工程地质学的基本任务

1．工程地质学的基本任务：研究地质环境与人类工程活动之间的关系，促使两
者之间的转化和解决，即为工程地质学的基本任务。

2．工程地质条件指的是与工程建设有关的地质因素的综合，或是工程建筑物所在地址环境的各项因素。

3．工程地质问题指的是工程地质条件与工程建筑物之间所存在的矛盾或问题。

4．土的粒度成分是指土中各个粒组的相对百分含量，通常用各粒组占土粒总质量的百分数表示。

5．累积曲线陡或缓反应出的土的级配情况：如曲线较陡，则表示土颗粒大小相差不多，土粒较均匀，级配不良，曲线平缓则表示土颗粒大小相差悬殊，土粒不均匀，级配良好。

6．不均匀系数、曲率系数公式及数值大小与土性之间的关系：
7．粘土矿物有：蒙脱石、高岭石、伊利石三大类。

8．粘土矿物的工程地质性质：高岭石的晶胞之间具有较强的氢键连结，结合较牢固，水分子不能自由进入，形成较粗的粘粒，比表面积较小，亲水性弱，所以可塑性和黏着性较低。

而蒙脱石的晶饱之间连结较弱，水分子易进入，形成较细的粘粒，比面积较大，清水性较强，可塑性、胀缩性和黏着性均显著地高。

伊利石的工程地质性质介于两者之间。

9．土粒间的连接关系有哪几种？稳定程度如何？
结合水连结、毛细水连结、胶结连接、冰连结均为暂时性，不稳定。

10．土的基本物理性质指标的含义及表达式
土粒密度是指固体颗粒的质量与其体积之比，即单位体积土粒的质量。

天然状态下单位体积土的质量称天然密度。

土的空隙中完全没有水时的密度称土的干密度。

土的空隙完全被水充满时的密度称饱和密度
土中所含水分的质量与固体颗粒质量之比称含水率。

饱和度是指土中水的体积与孔隙体积的百分比值。

孔隙率是土中孔隙总体积与土的总体积之比也叫孔隙度。

孔隙比是土中孔隙总体积与土中固体颗粒总体积的比值。

土粒密度、天然密度、含水率为实测指标饱和度干密度孔隙比孔隙率为导出指标。

11．细土粒由于含水率不同，可表现出稀稠软硬程度不同的物理状态，如固态、
塑态或流态等。

细粒土这种因含水率变化而表现出的各种不同的物理状态，即为细粒土的稠度。

12．塑性指数是粘性土的液限和塑限之差，即土处在可塑状态的含水率变化范围。

13．液性指数是细粒土的天然含水率和塑限的差值与液限和塑限差值之比。

14．粗粒土、细粒土、巨粒土的透水规律
粗粒土服从达西定律、细粒土-----、巨粒土服从哲才定律
15．什么叫压缩系数？同一种土的压缩系数是否为常数？
压缩系数是表征土压缩性大小的一个重要指标。

同一种土的压缩系数不为常数。

16．触变性：淤泥类土饱水而结构疏松，在振动等强烈扰动下，其强度会急剧降低，甚至液化变为悬液，这种现象称为触变性。

17、黄土湿陷性：黄土在一定压力作用下受水浸湿后，结构迅速破坏而产生显著附加沉陷的性能。

18，岩石与土之间的差别主要表现在以下方面：
首先。

岩石矿物颗粒间具有牢固的连结，
其次。

岩体中存在着断层、节理等结构面，使岩体受到不同曾度的切割，完整性遭到破坏，导致岩体物理性质变差和严重不均匀。

最后，岩体中具有较高的地应力。

19．塑性变形是指物体受力变形，在外力解除后，变形也不再回复，是不可逆变形，又称为永久变形或残余变形。

20．岩石抗拉强度小于抗压强度的原因？
答：抗拉强度受空隙，特别是裂隙的影响，要比抗压强度大得多和敏感的多，而岩石恰是一种多空隙的材料。

同时，岩石在压应力条件下，对强度起作用的除内聚力外，还有内摩擦阻力，而在拉应力条件下，仅有内聚力起作用。

故岩石的抗拉强度远低于抗压强度。

21.岩石的蠕变：岩石在大小和方向不变的外力作用下，变形量随时间延续
而不断增长的现象。

泥化夹层：含泥质的原生软弱夹层经一系列地质作用演化而成的，它多发生在上下相对坚硬而中间相对软弱刚柔相间的岩层组合条件下。

泥化夹层的物性：①由原岩的超固结胶结式结构，变成了泥质散状结构或泥质定向结构②粘粒含量较原岩增多并达一定含量③含水量接近或超过塑限，密度比原岩小④常具一定的膨胀性⑤力学强度比原岩大为降低，压缩性较大⑥由于结构松散，因而抗冲刷能力低，在渗透水流作用下，易产生渗透变形。

22一般情况下，岩体的强度既不等于岩块的强度也不等于结构面的强度，而是两者共同影响表现出来的强度。

如果岩体中结构面不发育，呈整体或完整结构，则其强度可视为与岩块强度相近或相等。

如果岩体是沿某一结构面的整体滑动破坏，则岩体强度完全取决于该结构面的强度，多数情况下，岩体的强度介于岩块和结构面强度之间。

23.岩体工程分类RQD法：根据金刚石钻进的岩芯采取率，提出用RQD值来评价岩体质量的优劣。

定义：大于10cm的岩芯累积长度与钻孔进尺长度之比的百分率。

24.活断层：它是指现今正在活动的断层，或近期曾活动过、不久的将来可能会重新活动的断层
25.活断层的活动方式：活断层的活动方式基本有两种：一种是以地震方式产生间歇性地突然滑动，称地震断层或粘滑型断层；另一种是沿断层面两侧岩层连续缓慢地滑动，称为蠕变断层或蠕滑型断层。

26.振动液化：饱和沙土在振动荷载或地震作用下，土颗粒间孔隙水压力增加，有效应力减小，导致丧失其抗剪强度，由固态转变为接近流体状态。

振动液化机理：在地震过程中，较疏松的饱水砂土在地震动引起的剪切了反复作用下，砂粒间相互位置产生调整吗，而使砂土趋于密实。

砂土要密实就势必排水，但在急剧变化的周期性地震力作用下，伴随砂土孔隙度减小而透水性变弱，因而排水越来越不通畅。

砂土的抗剪强度将随着超孔隙水压力的增长而不断降低，直至完全抵消法向压力而使抗剪强度丧失殆尽。

此时地面就可能出现喷沙冒水和塌陷现象，地基土丧失承载能力而失效。

27.诱发地震：由于人类的工程、经济活动而导致发生的地震。

28.斜坡变形形式
拉裂：在斜坡岩土体内拉应力集中部位或张力带内，形成的张裂性变形型式。

蠕滑：斜坡岩土体沿局部滑移面向临空方向的缓慢剪切变形。

弯折倾倒：由陡倾板（片）状岩石组成的斜坡，当走向与坡面平行时，在重力作用下所发生的向临空方向同步弯曲的现象。

斜坡破坏形式
崩塌：斜坡岩土体被陡倾的拉力面破坏分割，突然脱离母体而快速位移，翻滚，跳跃和坠落下来，堆于崖下的现象。

滑坡：斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面所发生的滑移现象。

崩塌的形成条件：⑴一般发生在厚层坚硬脆性岩体中，这类岩体能形成高陡的斜坡，斜坡前缘由于应力重分布和卸荷等原因，产生长而深的拉张裂缝，并与其他结构面组合，逐渐形成连续贯通的分离面，在触发作用下发生崩塌⑵近于水平产状产出的软硬相间岩层组成的陡坡，由于软弱岩层风化剥蚀形成凹龛和蠕变，也会形成局部崩塌。

29.影响斜坡稳定性的因素：主要是斜坡岩土类型和性质、岩体结构和地质构造、风化、水的作用、地震和人类工程活动等。

其中，主导因素是，长期起作用的因素：岩土类型和性质，地质构造和岩体结构、风化作用、地下水活动等；触发因素：是临时起作用的因素，有地震、洪水、暴雨、堆载、人工爆破等。

①岩土类型和性质②岩体结构和地质构造③地形地貌条件④水的作用⑤地震
30滑坡预报：指的是滑坡可能发生时间的判定。

滑坡预测：是指滑坡可能发生空间位置的判定。

31.岩溶：地下水和地表水对可溶性岩石的破坏和改造作用都叫岩溶作用，由这种作用及其所产生的地貌现象和水文地质现象的总称。

32.酸效应：任何酸所解离的H+离子，都能与碳酸钙溶解后所形成的CO32-合成ＨＣＯ3-，从而增加碳酸钙的溶解度。

同离子效应：水中如溶有与碳酸盐相同的某离子的物质，例如Ｃacl2,则由于Ca2+离子浓度增加，就会是碳酸钙的溶解度按质量作用定律额有所减小，从而抑制了碳酸钙的溶蚀。

离子强度效应:溶液中有鱼碳酸钙不相关的强电介质离子时，这些离子就会以较强的吸引力吸引Ca2+与CO32-离子，实质上是使Ca2+与CO32-之间的引力有所降低。

这时，Ca2+与CO32-的实际浓度超过其在纯水中的浓度积时仍不沉淀出来，亦即其溶解度有所增大，故可溶解更多的碳酸钙。

上述三者对岩溶作用是促进还是抑制？
33.岩溶发育的基本条件：①具有可溶性岩石②具有溶蚀能力的水③具良好的水的循环交替条件
34.反映岩溶水库渗漏问题的两个关键：①渗漏通道的分析，即查明通道的类型（洞穴、裂隙、孔隙、断层破碎带）、规模、位置、延伸方向和连通性，它是水库渗漏的必要条件，其中自库水入渗段至可能渗漏的排泄区之间渗漏通道的规模和连通性，对水库渗漏的影响最大②水文地质条件的研究，其核心是分析拟建水库
的水流和库水位与地下水位的关系，只要河间地块或河湾地段的地下水分水岭高于设计库水位，即使岩体中渗漏通道规模较大，连通性较好，也不会向邻谷或经河湾地段向本河下游产生永久性渗漏。

因此，查明地下水分水岭高程与河水位及库水位的关系，是分析水库渗漏的本质和关键，它是水库渗漏的充分条件。

35.潜蚀（管涌）：在渗流作用下单个土粒发生独立移动的现象。

流土（流沙）：在渗流作用下一定体积的土体同时发生移动的现象。

36.泥石流与山洪活动的根本区别：泥石流中固体物质含量很大，有时可超过水体量，活动特点是，在一个地段上往往突然爆发，能量巨大，来势凶猛，历时短暂，复发频繁。

泥石流最主要的结构形式：是由石块、砂粒和泥浆体所共同组成的格架结构。

泥石流的直进性：由于泥石流体携带了大量固体物质，在流途上与沟谷转弯处或障碍物时，受阻而将部分物质堆积下来，使沟床迅速抬高，产生弯道超高或冲起爬高，在猛烈冲击而越过沟岸或摧毁障碍物，甚至截弯取直，冲出新道而向下游奔泻的现象。

泥石流的脉动性：由于泥石流具有宾汉体的性质和运动的阻塞特性，故流动不均与，往往形成阵流的现象。

37.引起发展与变化的根本因素是：水流和河床的互相作用。

38.水库淤积的常见形式：壅水淤积和异重淤积
39.工程地质勘探的常用方法①工程地质测绘②工程地质勘探③工程地质试验
④工程地质长期观测⑤勘察资料的分析整理
40.地基：由于建筑物的兴建，导致岩土体中某一范围内原来的应力状态发生了变化，这部分由建筑物荷载引起应力变化的岩土体，即承受建筑物全部荷载的那部分岩土体。

基础：也叫建筑物的下部结构，是建筑物在地面以下起着承上传下作用的那部分。

41.自重应力：由于土层本身重量产生的应力。

自重应力的计算（略）
地基中附加应力的计算（略）
42.地基承载力：地基在同时满足变形和强度两个条件下，单位面积所能承受的最大荷载。

端承桩：是桩穿过软弱土层，且桩端进入深层的硬土层或岩层中，上部荷重由桩尖阻力承受。

摩擦桩：是当软弱土层很厚，桩打不入深部的硬土中，上部荷重由桩侧摩擦力和桩尖阻力共同承担。

负摩擦阻力：指土层相对装载面而发生向下位移，桩表面受到向下作用的摩擦力。

43.围岩：把重分布应力影响范围内的岩体称为围岩。

44.洞室开挖后围岩中出现塑性圈时的重分布应力：由前面围岩应力分析可知，地下开挖后洞壁的应力集中最大，当围岩应力超过了岩体的屈服极限时，围岩就由弹性状态转为塑性状态，形成一个塑性松动圈。

但是，这种塑性松动圈不会无限扩大。

因为随着距洞壁距离的增大，蒂尔塔r由0逐渐增大，应力状态由洞壁的单向应力状态逐渐转化为双向应力状态，围岩也就由塑性状态逐渐转化为弹性状态，最终在围岩中形成塑性松动圈和弹性圈。

45.岩爆：是在高地应力地区，由于开挖后围岩中高应力集中，使围岩产生突发性破坏的现象。

围岩压力：地下建筑围岩在重分布应力作用下产生塑性变形与破坏。

进而引起施加于支护衬砌上的压力。

形变围岩压力：是由于围岩塑性变形如塑性挤入、膨胀内鼓、弯折内鼓等形成的
松动围岩压力：是由于围岩拉裂塌落、块体滑移及重力坍塌等破坏引起的。

冲击围岩压力：是由于岩爆形成的。

46.围岩抗力：把围岩对衬砌的反力称为围岩抗力。

围岩抗力越大，越有利于衬砌稳定。

实际上围岩抗力承担了一部分内水压力，从而减小了衬砌所承受的内水压力，因而起到了保护衬砌的作用。

47.新奥法与传统刚性衬砌支护方法的不同之处：利用围岩支护隧道，使围岩本身形成支撑环。

刚性衬砌，不能与围岩紧密接触，围岩可以继续变形并可能坍塌，由被动承受破坏变为主动的发生变形不发生破坏。

喷锚支护不是被动地承受松动压力，而是与围岩协调作用承受变形压力，发挥围岩自承作用，减少作用在支护上的力。

48.拱坝对地质条件的要求：拱坝必须建立在坚硬、完整、新鲜的基岩上，要求岩体有足够的强度，不允许产生不均与变形。

为了充分发挥拱的作用，地形上最好为‘V’形峡谷，两岸山体浑厚、稳定以及有良好的对称性。

49.坝区渗漏：水库蓄水后，坝上、下游形成一定的水位差（压力水头），在该水头作用下，库水将从坝区岩土体内的空隙通道向坝下游渗出，称为坝区渗漏。

50.正常高水位：是水库保持长期运行的高水位。

水库塌岸：库岸土石体在库水波浪及其他外动力作用下失去平衡而产生逐步坍塌，库岸线不断后移而进行边岸再造，以达到新的平衡的现象和结果。

水库浸没：水库蓄水后，引起库岸周围一定范围内地下水位抬升（雍高），当雍高后的地下水位接近或超出地面时，将可能导致农田沼泽化、土地盐碱化、建筑物地基饱水恶化和矿坑充水等不良后果。

1.工程地质问题：工程地质条件与工程建筑之间所存在的矛盾或问题。

2.沙土液化：细砂土、粉砂土的工程地质性质相对较差，由于振动产生液化。

3.欠固结土：土层在自重压力下尚未完成固结。

4.抗剪强度：土抵抗剪切破坏的极限强度。

5.触变性：由于土的饱水面结构疏松，所以在振动等强烈扰动下，强度剧烈
降低，甚至液化变为悬液的现象。

6.饱和度：是土中水在体积与孔隙体积的百分比值，用以说明孔隙中水的填
充程度。

7.塑性指数：是粘性土的液限和塑限之差，即土处在可塑状态的含水率的变
化范围。

8.最优含水量：在作出的Pd~W曲线上最大干密度所对应的含水率。

9.压缩模量：指土在有侧线条件受压时，在受压方向上的应力（）与相应的
应变（）之间的比值。

10.有效应力原理：外载荷作用后，土中应力呗土骨架和土中水气共同承担，
通过土颗粒传递的有效应力的增加和孔隙水压力的消散，使土产生变形的
现象。

11.先期固结压力：是指土层在过去历史上曾经受过的最大固结压力。

12.影响土渗透性因素有：粒度成分矿物成分土的密度水溶液的成分及浓
度等
13.土体在压力作用下，其压缩量随时间增长的过程，称为固结
14.粘性土可塑态与半固态的界限含水量称为塑限，可塑态和液态的界限含水
量称液限
15.简单的说，饱和土的渗流固结就是：孔隙水压力的消散和土颗粒有效应力
的增加的过程。

16.土的物理性质是土最基本的工程性质。

17.工程上常用a1-2来评价土的压缩性的高低，表示压力范围，
p1=0.1MPa,P2=0.2MPa的压缩系数，当a1-2.>=0.5MPa-1高压缩性土
18.土豆压缩模量越小，压缩性越大，土的压缩系数越小，其压缩性越小。

19.天然土层按超固结比OCR可划分为正常压密状态超压密状态欠压密
状态三种状态
20.岩石空隙性对岩石力学性质有何影响？
答：岩石的空隙性越大，抗压强度，抗剪强度，抗风化能力，抗冻能力都越小。

21.岩石软化性对岩石力学性质有何影响？
答：岩石的软化性越小，抗压强度越强，抗冻性和抗风化能力越强。

22.论述三轴压缩条件下岩石变形与破坏特征与单轴压缩的不同之处
不同之处：有围岩作用时，首先，岩石破坏前的应变随围岩压力增大而增大，另外，随着围压增大，岩石的塑性也不断增大，即随围岩压加大，岩石逐渐由脆性转化为延性（即岩石能承受大量永久变形而不知破坏的性质）
23.抗剪强度Cφ的影响因素
答：对于粗粒土和巨粒土来说，矿物越坚硬，颗粒越粗大，表面越粗糙，棱角越多，内摩擦角越大，抗剪强度与其内摩擦角的正切成正比，而内摩擦角与组成土的矿物性质和土的密度有关；而对于细粒土来说或，其抗剪强度由内摩擦力和内聚力组成，且以内聚力为主，细粒土中粘粒含量越多，土粒间的连结越强，内聚力越大，内摩擦角越小，但抗剪强度仍可能增大。