設計烈度）之分。

7、地震基本烈度：一定時間和一定地區(qū)范圍內一般場地條件下可能遭遇的最大烈度.一個地區(qū)的平均烈度設防烈度（設計烈度)：是抗震設計所采用的烈度。是根據建筑物的重要性、經濟性等的需要，對基本烈度的調整。砂土液化飽水砂土在地震、動力荷載或其它物理作用下,受到強烈振動而喪失抗剪強度，使砂粒處于懸浮狀態(tài),致使地基失效的作用或現象。卓越周期地震波在地層中傳播時，經過各種不同性質的界面時，由于多次反射、折射，將出現不同周期的地震波，而土體對于不同的地震波有選擇放大的作用,某種巖土體總是對某種周期的波選擇放大得突出、明顯,這種被選擇放大的波的周期即稱為該巖土體的卓越周期。震區(qū)抗震原則及措施（1）場地選擇原則1）避開

8、活斷層2）盡可能避開具有強烈振動效應和地面效應的地段3）避開不穩(wěn)定斜坡地段4）盡可能避開孤立地區(qū)、地下水埋深淺的地區(qū)。（2)抗震措施（持力層和基礎方案的選擇)1)基礎砌置在堅硬土層上2）砌置深度應大一些,以防發(fā)震時傾斜3)不宜使建筑物跨越性質不明的土層上4）建筑物結構設計要加強整體強度，提供抗震性能。斜坡工程斜坡變形的四種形式（1） 卸荷回彈，卸荷、初始應力釋放 側應力減弱 產生張裂面(2) 拉裂,斜坡形成過程中，在坡面和坡頂形成的張力帶中拉應力集中形成拉張裂縫.（3） 蠕滑 ， 斜坡巖土體在自重應力為主的長期作用下，向臨空面方向的緩慢而持續(xù)的變形。 A。 表層蠕滑：斜坡淺層巖土體在重力的長期

9、作用下，向臨空面方向緩慢變形構成一個剪變帶，其位移由坡面向坡內逐漸降低直至消失。 B。 深層蠕滑:主要發(fā)育在斜坡下部或坡體內部。按其形成機制特點可分為兩種： 軟弱基座蠕滑 坡體蠕滑（受軟弱結構面控制）。（4） 彎曲傾倒： 由陡坡或直立板狀巖體組成的斜坡,當巖層走向與坡面走向大致相同時,在自重的長期作用下，由前緣開始向臨空方向彎曲、折裂,并逐漸向坡內發(fā)展的變形，稱為彎曲傾倒。斜坡破壞的兩種形式1.崩塌,陡坡上的巖土體產生以下落運動為主(移動、滾動、跳躍）的破壞現象。（土崩、巖崩).2。滑坡斜坡巖土體依附于內在的或潛在的貫通結構面，在外力作用下,失去原來的平衡狀態(tài)，產生了以水平運動為主的滑動現象。

10、滑坡指斜坡上不穩(wěn)定的巖體或土體在重力作用下,沿一定的滑動面(帶)整體向下滑動的地質現象。滑坡的識別(一）穩(wěn)定滑坡地貌特征：1、滑坡后壁較高,長滿樹木,找不到擦痕和裂隙；2、滑坡前緣的斜坡較緩。土地密實，長滿草木，無松散倒塌現象3、滑坡兩側的自然溝谷切割很深，谷底基巖出露4、滑坡臺階寬大且已夷平，土地密實。無陷落不均現象。5、滑坡體較干燥,地表一般沒有泉水或濕地,滑坡后泉水清澈6、滑坡前緣舌部有河水沖刷的痕跡,舌部的細碎土石已被河水沖走，殘留一些較大的孤石。（二）不穩(wěn)定滑坡地貌特征：1、滑坡后壁高陡，未長滿草木，常找到擦痕和裂隙；2、滑坡前緣的斜坡較陡.土地松散，未生草木，不斷產生小量倒塌現象3

11、、滑坡兩側多是新生溝谷切割較淺,溝底多為松散堆積4、滑坡臺階尚保存臺坎，土體松散,地表有裂縫，陷落不均現象。5、滑坡體濕度大，地表泉水和濕地多,舌部泉水流量不穩(wěn)定6、滑坡前緣正處在河水沖刷的條件下滑坡的防治措施1、排,排除地表水(采用截水溝、樹枝狀排水溝等排水構造物)、疏干地下水（采用盲溝、盲洞來疏導、引流.）2、擋,修建支擋建筑物，如抗滑擋墻、抗滑樁，改善滑坡體的力學平衡條件。3、減，刷方減重以減少下滑力，填方加壓以增大抗滑力。4、固，對于較大滑坡，可采用錨固樁，對單斜構造的巖層滑坡可采用錨桿錨固;還可采用焙燒滑面體使之膠結，裂隙土和大孔隙土可用水泥澆灌或瀝青膠結。滲透變形當滲透壓力達到一定

12、值時，巖土中一些顆粒甚至整體就會發(fā)生移動而被滲流攜走,從而引起巖土的結構變松，強度降低，甚至整體發(fā)生破壞的工程動力地質作用或現象。滲透變形的類型（1）管涌(或潛蝕）:是滲透變形的一種形式,它是指在滲流作用下土體中的細顆粒在粗顆粒形成的孔隙通道中發(fā)生移動并被帶走的現象。 （2）流土：在滲流作用下一定體積的土體同時發(fā)生移動的現象，稱流土或流沙 。流土在滲流作用下一定體積的土體同時發(fā)生移動的現象，稱流土或流沙 。管涌是滲透變形的一種形式，它是指在滲流作用下土體中的細顆粒在粗顆粒形成的孔隙通道中發(fā)生移動并被帶走的現象.土石壩防治滲透變形的措施興建于松散土體上的土石壩，防治滲透變形的主要措施有：垂直截滲

13、，常用的方法有：1.粘土截水槽2.灌漿帷幕3?；炷练罎B墻水平鋪蓋，當透水層很厚，垂直截滲措施難以奏效時,常采用此法。措施是在壩上游鋪設粘性土鋪蓋,該粘性土的滲透系數應較下伏壩基小23個數量級,并與壩體的防滲斜墻搭接。水平鋪蓋措施只是加長滲徑而減小水力梯度，它不能完全截斷滲流。應注意鋪蓋被庫水水頭擊穿而失效排水減壓,在壩后的壩腳附近設置排水溝和減壓井作用：吸收滲流和減小溢出段的實際水力梯度反濾蓋重 ，反濾層是保護滲流出口的有效措施。保證排水通暢、降低溢出梯度、蓋重作用 巖溶水（包括地表水和地下水）對可溶性巖石進行的以化學溶蝕作用為主的改造和破壞地質作用以及由此產生的地貌及水文地質現象的總稱.巖

14、溶發(fā)育的條件（1）具有可溶性巖石（2）具有溶蝕能力的水（3）具有良好的水循環(huán)交替條件混合溶蝕效應不同成分或不同溫度的水混合后,其溶蝕能力有所增強的效應.1. 兩種不同飽和溶液的混合溶蝕效應指兩種或兩種以上不同飽和度水溶液，在碳酸鹽巖體內相遇，混合后的溶液較原來的溶液溶解性增強.兩溶液的溶解度相差越大,相混合后,侵蝕性越大。實際上，自然界中溶液大都比較接近,相混合一般能再溶解12的CaCO32。 不同溫度溶液的混合溶蝕相效應如果有兩種溫度不同而飽和度相同的水相混合，或一種水溶液由高溫變?yōu)榈蜏?，都可以加大CO2的溶解度，從而加強溶液的溶蝕能力。巖溶滲漏的防治措施歸納起來有兩方面措施：一是降低巖體透

15、水性;二是封堵滲漏通道。常用灌、鋪、堵、截等措施。1、 灌漿：通過鉆孔向巖體灌注水泥、瀝青、粘土等漿液，充填裂隙、洞穴，降低巖體的透水性，形成防滲墻，達到防滲目的.2、鋪蓋:在地表水(如庫水）入滲地層(如壩上伏）鋪設一定高度的粘土等隔水層,阻止水體向地下入滲.3、堵截：用塊石、混凝土等材料對規(guī)模較大的滲漏通道進行填塞封堵，截斷水流。 由于巖溶洞體循環(huán)于水位變動與無水飽氣等復雜狀態(tài)，有時封堵不當,在洪水期水位突然上升情況下,形成較高的水氣壓力，或下水位下降形成負壓，即可能對堵體及洞體產生破壞作用,形成塌陷等，從而加劇滲漏作用.對此，常常還可以采取疏導措施。巖溶地基的處理措施，當巖溶地基不能滿足要

16、求時,必須進行處理。根據實際情況可考慮選擇如下措施：（1）挖填：淺埋洞體,可挖除軟弱充填物，回填強度高的土石體.(2）跨蓋:當基礎下有小溶洞時，可以采用梁板跨越或柱？支架的辦法保證基礎穩(wěn)定性。(3）灌漿加固：對于洞體埋深較大時，可采用鉆孔灌漿的辦法堵填洞穴。（4）對于覆蓋層堆可采用夯實等處理辦法.此外,可以改變基礎形式.如樁基礎，或采取繞避等措施.泥石流是發(fā)生在山區(qū)的一種含有大量泥砂、石塊的暫時性急水流.泥石流形成條件(1）地形地貌條件:在地形上具備山高溝深，地形陡峻，溝床縱度降大，流城形狀便于水流匯集。泥石流的地貌一般可分為形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)三部分。上游形成區(qū)的地形多為三面環(huán)山，一面出口

17、的瓢狀或漏斗狀，地形比較開闊、周圍山高坡陡、山體破碎、植被生長不良，這樣的地形有利于水和碎屑物質的集中；中游流通區(qū)的地形多為狹窄陡深的峽谷，谷床縱坡降大,使泥石流能迅猛直瀉；下游堆積區(qū)的地形為開闊平坦的山前平原或河谷階地,使堆積物有堆積場所.（2)地質背景條件:地質條件主要決定了松散固體物質的來源。 泥石流強烈發(fā)育的山區(qū),都是地質構造復雜、巖石風化破碎、新構造運動活躍、地震頻發(fā)、崩滑災害多發(fā)的地段。 (3)地層巖性：在地質構造控制下,一個地區(qū)的地層巖性與泥石流發(fā)育和形成也有密切的關系。由于風化速度的差異，巖性軟弱的巖層或軟硬相間的巖層比巖性均一的堅硬巖層易遭破壞，提供松散物質也就越易,對于形成

18、泥石流就越有利。（4）地震：地震是釋放地殼應力和地殼應變能量的重要方式之一.地震特別是強震可顯著降低表層的強度，破壞自然斜坡的穩(wěn)定性。地震所激發(fā)的滑坡等，是地震力對斜坡變形的直接效應，7級以上的強震還可產生大量地震斷層，這些都直接增加了泥石流固體物質來源. 地震對泥石流發(fā)育和分布的影響大小主要受地震烈度的控制。一般在7度以上的地區(qū),地震對泥石流發(fā)育和分布影響顯著。（5）氣象水文：氣象水文是激發(fā)泥石流發(fā)生的決定性因素，泥石流形成必須有強烈的地表徑流，地表徑流是暴發(fā)泥石流的動力條件.泥石流的地表徑流來源于暴雨、高山冰雪強烈融化和水體潰決等。泥石流的形成條件必須具備三大條件：地形條件、地質條件和氣象水文條件。1。地形條件：主要指溝谷條件2。地質條件：主要決定了松散固體物質來源3.氣象水文條件:水動力條件這可以從泥石流的形成、活動過程加以理解泥石流的地貌分區(qū)標準型泥石流:流域呈扇形,其面積較大，有十幾至幾十平方公里，能明顯地劃分出形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)河谷型泥石流：流域呈狹長條形，形成區(qū)多為河流上游的溝谷，固體物質來源于溝谷中分散的坍