工程地质学知识点

第一章绪论
1、概念
（1）、工程地质学
研究人类工程活动与地质环境之间相互制约的关系，以便科学评估，合理利用，有效改进和妥善保护地质环境的科学。

（2）、工程地质条件
指工程建筑物所在地区与工程建筑有关的地质环境各项因素的综合。

（3）、工程地质问题
工程建筑条件与工程建筑物之间存在的矛盾或问题。

（4）、岩土工程
土木工程中涉及岩石、土、地下、水中的部分称岩土工程。

2、简述人类活动与地质环境的关系
（1）地质环境对人类活动的制约
①影响工程活动的安全
②影响工程建筑的稳定性和正常使用
（2）人类活动对地质环境的制约（工程活动破坏地质环境）
（3）工程活动与地质环境之间的相互制约
人类开采矿产会对地质环境造成破坏，形成各类地质灾害。

地质环境影响人类工程活动，比如工程建设必须作地下水保护论证、渗漏评价、地质灾害危险性评估、压覆矿产调查等等
3、工程地质条件主要包括哪些？
①岩土类型及性质（地层岩性与性质）
②地质构造（断层、褶皱、节理等）
③地形地貌（平原、丘陵、山区等）
④水文地质（地下水成因、埋藏、动态、成分等）
⑤不良地质现象（滑坡、岩溶、泥石流等）
⑥天然建筑材料（砂砾、石块等）
4.工程地质问题主要包括哪些？
①区域稳定性问题
②地基稳定性问题
③斜坡稳定性问题
④围岩稳定性问题
5.工程地质学的研究内容和任务是什么？
（1）区域稳定性研究与评价一由内力地质作用引起的断裂活动，地震对工程建设地区稳定性的影响
（2）地基稳定性研究与评价一指地基的牢固，坚实性
（3）环境影响评价一指人类活动对环境造成的影响
总的来说就是研究工程建设与地质环境的相互制约关系，促使矛盾转化和解决，既保证工程安全，经济，正常使用，又合理开发和利用地质条件
6.说明工程地质在土木工程建设中的作用。

建筑场地工程地质条件的优劣直接影响到工程的设计方案类型，施工工期的长短和工程投资的大小，影响基础建设
7•何谓不良地质条件？为什么不良地质条件会导致建筑工程事故？
对工程建设不利或有不良影响的动力地质现象，如崩塌，滑坡，泥石流等；它们既影响场地稳定性，也对地基基础、边坡工程、地下洞室等具体工程的安全、经济和正常使用不利。

第二章工程地质条件成因演化论
1、工程地质条件形成的控制因素有哪些？
①内动力地质运动：构造、地震、岩浆与变质作用
②外动力地质作用：风华、剥蚀、搬运、沉积与固结成岩作用
2、阐述我国工程地质条件分区分带的规律性？
（1）、地壳厚度：最厚为青藏高原，由西向东逐渐变薄
（2）稳定台块与褶皱造山带的基本轮廓
地台：
华北、扬子、塔里木大的三块地台；喜马拉雅山以南印度地台的一部分：南海的南海地台。

褶皱区：
①准格尔①准格尔--兴安褶皱区（蒙古褶皱带的一部分）；②秦祁--昆仑褶皱区;
③青藏昆仑褶皱区；④喜马拉雅褶皱系：
3、我国工程地质条件的组合类型有哪些
①第一阶梯：高原冻土型
②第二阶梯：干旱内陆盆地型、黄土高原型、红色盆地型、岩溶高原型
③第三阶梯：冲积平原型、滨海平原型、海口三角洲型、丘陵与山间盆地型
4、阐述工程地质条件成因演化论
在长期的自然地质发展演化中形成，具有区域性规律和自然地理环境的分带性，它控制着工程地质条件及其空间分布和组合规律性
内、外力地质作用影响工程地形的形成与演化
它们相互依存，相互制约，控制工程地质条件的形成与演化
第三章活断层工程地质研究
1、活断层？
指现今正在活动的断层，或近期曾活动过（约10万年）、不久将来（100年内）可能重新活动的断层。

（注）断层：岩体在构造应力作用下发生断裂，且断裂两侧有明显位移
2、断层的作用表现？
①对岩石稳定性与渗透性、地震活动和区域稳定有重大的影响
②可能是地下水运动的良好通道和汇聚的场所。

在规模较大的断层附近或断层发育地区，常赋存有丰富的地下水资源、石油3、板块构造理论？
六大板块：太平洋板块、印度洋板块、欧亚板块、
非洲板块、美洲板块、南极洲板块
4、断层要素包括有哪些？
断层面、断层带、断层线、断盘（上、下盘）、断距
5、断层的野外识别方法有哪些？
（1）地貌上的特征
下降盘前缘可能形成陡峭的断层崖，若经剥蚀，就会形成断层三角面地形。

另外, 山脊错断，断开，河谷跃水瀑布，河谷叠瓦式结构方向突然转折等，可能是断裂错动在地貌上的反应
（2）地层特征
岩层发生不对称重更
岩层被错断
岩层沿走向突然中断
不同性质的岩层突然接触
（3）断层伴生结构
断层在发生、发展过程中遗留下来的痕迹。

常见的有牵引弯曲、断层角砾、糜棱岩、断层泥与断层差痕
（4）水系
河流遇断层而急剧改向，甚至发生河谷错断现象。

湖泊、洼地呈半珠状排列，往往意味着大断裂的存在；
温泉和冷泉往往也是断层存在的标志；
线性分布小型侵入体
6、请简述断层的工程评价。

①降低了地基的强度和稳定
②跨越断裂构造带的建筑物，由于上下盘的岩性与运动，易产生不均匀沉降
③隧道工程易发生崩塌
④可能发生新的移动，影响建筑物稳定
7、活断层的活动方式有哪些？
（1）沾滑型活断层
①间歇性突然滑动，常伴有地震活动，也称为地震断层
②一般发生在强度高的岩层中，断层带固锁能力强
③发生断裂特征：深断谷、裂谷、板块接触带
（2）蠕动型活断层
①沿断层面两侧岩层连续缓慢地滑动
②一般发生在去强度较低的软岩中，断层带固锁能力弱
③一般无震发生，可伴有小地震
8、活断层的鉴别标志有哪些？
（1）地质、地貌、水文地质标志
I、地质方面
①最新沉积物被错断
第四系中、晚期（Q2-3）的沉积物被错断，均为活断层
注：第四系：全新世：Q4
更新世：晚：Q3
中：Q2
早：Q1
②断层破碎带构造形迹
活断层形成较晚，构造带物质欠固结欠胶结状态，较为松散
表现出构造岩片理化、透镜化，断面新鲜无风化、第四系物质牵引弯曲等
③伴有地震现象的活断层，地表出现断层陡坎和地裂缝
II、地貌方面
①不同地貌单元突然相接或两边沉枳物厚度显著差别
②地貌单元的分解和异常
IIK水文地质方面
断层带构造松散，易形成强导水带，因而常分布泉、温泉、植被发育现象
断层为深大断裂，深水循环将导致水化学异常
（2）历史地震及历史期地震错动标志
地物错断
古代建筑物破坏、错断、掩埋等情况调查
（3）微震及地形变测量
①设置密集的地震台网，监测微震震中位置用以判断活断层
②采用精密水准测量和三角洲量在可能活动断层两侧进行地形变测量
（4）地球化学及地球物理标志
断层活动，可导致物理化学变化，如放射性异常、重力、磁力、低温等物理异常。

通过测量分析，可以间接作为活断层的佐证
9、活断层的调查研究方法有哪些？
①现有资料查阅
②航卫片解读
③区域地质调查
④现场勘探
⑤年龄测量
⑥检测等
10.活断层区的建筑原则？
①建筑物场地一般应避开活动断裂带
②线路工程必须跨越断层时。

尽量使大角度相交，尽量避开主断层
③必须在活断层地区兴建石，选择“安全岛”，重大建筑物布置于下盘
④采用抗震强的建筑结构形式
第四章地震工程地质研究
1、基本概念（略）：
地震、震源、震中、震中距、震源深度、地震区、构造地震、地震波、震级、地震烈度2、地震有哪三常用的分类方法，简述各种分类？
（1）按成因
构造地震火山地震陷落地震诱发地震
（2）按震源深度
潜源地震0--70km 中源地震70-300km 深源地震>300km
（3）按震级M
大地震M>=7 中地震5<=M<7 小地震3<=M<5
微地震1<=M<3 超微地震M<=1
3、简述地震体波和面波，以及其传播方式和发生的前后顺序？
体波：通过地球内部传播的波
面波：体波经过反射二折射后，在介质的界面或自由面传播
发生顺序：杂波一纵波一横波一面波
4、请简述压缩波和剪切波含义和特点？
压缩波：质点振动方向与传播方向一致
剪切波：振动方向与传播方向垂直
5、我国强震发生的地质条件？我国地震主要分布地区？
地质条件
（1）强震与活动断裂带的关系
①不同方向的断裂带交汇部位
②活动性深大断裂的转折部位
③活动性深入断裂的端部或其它锁闭段
（2）地震与陷落盆地的关系
①倾斜断陷盆地的较深、较陡一带断裂的最大断距段上
②两盆地隆起地段两侧
③断陷盆地的锐角尖端，多组断裂交汇部位
④受不同方向的断裂控制，内部构造较强的复合盆地凹陷带上
（3）强震产生与深部构造有关
地壳深部构造活动和受力状态，对地震的孕育和发生是更直接的因素分布地区
①台湾及其附近海域
②西南地区
③西北地区
④华北地区
⑤东南沿海
6、世界范围内的主要地震带有哪些？
①环太平洋地震带
②地中海一喜马拉雅地震带（欧亚地震带）
③大洋海岭地震带（大洋中脊地震带）
7、简述减轻地震灾害途径
①地震预报②地震工程途径
8、简述地震场地破坏效应
（1）地面破坏效应:破坏性地震如果震源较浅，断层错动可以直达地表造成地表错动, 对建于其上的房屋、大坝、道路、管线等造成直接破坏。

（2）地基失效：如果建筑物地基强度很低或地震动加速度很大，就会导致地基承载力的下降、丧失以至变位、移动，由此造成的建筑物破坏即属地基失效造成的破坏。

（3）斜坡破坏效应：斜坡破坏效应包括地震诱发的滑坡、崩塌和泥石流。

9、场地条件对震害和地震动的影响
①基岩上地震幅值小，持续短，震害轻
②深厚覆盖层上地震动周期长
土层厚度越大，房屋震害越大
10、对抗震有利的场地条件有哪些？
①地形开阔平坦
②基岩地区岩性均一坚硬或上有较薄覆盖层
③上次有较厚覆盖层
④地下水埋藏较深
⑤崩塌与泥石流等不发育地区
11、简述在地震区建筑物合理布置和结构选型
（1）、工业民用建筑物
①选择有利于抗震的平面与立面
②降低重量、重心，加强整体性，增强刚度与强度
（2）水工建筑
①选择类型
A、土石坝：堆石坝抗震性好
B、充填土坝抗震性较差
C、混凝土坝
②工程措施
土石坝一降低浸润曲线，适当增加坝顶宽与高
混凝土坝一适当增加坝体顶部刚度，顶部宜取弧形，坝面与坝墩的几何形状应尽量平缓
12、地震区划抗震设计原则有哪些？
（1）选择场地与地基
①尽可能避开产生强烈地基失效及其它加重震害地面效应的场地或地基
a.活断层带
b.可能产生地震液化的砂层或强烈沉降的淤泥层、厚填土层
c.可能产生不均匀沉降的地基
d.受地震引起的崩塌、滑坡
②尽可能避免建筑物与地基岩土层之间产生共振
③避开岩溶地区④避免孤立突出地形
（2）选择适宜的持力层和基础方案
①松散地层上进行建筑，有地下室的深基础有利于抗震
②高层建筑物宜采用良好持力层，深基础或圆柱形薄壳基础
③不均匀沉降地基上，可采用钢筋混凝土条形基础或筏式基础为宜
（3）建筑物合理布置和结构选型
①民用建筑物
a.选择有利抗震的平面和立面
b.减轻重量，降低重心，加强整体性，增加刚度和强度
（4）水工建筑物
①选择坝型
a.土石坝：抗震性较好
b.充填土坝抗震性能较差
c.混凝土坝：重力坝、大头坝
②工程措施
a.土石坝：提高坝体压实度，降低浸润曲线，适当增加坝顶宽与高
b.混凝土坝：适当增加坝体顶部刚度，顶部宜采取弧形，坝面与坝墩的几何形状应
尽量平缓
第五章砂土地震液化工程地质研究
1、砂土液化？研究砂土液化的意义？
沙土液化：饱和的疏松粉、细沙土在振动作用下突然破坏且呈现液态的现象
研究意义：地震灾害的一种形式，常会引起地基不均匀沉降及结构的破坏，造成严重灾害与人员伤亡
2、简述砂土液化的机制，并用图说明。

3、砂土液化引起的破坏主要形式？
①涌砂②地基失效③滑坡④地面沉降及地面塌陷
4、砂土地震液化的形成条件？（主要影响因素）
①砂土层：沙土成分，结构及饱水砂层埋藏条件（可结合5、9,根据分数决定粗细答）②
地震：强烈程度及持续时间
5、砂土液化与埋藏条件的关系？
①砂层越厚越易液化
②覆盖土层越厚，越不易液化 ③地下水埋藏越深，越不易液化
6、地震液化初判的限界指标？
(1)地震条件
液化最大震中距 Dmax=0.82*10" [0.862 (m-5)] 液化最低地震烈度
VI 度
(2)地质条件：
调查发现，发生液化多为全新世至近代海象及河湖沉积平原，河口三角洲，特 别是洼地、河流泛滥地带，河漫滩、古河道、滨海地带及人工填土地带
(3)埋藏条件:
①最大液化深度：一般地下15m 范围内，最大可达20m
②最大地下水位深度：喷砂冒水严重地区，地下水埋深一般不超过3m
(4) 土质条件：
平均粒径(D50)： 0.01〜1.0mm 粘粒含量不大于10% 不均匀系数(Cu)不大于10 相对密度(Dr)不大于75% 塑性指数(Ip)不大于10
7、为防护砂土液化，人工改良地基的哪些方法？
①增加盖重 ②换土
③增加砂土层密实程度
④加速孔隙水压力消散
8、简述地震砂土液化限界指标初判流程图。

赛级是否等于或大于5级？
她爱知度塞舌群或等引性？ 瓦
—I 是否为河相或河湖植沉枳，人工挖顼土？
二 认
T 是否为冲积平原、飞鞭滩「古河道等地貌？
是否为金新世7基底代沉积层
T 地震条件1一
土质条件I —
液
化判别条件
地质条件卜
埋藏条件i~~C
相对变度Dp w 75%?
不演化
图4 — 1地震砂土液化限界指标初判流程图
9、简述地震液化初判的限界指标中的土质条件。

（1）粒度
①粉、细砂土最易液化
②高烈度时亚砂、轻亚砂、中砂也可液化 ③粉砂含量>40%时，极易液化 ④粘粒含量>12. 5%,极难液化
⑤平均粒度0. 02—0. 10mm,粘粒含量<10%,极易液化
（2）密实度
松散易液化，密实土不易液化。

相对密度Dr<50%,易液化，Dr>80%不易液化
（3）埋藏条件
①砂层越厚越易液化
②覆盖土层越厚，越不易液化 ③地下水埋藏越深，越不易液化
10、论述砂土地震液化的防护措施
①合理选择场所 ②提高砂土密度
③排水降低砂土孔隙土压力
④换土、板桩闱封，或采用筏基、深桩基
6章斜坡变形破坏工程地质研究
注：斜坡要素
级配不连续砂土
正常级配砂土
轻亚粘土
粒径小干12n 颗粒含 量 X0%?
平均粒径 0・ Kd.C. O?
枯枝含重〈工。

？
地下水
土层埋滓是否不超过20”？ ，是 二
过 8m7 5m 否
是
是
空性[熟女 工 p=<10?
8- 1 斜坡要素闲
1.斜坡应力分布的基本特征。

（1）主应力迹线偏转明显
（2）坡脚及坡肩附近为应力集中区
（3）坡体内最大剪应力曲线由直线变为近似圆弧线
（4）坡面的侧向压力趋于零
2.影响斜坡中应力重分布的因素有哪些。

（1）岩石初始应力的影响
（2）坡形影响
①坡高：应力随坡高而增高
②坡角：坡角越大，坡脚应力集中带最大剪应力值随之增大
③坡底宽度（W）： W>0.8H,较稳定
④坡面形态：凹坡较稳
3.斜坡变形破坏的基本形式与特征。

斜坡变形形式：缺荷回弹拉裂蠕动弯曲倾倒
斜坡破坏：
①崩塌：陡坡上岩土体产生以下落运动为主的破坏现象
②滑坡：岩土体依附于内在的或潜在的贯通结构面，在外力作用下，时区原来的平衡
状态，产生以水平运动为主的滑动现象
4.滑坡与崩塌的基本区别。

①运动方式②破坏形式③是否脱离母体，存在滑动面④规模速度
5.滑坡的基本要素与基本类型。

基本要素：
9.滑坡的识别标志有哪些？
（1）地形地貌：
滑坡形态特征，地貌不协调或反常等
（2）变形破坏方面：
滑体上产生小型褶皱和断裂现象，滑体结构松散破碎
（3）水文地质方面：
结构破坏一透水性高一地下水径流条件改变一滑体表面出现枳水洼地或湿地，泉的出现
（4）植被方面：
马刀树、醉汉林
10主要的滑坡分类方案有哪些？
按岩土类型：土体滑坡
岩体滑坡
按滑坡角动力学特征：推动式滑坡
牵引式滑坡
混合式滑坡
平移式滑坡
按滑动面与层面关系：无层滑坡
顺层滑坡
切层滑坡
按滑动面深度：浅层滑坡（＜6m）
中层滑坡（6〜20m）
厚层滑坡（20〜50m）
巨厚层滑坡（＞50m）
按滑坡时代：今滑坡新滑坡老滑坡古滑坡始滑坡
11影响斜坡稳定性的因素有哪些？
内因：①岩土类型与性质②地质构造③地形④水文地质
外因：①振动作用②降水③人类活动④风化、剥蚀作用
12分析水对斜坡稳定性的影响。

①降水：a.水平推力一侧向水压力
b.浮托力一减小滑动面上的有效应力
c.软化效应一降低岩土体的抗剪强度
②水库、河流水作用
a.动水冲力
b.冲刷，掏空作用
13.斜坡稳定性评价的主要方法有哪些？
①成因历史分析法
②工程地质类比法
③数学力学计算法
④图解法
14.刚体极限平衡评价的原理是什么？
只考虑破坏面上的极限破坏状态，而不考虑土体的变形
15.稳定性系数与安全系数的区别。

稳定性系数指土质
安全系数指边坡是否满足安全标准
16.概念：斜坡、天然斜坡、人工边坡、滑坡、崩塌、初始应力
斜坡：地壳表部一切具有侧向临空面的地质体
天然斜坡：河谷岸坡，山坡
人工边坡：露采边坡，基坑边坡
滑坡：滑坡是指斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象
崩塌：较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚的地质现象初始应力：施加所考虑的荷载之前土体中已存在的应力
17.滑坡防治的主要措施与原则？
纺织目标：防灾、减灾、保护环境
防治原则：以防为主，治理为辅
滑坡预防：以勘察分析、预测预报、动态监测为基础，同时提出有效的预防措施及相应的设计施工工作
预防措施一避、削、排、固
绕避：改线、架桥跨越、隧道穿越（避）
拦截：拦石墙拦栅网（固）
排水：地表排水：排水沟、坡面防渗
地下排水：盲沟、排水洞、排水孔（排）
监测预警
削：降低斜坡坡度与高度
滑坡治理：对灾害体的勘察、评价，提出经济合理的过程实际，并付诸实施治理措施：排水
削方，堆
支挡工程
坡面防护
其他：固结灌浆、组化建、岩土性质改良等
第七章岩石风化的工程地质研究
1、概念：
风化、风化壳、古风化壳、物理风化、化学风化、生物风化、RQD
（1）、风化：岩石在各种风化营力作用下，发生的物理和化学变化过程。

（2）、风化壳：表层不同深度的岩石，遭受风化程度的不同，形成不同成分和结构的多层残积物，由其构成的更杂剖面称为风化壳。

不同岩石，不同地区，风化壳有很大差别。

其厚度很大差别，大则几百米。

（3）、古风化壳:地壳表层保留的主要为现代时期形成的风化壳。

当风化壳形成后，被后来的堆积物掩埋，被保留下来成为古风化壳。

（4）、物理风化：由于温度变化、水的冻融、盐类结晶、植物根劈等力的作用下，引起岩石的机械破碎，而不伴随有化学成分和矿物成分明显变化的现象。

主要发生在干旱寒冷的地区，风化深度相对较小。

（5）、化学风化：岩石在水、氧及有机体等作用下所发生的一系列化学变化过程，引起岩石结构、构造、矿物成分和化学成分的变化。

多发生于温暖潮湿的地方，风化深度可达百米以上。

（6）、生物风化：既有物理风化特点，又具有化学风化特征。

生物新陈代谢产生有机质或机械破坏，如释放大量有机物酸及C02,加强水溶液溶解能力。

多发生于温暖潮湿的地方，风化深度可达百米以上。

（7） RQD值为大于10cm的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分率。

2、简述风化类型？
3、风化的结果主要表现在哪几方面？
（1）、岩体结构构造发生变化岩体完整性遭受破坏，结构性丧失，空隙性增大，矿碎成块石、碎石或土体。

（2）、岩石的矿物成分和化学成分发生变化可溶矿物溶解流失，耐风化矿物残留下来, 形成稳定性好的次生矿物：如绿泥石、绢云母、高岭石、蒙脱石等。

（3）、岩体的工程地质性质发生变化如：
力学强度的降低压缩性变增大（由基岩一粘土）渗透性增强易崩解、膨胀、软化。

4、影响岩石风化的因素哪些？
（1）、气候因素（2）、岩性因素（3）、地质构造（4）、地形（5）、其它因素
5、风化岩的垂直分带的意义和分带方法
意义：在整个风化剖面上，风化程度不同的岩石表现出不同的物理、矿物组合特征。

从地表至深部新鲜基岩，风化是逐渐过渡的。

分带方法：
工程的初勘阶段：以定性分带为主
工程的详勘阶段：以定量分带为主
(1)、地质分析法一定性分析方法：通过岩石颜色、破碎程度、矿物成分的变化
(2)、指标定量法：声波测试法风化系数法
6、风化岩分带的原则
(1)、充分反映各风化带岩石变化的客观规律，反映各风化带岩石所具有的不同特征
(2)、分带的标志应有代表性、明确，便于掌握
(3)、将定性与定量结合起来
(4)、分带数目既不要过多，也不太少。

一般采用三分法、四分法、五分法
注：四分法：①全风化带、②强风化带、③弱风化带、④微风化带
7、风化岩分带的标志
⑴、颜色
(2)、破碎程度
(3)、矿物成分变化
(4)、水理性质及物理力学性质的变化
8、在工业民用建筑工程中，谈风化岩的防治措施？
如果风化厚度较小，施工条件简单时，全部挖除。

如果风化厚度较大，数十米以上时，处理措施视具体条件而定。

①一般工业民用建筑物，可选择足够强度的风化层作地基，设置合理的基础埋置深度: ②重
大工程，需挖除对工程构成危险的风化岩石。