工程地質(zhì)案例分析30及答案

六．案例分析（每題15分）1、以房屋建筑為例，說明勘察階段的劃分、各階段的主要任務(wù)及適用手段。答：勘察階段是與設(shè)計階段相適應(yīng)的，一般分為：可行性研究階段、初勘階段、詳勘階段。各階段的主要任務(wù)及適用的手段為：可研階段-評價區(qū)域穩(wěn)定性、場地適宜性，進行場地方案比選；手段-測繪+物探+鉆探。初勘階段-評價場地穩(wěn)定性、確定總平面布置、論證不良地質(zhì)現(xiàn)象和防治方案；多用勘探（物探、鉆探）和室內(nèi)、少量原位測試方法。詳勘階段-評價地基穩(wěn)定性、提供地基設(shè)計參數(shù)；勘探（鉆探、坑探）+原位測試。2、工程地質(zhì)鉆探有那些技術(shù)要求，作簡要分析。答：控制回次進尺；巖心采取率；孔中實驗；取土要求。控制回次進尺，準確劃分地層，巖土鑒別分類、描述，每鉆進1~2m提鉆；巖心采取率應(yīng)達到80%以上，破碎帶應(yīng)不小于60%，采取相應(yīng)技術(shù)、設(shè)備措施以滿足技術(shù)要求；按要求進行孔中實驗（水文：測水位、水溫、沖洗液耗量，按要求分層止水等）；取土要求：按要求的深度取樣，保持土樣原狀（含水量、結(jié)構(gòu)），為此可考慮地層特點采用相應(yīng)技術(shù)或設(shè)備措施。3、分析制約建筑物基礎(chǔ)砌置深度的地質(zhì)因素。答：制約建筑物基礎(chǔ)砌置深度的地質(zhì)因素主要包括巖土工程地質(zhì)性質(zhì)、水文地質(zhì)條件、季節(jié)性凍土深度等三方面。首先根據(jù)地層巖土的性質(zhì)確定持力層；結(jié)合建筑物使用要求與地基持力層條件調(diào)整基礎(chǔ)埋深；置于地下水位以下、最大季節(jié)凍深以上較有利。4、試分析樁基類型選擇與施工條件的關(guān)系。答：選樁型時考慮施工條件主要對預(yù)制樁和灌注樁，考慮兩點：技術(shù)可行性和對環(huán)境的影響。首先選預(yù)制樁，要考慮保證樁基質(zhì)量的前提下，樁穿過的各土層打入的可能性，同時考慮環(huán)境是否允許打樁產(chǎn)生的噪聲；當(dāng)打（壓）入有困難或環(huán)境因素不允許打樁噪聲，則選擇灌注樁，采用灌注樁要考慮成孔質(zhì)量問題，是否會產(chǎn)生縮孔、流沙及各種原因?qū)е驴椎讱埻恋龋⒉扇”匾拇胧?.分析沖積平原區(qū)可能存在的工程地質(zhì)問題。答題要點該題無固定答案，學(xué)生只要能答出2個以上問題，并能分析其產(chǎn)生原因及影響因素即可。例：地下水問題。平原區(qū)地下水一般埋藏較淺，在開挖土體的過程中不可避免地涉及到地下水；地下水可能基坑涌水，流砂等，影響施工，甚至危及到周圍建筑物產(chǎn)生較大的變形影響因素：主要有如下水賦存介質(zhì)的，地下水位，開挖面積等地基強度問題，地基變形問題等。6.分析地震效應(yīng)。以下是本題的答案要點，可根據(jù)具體情況酌情給分。要點：在地震作用影響下，地面出現(xiàn)的各種震害和破壞稱為地震效應(yīng)。地震效應(yīng)包括，地震力效應(yīng)，地震破裂效應(yīng)，地震液化效應(yīng)和地震激發(fā)地質(zhì)災(zāi)害效應(yīng)。(1)地震力效應(yīng)地震可使建筑物受到一種慣性力的作用，當(dāng)建筑物無法抵擋這種力的作用時，建筑物將會發(fā)生變形、開裂、倒塌。(2)地震破裂效應(yīng)地震自震源處以地震波的形式傳播于周圍的巖土：層中，引起巖土層的振動，當(dāng)這種振動作用力超過巖石的強度叫，巖石就產(chǎn)生突然破裂和位移，形成斷層和地裂隙，引起建筑物變形和破壞。(3)地震液化效應(yīng)在飽和粉砂土十傳播的地震波，使得孔隙水壓力不斷升高，土中有效應(yīng)力減少，甚至?xí)褂行?yīng)力完全消失，粉砂土形成流體，形成砂土液化，導(dǎo)致地基強度降低，(4)地震能激發(fā)斜坡巖土體松動、失穩(wěn)，發(fā)生滑坡、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。7.分析褶皺區(qū)可能存在的工程地質(zhì)問題以下是本題的答案要點，可根據(jù)具體情況酌情給分。要點：褶皺形成以后，使巖層產(chǎn)生一系列波狀彎曲，同時，在褶皺的轉(zhuǎn)折端，一般張裂隙發(fā)育，巖層較破碎，在褶皺兩翼，巖層中易產(chǎn)生剪裂隙。由于褶皺構(gòu)造中存在著不同的裂隙，導(dǎo)致巖層的完整體受到破壞，因此，褶皺區(qū)巖層的強度及穩(wěn)定性較之原有巖層有所降低。另外由于轉(zhuǎn)折端更易遭受風(fēng)和作用的影響，因此，工程應(yīng)避免布置在轉(zhuǎn)折端。褶皺兩翼，巖層均為單斜巖層，如果在褶皺兩翼開挖形成邊坡，可能導(dǎo)致邊坡產(chǎn)生順層滑動。因此在兩翼布設(shè)工程應(yīng)盡量使開挖形成邊坡的傾斜方向與巖層傾斜方向相反；如果邊坡傾斜方向與巖層傾斜方向一致，應(yīng)使邊坡的傾角小于巖層傾角，否則應(yīng)采取相應(yīng)的加固措施。8.、分析沖積平原區(qū)可能存在的工程地質(zhì)問題。答：在工程地質(zhì)特征上，卵石、礫石及密實砂層的承載波力較高，作為建筑物地基是比較穩(wěn)定的。細砂具有不太大的壓縮性，飽和進邊坡不穩(wěn)定。至于淤泥、泥炭和松軟的黏性土，如作為地基，則建筑物會發(fā)生較大的沉降，而且沉降的完成需要很長的時間。總的來說，生軛湖及河灘地帶因含松軟的淤泥及黏性土，工程性質(zhì)差。但河漫灘上升為階地后因干燥脫水，則工程性質(zhì)能夠改善，一愈老的階地工程性質(zhì)愈好。山區(qū)河谷沖積土：山區(qū)沖積物透水性很大，抗剪強度高，實際上是不可壓縮的，是建筑物的良好地基。山前平原沖積洪積物：沉積物有分帶性，近山處為沖積和部分洪積成因的粗碎屑物組成，向平原低地逐漸變?yōu)榈[砂、砂以至黏性土。因此，山前平原的工程地質(zhì)條件也隨分帶巖性的不同而變化。越往平原低處，工程地質(zhì)條件越差。9、分析褶皺區(qū)可能存在的工程地質(zhì)問題。答案：褶皺形成以后，使巖層產(chǎn)生一系列波狀彎曲，同時，在褶皺的斬折端，一般張裂隙發(fā)育，巖層較破碎，在褶皺兩翼，巖層中易產(chǎn)生剪裂隙。由于褶皺構(gòu)造中存在著不同的裂隙，導(dǎo)致巖層的完整體受到破壞，因此，褶皺區(qū)巖層的強度及穩(wěn)定性較之原有巖層有所降低。另外由于轉(zhuǎn)折端更易遭受風(fēng)和作用的影響，因此，工程應(yīng)避免布置在轉(zhuǎn)折端。褶皺兩翼，巖層均為單斜巖層，如果在褶皺兩翼開挖形成邊坡，可能導(dǎo)致邊坡產(chǎn)生順層滑動。因此在兩翼布設(shè)工程應(yīng)盡量使開挖形成邊坡的傾斜方向與巖層傾斜方向相反；如果邊坡傾斜方向與巖層傾斜方向一致，應(yīng)使邊坡的傾角小于巖層傾角，否則應(yīng)采取相應(yīng)的加固措施。10、以房屋建筑為例，說明勘察階段的劃分、各階段的主要任務(wù)及適用手段。答：勘察階段是與設(shè)計階段相適應(yīng)的，一般分為：可行性研究階段、初勘階段、詳勘階段。各階段的主要任務(wù)及適用的手段為：可研階段-評價區(qū)域穩(wěn)定性、場地適宜性，進行場地方案比選；手段-測繪+物探+鉆探。初勘階段-評價場地穩(wěn)定性、確定總平面布置、論證不良地質(zhì)現(xiàn)象和防治方案；多用勘探（物探、鉆探）和室內(nèi)、少量原位測試方法。詳勘階段-評價地基穩(wěn)定性、提供地基設(shè)計參數(shù)；勘探（鉆探、坑探）+原位測試。11、工程地質(zhì)鉆探有那些技術(shù)要求，作簡要分析。答：控制回次進尺；巖心采取率；孔中實驗；取土要求。控制回次進尺，準確劃分地層，巖土鑒別分類、描述，每鉆進1~2m提鉆；巖心采取率應(yīng)達地震可使建筑物受到一種慣性力的作用，當(dāng)建筑物無法抵擋這種力的作用時，建筑物將會發(fā)生變形、開裂、倒塌。(2)地震破裂效應(yīng)地震自震源處以地震波的形式傳播于周圍的巖土：層中，引起巖土層的振動，當(dāng)這種振動作用力超過巖石的強度叫，巖石就產(chǎn)生突然破裂和位移，形成斷層和地裂隙，引起建筑物變形和破壞。(3)地震液化效應(yīng)在飽和粉砂土十傳播的地震波，使得孔隙水壓力不斷升高，土中有效應(yīng)力減少，甚至?xí)褂行?yīng)力完全消失，粉砂土形成流體，形成砂土液化，導(dǎo)致地基強度降低，21．應(yīng)根據(jù)什么原則采取防止土體滲透破壞的措施?答題要點答：防止土體滲透破壞的原則一是改變滲流的動力條件，使其實際水力梯度減小到允許：的程度；二是改善巖土性質(zhì)，增強其抗?jié)B能力。具體要根據(jù)工程地質(zhì)條件和工程性狀來具體處理。22．在野外使用地質(zhì)羅盤如何量測巖層產(chǎn)狀?答題要點答：測量走向：羅盤長邊緊貼層面，調(diào)整羅盤至水平，瀆指北針?biāo)镜姆轿唤羌醋呦颉y傾向：羅盤短邊緊貼層面，水準泡居中，讀指北針?biāo)镜姆轿唤羌磧A向。測傾角：將羅盤橫著豎起來，使長邊與巖層走向垂直，緊貼層面，23、

水庫誘發(fā)地震有何特點？

答：（1）空間分布特征：a．震中位置震中主要集中在斷層破碎帶附近往往密集成條帶狀或團塊狀，其延伸方向大體與庫區(qū)主要斷裂線平行或與X型共軛剪切斷裂平行常分布于庫區(qū)巖溶發(fā)育部位或斷裂構(gòu)造與巖溶裂隙帶的復(fù)合部位；b．震源較淺，震源體較小，一般發(fā)生在低烈度區(qū)；c．等震線形狀：主要與庫區(qū)構(gòu)造、巖性條件有關(guān)構(gòu)造型水庫地震：橢圓形，長軸方向與所在地段的主要構(gòu)造線或發(fā)震斷層走向一致或平行發(fā)生于新老地層接合部位的水庫地震：等震線的長軸方向與新老地層的接合線方向一致巖溶區(qū)發(fā)生的水庫地震：等震線多為不規(guī)則的多邊形或近似圓形，且與當(dāng)?shù)匕l(fā)育的巖溶形態(tài)一致或基本一致

（2）地震活動與庫水位的關(guān)系

a．絕大多數(shù)水庫的地震活動與庫水位呈正相關(guān)

b．少數(shù)水庫區(qū)的地震活動性隨著庫水位的增加而明顯地降低，呈負相關(guān)

（3）地震活動的序列特點

a．震型：內(nèi)生成因水庫地震序列以前震——余震型為主，偶爾見群震型。外生成因水庫誘發(fā)地震常屬單發(fā)式主震型或多發(fā)式群震型。

b．地震頻度與震級的關(guān)系：㏒N＝a-bM

水庫地震：b值大于當(dāng)?shù)赝鸺壍奶烊坏卣?，b≥1，前震的b值一般略高于余震。

c．主震M0與最大余震M1的震級關(guān)系

水庫地震：M0－M1＜1M1／M0≈124、簡要分析場地工程地質(zhì)條件對宏觀震害的影響。

答：分析場地工程地質(zhì)條件對宏觀震害的影響主要表現(xiàn)為巖體的類型及性質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地形地貌、水文地質(zhì)條件。下面進行簡要的分析：

①巖體的類型及性質(zhì)的影響：一般巖土體的類型不同對震害的影響不同，軟土比硬土的震害要大，且軟土的厚度愈厚，埋的愈淺震害愈大。

②地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響一般是場地內(nèi)的地質(zhì)斷裂的影響包括發(fā)震斷裂和非發(fā)震斷裂。工程時應(yīng)不提高非發(fā)震斷裂的烈度。

③地形地貌：一般地貌突出又孤立的地形，震動加劇，震害加大，而低洼河谷，震動減弱震害減小。

④水文地質(zhì)條件的影響：砂土飽和后烈度增大，而且地下水的埋深愈淺，震害愈大。而地下水埋深愈大，上覆地層愈厚，震害愈小。25．

研究巖溶區(qū)水庫滲漏問題應(yīng)查清哪些條件？

答：在研究巖溶區(qū)水庫滲漏問題應(yīng)查清的條件時，應(yīng)抓住反映滲漏問題的兩個關(guān)鍵：①滲漏通道的分析，即查明通道的類型（洞穴、裂隙、孔隙‘?dāng)鄬悠扑閹В?、?guī)模、位置、

延伸方向和連通性，它是水庫滲漏的必要條件，其中自水庫入滲段至可能滲漏的排泄去之間滲漏通道的規(guī)模和連通性，對水庫滲漏的影響最大；②水文地質(zhì)條件的研究，其核

心是分析擬建水庫的河流和庫水位與地下水位的關(guān)系，只要河間地塊河灣地段的地下水分水嶺高于設(shè)計水位，即便巖體中滲漏通道規(guī)模較大，連通性較好，也不會向鄰谷或經(jīng)

河灣地段向本河下游產(chǎn)生永久性滲漏。因此，查明地下水分水嶺與河水位及水庫的關(guān)系，是分析水庫滲漏的本質(zhì)和關(guān)鍵，它是水庫滲漏的充分條件。26．

淺析斜坡形成后，坡體應(yīng)力分布的特征。

答：斜坡形成后，坡體應(yīng)力分布具有以下的特征：

①無論什么樣的天然應(yīng)力場，斜坡面附近的主應(yīng)力跡線均明顯偏轉(zhuǎn)。表現(xiàn)為愈接近坡面，最大主應(yīng)力愈與之平行，而最小主應(yīng)力與之近乎正交，向坡體內(nèi)逐漸恢復(fù)初始狀態(tài)。

②由于應(yīng)力分異結(jié)果，在坡面附近產(chǎn)生應(yīng)力集中帶。不同部位應(yīng)力狀態(tài)是不同的。在坡腳附近，最大主應(yīng)力（表現(xiàn)為切向應(yīng)力）顯著增高，而最小主應(yīng)力（表現(xiàn)為徑向應(yīng)力）

顯著降低，甚至可能為負值。由于應(yīng)力差大，于是形成了最大剪應(yīng)力增高帶，最易發(fā)生剪切破壞。在坡肩附近，在一定條件下坡面的徑向應(yīng)力和坡頂?shù)那邢驊?yīng)力可轉(zhuǎn)化為拉應(yīng)

力（應(yīng)力值為負值），形成一張力帶。當(dāng)斜坡越陡此范圍越大。因此坡肩附近最易拉裂破壞。

③因主應(yīng)力偏轉(zhuǎn)，坡體內(nèi)的最大剪應(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坡面處的徑向應(yīng)力實際為零，所以坡面處于二向應(yīng)力狀態(tài)。27、什么是斜坡的變形與破壞，試論述斜坡變形破壞的三個不同演化階段。答：斜坡形成過程中，由于應(yīng)力狀態(tài)的變化，斜坡巖土體將發(fā)生不同方式、不同規(guī)模和不同程度的變形，并在一定條件下發(fā)展為破壞。斜坡破壞系指斜坡巖土體中已形成貫通性破壞面時的變動。而在貫通性破壞面形成之前，斜坡巖體的變形與局部破裂，稱為斜坡變形。斜坡中已有明顯變形破裂跡象的巖體，或已查明處于進展性變形的巖體，稱為變形體。被貫通性破壞面分割的斜坡巖體，可以多種運動方式失穩(wěn)破壞，如滑落、崩落等。破壞后的滑落體(滑坡)或崩落體等被不同程度地解體。但在特定的自身或環(huán)境條件下，它們還可繼續(xù)運動，演化或轉(zhuǎn)化為其他運

動方式，稱為破壞體的繼續(xù)運動。斜坡變形、破壞和破壞后的繼續(xù)運動，分別代表了斜坡變形破壞的三個不同演化階段。28、簡析斜坡形成后坡體重分布應(yīng)力的特點。（1）.斜坡周圍主應(yīng)力跡線發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)（2）.在臨空面附近造成應(yīng)力集中,但在坡腳區(qū)和坡頂及坡肩附近情況有所不同:①坡腳附近形成最大剪應(yīng)力增高帶，往往產(chǎn)生與坡面或坡底面平行的壓致拉裂面。②在坡頂面和坡面的某些部位形成張力帶,易形成與坡面平行的拉裂面。（3）.坡體內(nèi)最大剪應(yīng)力跡線由原來的直線變成近似圓弧線,弧的下凹方向朝著臨空方向。（4）.坡面處由于側(cè)向壓力趨于零,實際上處于兩向受力狀態(tài),而向坡內(nèi)逐漸變?yōu)槿蚴芰顟B(tài)。五、結(jié)合實際工程地質(zhì)問題談?wù)勊畬こ處r土體穩(wěn)定性的影響此題需結(jié)合實際工程地質(zhì)問題，就巖石風(fēng)化、斜坡穩(wěn)定性、巖溶、滲透變形、誘發(fā)地震等方面從物理、化學(xué)兩大方面談水對工程巖土體穩(wěn)定性的影響均可29、簡析地下水對公路工程建設(shè)有何影響？答：地下水對公路建設(shè)的影響是不可忽視的，主要有是地下水位的變化，水的侵蝕性和流沙、潛蝕等不良地質(zhì)作用都將對建筑工程的穩(wěn)定性、施工及正常使用帶來很大的影響。⑴地下水位的變化，如地下水位上升，可引起淺基礎(chǔ)地基承載力降低，在有地震砂土液化的地區(qū)會引起液化的加劇，同時易引起建筑物震陷加劇，巖土體產(chǎn)生變形、滑移、崩塌失穩(wěn)等不良地質(zhì)作用。另外，在寒冷地區(qū)會有地下水的凍脹影響。就建筑物本身而言，若地下水位在基礎(chǔ)底面以下壓縮層內(nèi)發(fā)生上升變化，水浸濕和軟化巖土，從而使地基土的強度降低，壓縮性增大，建筑物會產(chǎn)生過大沉降，導(dǎo)致嚴重變形。尤其是對結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的土(如濕陷性黃土、膨脹土等)這種現(xiàn)象更為嚴重，對設(shè)有地下室的建筑的防潮和防濕也均不利。地下水位下降，往往會引起地表塌陷、地面沉降等。對建筑物本身而言，當(dāng)?shù)叵滤辉诨A(chǔ)底面以下壓縮層內(nèi)下降時，巖土的自重壓力增加，可能引起地基基礎(chǔ)的附加沉降。如果土質(zhì)不均勻或地下水位突然下降，也可能使建筑物產(chǎn)生變形破壞。通常地下水位的變化往往是由于施工中抽水和排水引起，局部的抽水和排水，會產(chǎn)生基礎(chǔ)底面下地下水位突然下降，建筑物(如鄰近建筑物)發(fā)生變形，因此，施I場地應(yīng)注意抽水和排水的影響。另外，在軟土地區(qū)，大面積的抽水也可能引起地面下沉⑵地下水的侵蝕性的影響主要體現(xiàn)為水對混凝土、可溶性石材、管道以及金屬材料的侵蝕危害。(3)由地下水引起的流沙，這種不良地質(zhì)作用的影響主要表現(xiàn)為在工程施工中能造成大量的土體流動，致使地表塌陷或建筑物的地基破壞，會給施工帶來極大的困難，或直接影響建筑工程及附近建筑物的穩(wěn)定。(4)潛蝕通常分為機械潛蝕和化學(xué)潛蝕。機械潛蝕是指地下水的動力壓力作用，而化學(xué)潛蝕是指地下水溶解土中的易溶鹽分。這兩種作用在土中同時發(fā)生，并會引起土粒間的結(jié)合力和土的結(jié)構(gòu)破壞，土粒被水帶走，形成洞穴，其后果是使地基土的強度受到破壞，土下形成空洞，致使地表塌陷，破壞建筑場地的穩(wěn)定。(5)地下水的不良地質(zhì)作用中還有一個應(yīng)尤其引起注意的是基坑涌水現(xiàn)象。這種現(xiàn)象發(fā)生在