工程地质原理讲解
工程地质分析原理总结
⼯程地质分析原理总结第⼀篇区域稳定及岩体稳定分析的⼏个基本问题⼀、地壳岩体结构特征的⼯程地质分析(5分)1、岩体、结构⾯、结构体岩体:通常指地质体中与⼯程建设有关的那⼀部分岩⽯,它处于⼀定的应⼒状态,被各种结构⾯所分割。
结构⾯:指岩体中具有⼀定⽅向、⼒学强度相对较低、两向延伸的地质界⾯或带。
结构体:结构⾯在空间的分布与组合可将岩体分割成形状、⼤⼩不同的块体,称为结构体2、结构⾯的主要类型(按照成因、规模分类)及特征(如何描述结构⾯)按成因:原⽣结构⾯、构造结构⾯、浅表⽣结构⾯按规模:A类(贯通)、B类(显现)、C(隐微)3、岩体的分类:岩体结构分类(哪5类?);岩体的⼯程分类(考虑三⽅⾯因素?)按结构特征分类:块体状结构、块状结构、层状结构、碎块状结构、散体状结构三⽅⾯因素:⼒学性质、岩体结构、赋存条件4、岩体的变形随深度有何变化特点?剪切或拉裂拉裂与弯曲弯曲弯曲与压扁压扁压扁与流动流动。
⼆、地壳岩体的天然应⼒状态(10分)1、岩体应⼒:天然应⼒和初始应⼒⾃重应⼒:指在重⼒场作⽤下⽣成的应⼒。
σv=γh(µ为岩体的泊松⽐,N。
称为岩体的侧压⼒系数。
)构造应⼒:指岩⽯圈运动在岩体内形成的应⼒。
⼜可分为活动构造应⼒和剩余构造应⼒。
变异及残余应⼒变异应⼒:指岩体的物理、化学变化及岩浆的侵⼊等引起的应⼒。
残余应⼒:承载岩体遭受卸荷或部分卸荷后,岩体中某些组分的膨胀回弹趋势部分地受到其他组分的约束,于是就在岩体结构内形成残余的拉、压应⼒相平衡的应⼒系统感⽣应⼒2、岩体天然应⼒状态类型(1)σx=σy=σv=rh 注:越往地壳的深部,存在静⽔应⼒式的可能性越⼤。
(2)垂直应⼒为主的观点地壳岩体内的应⼒以⾃重应⼒为主,主要存在于地表(3)⽔平应⼒为主的观点地壳岩体内的应⼒主要受构造运动影响,最⼤主应⼒近于⽔平。
3、影响岩体天然应⼒状态的主要因素及其作⽤(1)地区地质条件及岩体所经历的地质历史对岩体天然状态的影响:岩体的岩性及结构特征:决定着岩体的容重和泊松⽐,从⽽影响⾃重应⼒场的特征;统⼀区域构造应⼒作⽤下,岩体内应⼒分布的特征主要取决于岩性、结构特征及其⾮均⼀性;决定着岩体的强度及蠕变特性,因⽽决定了岩体承受及传递应⼒的能⼒。
工程地质分析原理
工程地质分析原理工程地质分析原理的重要性工程地质分析是指在工程建设过程中,通过对地质条件进行综合分析和评价,为工程设计、施工和管理提供科学依据的一种方法。
工程地质分析的原理主要包括以下几个方面:1. 地质资料搜集与分析:包括对地质地貌、地质构造、岩性、地层、地下水、地下渗流等地质情况的搜集,以及对地质资料进行综合分析和解释。
通过对地质资料的搜集和分析,可以了解地质条件的分布特征,为后续的工程分析提供基础数据。
2. 工程地质勘查:通过野外地质调查、试验与检测,获取工程场地的详细地质信息。
工程地质勘查主要包括地质钻探、取样分析、地质测量等方式,通过对地质数据的采集和分析,可以确定工程地质的特征和参数,为工程设计提供可靠的基础数据。
3. 地质灾害评价:对工程区域可能出现的地质灾害进行评价和分析。
这包括地震、滑坡、地面沉降等地质灾害的风险评估,以及对可能发生的地质灾害影响范围和程度进行预测和预警。
通过对地质灾害的评价,可以采取相应的工程措施,减少地质灾害对工程安全的影响。
4. 工程地质参数确定:通过对地质条件的分析和试验研究,确定工程建设中所需的地质参数。
这些参数包括土壤的强度、固结性、渗透性等,对工程结构的设计和施工具有重要影响。
通过准确确定这些参数,可以提高工程的安全性和可靠性。
5. 工程地质风险评估:对工程建设中可能面临的地质风险进行评估和分析。
这包括对地基承载力、地下水位、地表沉降等地质因素对工程结构和安全的影响程度进行评估。
通过对地质风险的评估,可以合理确定工程设计和施工方案,降低工程风险。
总之,工程地质分析的原理是通过对地质条件的综合分析和评价,为工程设计、施工和管理提供科学依据。
通过详细的地质资料搜集与分析、工程地质勘查、地质灾害评价、地质参数确定和工程地质风险评估,可以有效提高工程的安全性和可靠性,减少地质灾害对工程的影响。
工程地质分析原理
1.结构面主要类型:从成因角度:原生结构面,构造结构面,表生结构面2.岩体,结构面(体),岩体结构岩体:指与工程建设有关的那一部分地质体。
它处于一定的地质环境中,被各种结构面所分割。
结构面:岩体中具有一定方向、力学强度相对(上下岩层)相对较低而延伸(或具一定厚度)的地质界面。
结构体:由结构面分割、围成的岩石块体(相对完整)。
岩体结构:由岩体中含有的不同结构面和结构体在空间的排列分布和组合状态所决定。
3.岩体结构分类:按建造特征:块体状结构,块状结构,层状结构,碎块状结构,散体状结构。
按改变程度:完整,块裂化或板裂化,碎裂化,散体化。
4.研究岩体的结构特征的意义: a. 结构面是岩体中力学强度相对较薄弱的部位,导致岩体的不连续性、不均一性和各面异性。
b. 岩体结构特征对岩体的变形、破坏方式和强度特征起重要的控制作用。
c. 在地表的岩体,其结构特征在很大程度上决定了外营力对岩体的改造程程。
d.对岩体结构的研究还可推广于宏观地质体,应用于区域构造稳定性评价之中。
总之,对岩体结构特征的研究,是分析评价区域稳定性和岩体稳定性的重要依据。
5.地应力:指存在于地壳中的未受工程扰动的天然应力。
6.天然地应力类型,分布规律:类型:三向相等的静水应力式,竖直应力为主,水平应力为主。
分布规律:1地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应力场,是时间和空间的函数2实测竖直应力基本接近于上覆岩层的重量3水平应力普遍大于竖直应力4最大水平主应力和最小水平主应力也随深度呈线性增长7.我国地应力场的空间分布特点:a. 各地的最大重应力方向呈明显规律性:大致与察隅和伊斯兰堡连线的夹角平分线方向一致。
仅伊斯兰堡外侧和察隅外侧不同。
b. 三向应力状态与由此决定的现代构造活动呈规律分布:①潜在逆断型应力状态主重要分布于喜马拉雅山前缘一带。
(与印度板块碰撞有关)②潜在走滑型应力状态区主要分布于中、西部广大地区。
③潜在正断型和张剪性走滑型应力状态区,主要分布于西藏高原(正断型)、东北、华北地区,汾渭地堑(张剪走滑型)。
工程地质学原理简要分析
工程地质学原理简要分析论述题:一.论述公路边坡中的顺向坡段在斜坡变形破坏方面的差异。
1.顺向边坡段易产生滑移拉裂,滑移压制拉裂,滑移弯曲拉裂。
1)滑移弯曲:主要发育在中陡倾外层体斜坡中,尤以薄层状岩体及延性较强的碳酸盐类层状岩体中多见。
这两类斜坡的滑移控制面倾角已明显大于该面的峰值摩擦角,上覆岩体具备滑移面下滑条件,但由于滑移面未临空,使下部受阻,造成坡脚附近顺层板梁承受纵向压应力,在一定条件下可使之发生弯曲变形。
2)滑移拉裂:斜坡岩体沿下伏软弱面向坡前临空方向滑移,并使滑移体拉裂解体。
3)滑移压制拉裂:主要发育在坡度中等陡的平缓层状体斜坡中,坡体沿平缓结构面向坡前临空方向产生缓慢的蠕变性滑移。
滑移面的锁固点火错列点附近,因拉应力集中生成与滑移面近于垂直的拉张裂隙,向上扩展且其方向渐转成与最大主应力方向趋于一致并伴随局部滑移。
2.反向边坡则易产生弯曲拉裂和蠕滑拉裂变形。
1)弯曲拉裂:陡倾的板状岩体在自重弯矩作用下,于前缘开始向临空方向作悬臂梁弯曲,并逐渐向破内发展。
弯曲的板梁之间互相错动并伴有拉裂,弯曲后缘出现拉裂缝,形成于走向的反坡台阶和槽沟。
2)蠕滑拉裂:斜坡岩体向临空方向发生剪切蠕变,其后缘发育自坡面向深部发展的拉裂主要发育在倾内薄层状体坡中也可以发生。
二.简述岩石坝基浅层滑动破坏类型及其形成条件。
岩石坝基渐层滑动破坏的主要类型有浅层岩体的剪切破坏,浅层岩体滑移弯曲和浅层岩体剪动滑移三种类型,其形成条件:1.坝基岩体的岩性软弱,岩石本身的抗剪强度低于坝体混凝土与基岩的接触面2.坝基由近于水平产出的薄层状岩层组成,在库水推力作用下,产生层间滑移,导致坝址下游岩层弯曲隆起3.坝基由碎裂结构岩体组成,在库水推力作用沿不同方位结构面发生渐进性剪动滑动破坏。
三(公路因技术原因无法绕避坡积层滑坡,该滑坡处于基本稳定状态,试论述公路从坡顶,坡中和坡脚通过滑坡的优缺点,并建议合理的通过方案。
1坡脚方案由于公路施工开挖造成稳定性降低2坡中开挖,行车动荷载对坡体影响最小3坡顶方案开挖影响小,动荷载可能相对影响较大4坡脚方案最差,坡中方案最好。
工程地质分析原理
• 逆倾向滑动或逆断层
逆断层是地质构造中断层的一种,为上盘 上升,下盘相对下降的断层,主要由水平 挤压与重力作用而形成。 这类断层主要由水平挤压而形成,按断面 的倾角又分为:冲断层(断面倾角 >45°);逆掩断层(断面倾角在25°— 45°间);辗掩断层(断面倾角<25°)。 根据断层倾角的大小,可分为:高角度逆 断层和低角度逆断层。 高角度逆断层面倾斜陡峻,倾角大于45°, 常常在正断层发育区产成,所以有些学者 将高角度逆断层与正断层统一归属于高角 度断层。倾角小于45°(一般多在30°左 右或更小)的逆断层称为低角度断层。位 移距离很大的低角度逆断层称为逆冲断层。 聚合性板块边界多逆断层与褶皱构造。 逆断层是上盘沿断层面相对上升的断层。 一般认为逆断层是受到近与水平的挤压应 力作用而成,因之多与皱褶相伴生。
• 正倾向滑动或正断层
正断层:地质构造中断层的一种。是根据断 层的两盘相对位移划分的。断层形成后,上盘 相对下降,下盘相对上升的断层称正断层。它 主要是受到拉张力和重力作用形成的。正断层 产状较陡,通常在45°以上,而以60°左右 者较为常见。正断层在地形上表现显著,多形 成河谷、冲沟和湖泊等。正断层多出现于张裂 性版块边界。 断层面若是倾斜的,按相对位置关系,通常 把位于断层面之上的断盘称为上盘,之下的断 盘称为下盘。根据断盘与断层面的相对运动分, 沿断层面相对上升的断盘称为上升盘,相对下 降的端盘称为下降盘。上盘可以是上升盘,也 可以是下降盘,下盘也同样如此。 如果断层面是直的,也就无上下盘之分,就 按其方位分。 正断层是相对与下盘而言,上盘沿断层向下 方运动的断层。一般认为多数正断层是在重力 作用和水平张力作用下形成的,故又称重力断 层。正断层断面的倾角一般为45度~90度。
• 1)分布于我国西部的多个NWW—NW向的长大弧形断裂, 主要为逆走滑—走滑断层,其走滑速率由南而北有所减小。 • 2)活动逆冲断裂也主要分布于我国西部。 • 3)现代活动正断层主要分布于我国东部。
工程地质分析原理
工程地质分析原理
工程地质分析是指识别和预测地质和地面环境对人类活动产生
的影响,提供针对不同地质条件相应的预测和解决方案,以确保正确的规划和设计过程。
它是地质工程项目的关键,可将非正常现象及其影响有效预测,并通过合理的方案及时处理。
首先,工程地质分析原理是识别和确定地质条件,包括地质构造、岩性、深度、水文等。
通过现场勘察、实验室分析、计算机分析、模拟和深入的调查,可以得出不同地质条件下工程建设可能遇到的风险。
其次,工程地质分析原理是预测地质变化,包括当前地质情况特征及其可能引起的地质事件,以及可能及时处理这些地质事件的方法。
通过掌握不同地质条件及其前因后果、测绘勘察、实验室分析和对水文进行预测,可以有效控制项目施工风险,预防可能出现的问题,并确保项目的稳定。
再次,工程地质分析原理是预测地质和地面环境对项目施工、运行和维护所产生的影响,采取有效措施,提出针对不同地质条件相应的解决方案。
针对基础失稳、地形失稳、滑坡、沉降、浸润及地质灾害等,要根据不同地质条件,采取适当的措施,防止可能出现的风险,确保项目的稳定性。
最后,工程地质分析原理是不断创新,结合技术和经验,不断改进分析方法,提高分析精度。
如分析软件包括对地质构造、岩性、深度、水文以及滑坡、地形失稳等的分析,有助于提高地质分析精度,预测工程项目安全可靠性。
综上所述,工程地质分析原理是探索地质背景和地质环境的关键,它可以有效识别和预测地质变化,提出针对不同地质条件相应的解决方案,以确保正确的规划和设计过程,有助于预防可能出现的风险,确保项目的稳定性。
随着科技的不断发展,工程地质分析原理将不断改进和完善,可望有更高的精度预测和防治项目施工所出现的非常规现象。
工程地质分析原理
工程地质分析原理第一章地壳岩体结构特征的工程地质分析岩体(rockmass):通常指地质体中与工程建设有关的那一部分岩石,它处于一定的地质环境、被各种结构面所分割。
结构面:是指岩体中具有一定方向、力学强度相对较低、两向延伸(或具有一定厚度)的地质界面(或带)。
如岩层层面、软弱夹层、各种成因的断裂、裂隙等。
工程地质之所以要将岩体的结构特征作为重要研究对象,意义如下:⑴岩体中的结构面是岩体力学强度相对薄弱的部位,它导致岩体力学性能的不连续性、不均一性和各向异性。
只有掌握岩体的结构特征,才有可能阐明岩体不同荷载下内部的应力分布和应力状况。
⑵岩体的结构特征对岩体在一定荷载条件下的变形破坏方式和强度特征起着重要的控制作用。
岩体中的软弱结构面,常常成为决定岩体稳定性的控制面,各结构面分别为确定坝肩岩体抗滑稳定的分割面和滑移控制面。
⑶靠近地表的岩体,其结构特征在很大程度上确定了外营力对岩体的改造进程。
这是由于结构面往往是风化、地下水等各种外营力较活动的部位,也常常是这些营力的改造作用能深入岩体内部的重要通道,往往发展为重要的控制面。
总之,对岩体的结构特征的研究,是分析评价区域稳定性和岩体稳定性的重要依据。
结构面的成因分类:原生结构面、构造结构面及浅表生结构面结构面的工程地质分级:断层型或充填型结构面、裂隙型或非充填型结构面、断续延伸的非贯通型岩体结构面,它们分别对应于I级、U级、川级结构面岩体结构分类: 按建造特征可将岩体划分为块体状(或整体状)结构、块状结构、层状结构、碎块状结构和散体状结构等类型。
按岩体的改变程度可划分为完整的、块裂化或板裂化,碎裂化、散体化的等四个等级。
第二章地壳岩体的天然应力状态地壳岩体内的天然应力状态,是指未经人为扰动的,主要是在重力场和构造应力场的综合作用下,有时也在岩体的物理、化学变化及岩浆侵入等的作用下所形成的应力状态,常称为天然应力或初始应力。
研究岩体天然应力状态的意义:(1)岩体天然应力状态或地应力场是工程岩体存在的基本环境条件之一。
工程地质分析原理-名词解释
工程地质条件:与工程建筑有关的地质条件的总称。
包括岩土体工程性质、地质构造、地形地貌、水文地质特征、自然地质现象、工程动力地质作用和天然建筑材料等七方面。
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(稳定和安全)。
因工程建筑结构类型、受力特点和工作方式不同,存在各种工程地质问题。
工程地质分析的基本研究方法:1.自然历史分析法2.力学分析法3.模型模拟试验法4.工程地质类比法断层分类:走滑断层、逆断层、正断层,按断裂的主次关系划分为主断层、分支断层和次断层野外识别:走滑断层:1地表出露线平直,断层倾角较陡。
2断层面两侧相对的水平运动,相对的垂直升降很小。
3河流最易于沿这种断层发育,水工建筑物也就最易于受到这种活断层的威胁。
走滑断层:位移方向与断层走向相同或相近的大型平移断层活断层:一般理解为目前还在持续活动的断层,或在历史时期或近期地质时期活动过、极可能在不远的将来重新活动的断层。
活动断层的活动特性:蠕滑:持续不断缓慢蠕动的称为蠕滑或稳滑 ;粘滑:间断地、周期性突然错断的为粘滑,粘滑常伴有地震,是活断层的主要活动方式。
各类活断层在我国的分布1.分布于我国西部的多个NWW—NW向的长大弧形断裂,主要为逆走滑—走滑断层,其走滑速率由南而北有所减小。
2.活动逆冲断裂也主要分布于我国西部分、3.现代活动正断层主要分布于我国东部。
活断层区规划设计建筑物的原则(1)有低级别的活断层的场地优于有高级别的; 有活动时期老的断层的场地优于有活动时期新的; 有全新世(10000 a)内无活动的断层的场地优于有全新世内有活动的断层的场地等。
(2)尽可能避开主断层带;(3)如为逆断层或正断层类型,尽可能避开有强烈地表变形和分支、次生断裂发育的断层上盘(逆断层的上升盘、正断层下降盘)。
如有较大的正、逆断层,场地往往需要选在距主断面数千米之外。
地震:接近地球表面的岩层中弹性波传播所引起的震动称为地震。
震级:衡量地震本身大小的尺度烈度:衡量震动强烈程度的尺度基本烈度:一个地区今后一定时期内在一般场地条件下可能普遍遭受到的最大地震烈度。
工程地质分析原理
1、工程地质学:研究工活动与地质环境相互作用的一门学科。
2、工程地质条件:定义:工程建筑物所在地区地质环境各项因素的总和。
包括:1、岩石和土的性质2、地质构造3、地貌4、水文地质条件5、自然地质现象6、天然建筑材料。
3、工程地质问题:已有的工程地质条件在工程建筑和运行期间会产生一些新的变化和发展,构成威胁影响工程建筑安全的地质问题。
4、自然历史分析法:就是运用地质学理论查明工程地质条件和地质现象的空间分布,分析研究其产生过程和发展趋势,进行定性的判断,它是工程地质研究的基本方法,也是其他研究方法的基础。
5、数学力学分析法:6、工程地质分析法:7、模拟实验法:在难以直接拿研究对象做实验时,按照研究对象的形状、一定的比例大小、某些条件等所做的模型来做实验,得出研究对象的一些相近的特征。
8、工程地质研究的对象:支撑人类工程活动的地质体。
9、工程地质的主要任务:1、评价工程地质条件,阐明建筑工程兴建和运行的有利和不利因素,选定建筑场地和适宜的建筑型式,保证规划、设计、施工、使用、维修顺利进行;2、论证和预测有关工程地质问题发生的可能性、发生的规模和发展趋势;3、提出改善、防治或利用有关工程地质条件的措施、加固岩土体和防治地下水的方案;4、研究岩体、土体分类和分区及区域性特点;5、研究人类工程活动与地质环境之间的相互作用与影响。
11、工程地质学研究的内容:1、岩土体工程性质的研究2、工程动力地质作用的研究3、工程地质勘查理论以及技术方法4、区域工程地质研究5、环境工程地质12、工程地质研究的方法:地质分析法、力学分析法、工程类比法和实验法等;地质分析法的优点:14、现代工程地质学的发展方向:以动态观点及非线性动力学理论和方法来探索地质环境演化;从不同空间尺度研究地球环境演化;环境变化的时间效应成为环境地质研究中的一个十分重要的方向;地质灾害防治与环境保护问题已成为环境地学研究领域内的重点问题;正在深入探索环境地质学的科学基础:水-岩相互作用;可持续发展理念对环境地质学的研究工作提出了新的要求;现代新技术应用于工程地质学。
工程地质分析原理
斜坡变形与破坏:贯通性破坏面形成前,斜坡部分变形和局部破裂,破坏是斜坡体中已形成贯通性破坏面时的变动。
屈服强度和长期强度:岩体弹性变形到塑性变形临界应力即屈服强度,岩体进入不稳定破坏阶段应力即长期强度。
烈度:地震时一定地点的地面震动强度,该范围内的平均水平。
震级:距震中100km的标准地震仪所记录的以微米表示的最大振幅A的对数。
滑坡:斜坡体沿贯通的剪切破坏面发生的以水平位移为主的滑移现象。
崩塌:斜坡体呗陡倾拉裂面破坏,脱离母体,产生翻滚,跳跃,坠落,以垂直运动为主的快速位移。
粘滑断层和蠕滑断层:以地震方式产生间歇性突然滑动的断层,沿层面两侧连续缓慢滑动的断层。
工程地质问题工程地质条件:人类活动与地质环境相互作用,对建筑物和地质环境造成危害的问题,条件是工程活动的地质环境,岩土类型及工程性质,地质构造,地形地貌,水文,工程动力地质作用,天然建筑材料。
岩体质量:依据表征岩体自身特征的指标,对岩体优劣性进行划分方法,RMR Q Z .岩体结构:岩体内不同类型结构面及其空间发育分布,组合切割的总体特征。
主应力分异和应力集中:自由临空面附近岩体在应力重分布下,产生最大主应力和最小主应力在方位,大小上的显著变化。
常将最大主应力或者最小主应力在临空面附近增大或减小称为应力集中。
卸荷:岩体开挖导致其内积存的弹性应变能不断释放,产生向临空面方向回弹膨胀的现象。
松弛:在变形恒定的情况下岩体内应力随时间增加不断降低的现象。
软弱夹层:岩体中在岩性上比上下岩层显著软弱而且单层厚度也比上下岩层明显较小的岩层泥化夹层:是指含泥质的原生软弱夹层经一系列地质作用演化而成的软弱面或软弱带,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。
席状裂隙:在出露于地表的侵入岩体内,广泛发育的一种近水平平行分布的区域性裂隙。
通过上部较密,向下逐渐变稀疏,其形成与区域性剥蚀卸荷有关。
隆爆:是地表岩体的一种类构造现象,形式上表现为细长的隆褶或类似于低角度逆断层的断隆,一般高度较小,而延伸长度较大。
工程地质学原理
四、岩土工程及其特点
人们以地壳的岩土体为对象而进行的一切利用 、整治和改造活动等都称为岩土工程。如建筑工程 、水利工程、道路与交通工程、采矿工程、场道工 程、军事与人防工程、能源工程等都属于岩土工程 的范畴。工程地质学、水文地质学、地质力学、土 力学、岩体力学等构成了岩土工程的理论基础。综 上所述,岩土工程主要具有涉及范围广、综合性强 、实践性强等特点。
1981年11月29日陇海铁路宝天段葡萄园附近的滑坡,滑动土石 体600万立方米,200多米的铁路被掩埋、渭河被阻断,造成铁路多 日停运,给国家造成极大的经济损失;
1964年6月16日发生在日本新泻的地震,震级7.5级,约2890余 幢房屋因地基液化失效而破坏(地基处理方案不合理);
1976年7月28日3时42分,发生于我国唐山的大地震,震级7.8 级,倒塌房屋656138间,死亡242769人,由于动荷载作用下的地基 液化造成的房屋倒塌不在少数,其中原唐山矿冶学院的图书楼因地 基土液化下陷了一层半(地基处理方案不合理)。
5
我国四川自贡在1954年和1965年两次发生陷落地震; 我国山西大范围煤矿开采给公路的安全营运和新线路的建设均造成极大的问题; 墨西哥的墨西哥城(1910~1981年的70年间最大下沉量达890cm)、我国的上海( 1921~1965年的41年间市区平均下沉量300cm)、西安、大同等城市均因地下水的大量 开采而造成了地面的大面积下沉,日本全国地面沉降区域达8450km2,80年代以来还在 继续扩大; 根据世界环境卫生组织报告,目前已知的天然和人工合成的化学物质有400万种以 上,其中有商业价值的6万余种化学物质在生产、运输、使用、废弃等过程中进入大气 、水、土壤,最后进入食物链; 在美国,城市每天平均排放的废弃物达640万吨,足足可以覆盖1.6km2的土地达3m 厚; 1981年,我国排放的废弃物达4.3亿吨,给人们的生活环境造成了极大的污染,遭受 酸雨影响的农田面积达960万亩; 1988年黄浦江全年黑臭期达到历史的最高纪录229天; 我国台湾基隆河畔某地因修筑高速公路,在河岸旁的山腰处进行开挖,切断了层状 岩体,导致该地于1974年9月发生滑坡,破坏了周围的村庄、道路,阻断了河流。 上述种种都将使工程建筑活动变得复杂而多变,因而在工程建设项目的规划、设计 和施工中都必须考虑与之有关的一切工程地质问题。
工程地质分析原理--绪论
与地下渗流有关的工程地质问题包括岩溶渗漏分
析和渗透变形分析两部分,前者以保证水工建筑正常
工作为目的,后者主要讨论渗流作用下土体的稳定性。
与侵蚀淤积有关的工程地质问题,包括河流侵蚀
淤积和海湖边岸磨蚀堆积规律及人为工程活动对它们
的影响两章,前者对改造河流,后者对开发海洋都有
重要意义。
❖ 工程活动与地质环境之间的相互制约:
如在岩土体稳定差的地区修建水库,造价高,另一方面 水库的修建使近坝、库岸的岸坡的稳定性降低,尤其是 水位骤然升降经常引起岸坡失稳,蓄水引起水库诱发地 震等等。
研究人类工程活动与地质环境之间 的相互制约并保证这种制约关系向 良性方向发展的科学称之为
工程地质学
➢工程地质学的学科性质和基本任务
③地质条件不具备而使工程造价提高:如沿海三角 洲地区城市修建高层建筑,往往由于软基需要深基坑 或桩基或筏式地基而增加造价,高烈度地区建造巨型 电站因考虑高烈度而使造价大幅度提高。
❖ 人类工程活动又会以各种方式影响地质环境,即人类 工程活动对地质环境的制约:
人类工程活动对地表的改造已达到不可忽视的程度, 到目前为止人类活动已涉及到地表80%的地区。如在 上游修建梯级电站,改变河流的地质作用,大规模的 砍伐森林造成荒漠化,道路修建中不合理削坡使坡体 稳定性降低,水库蓄水导致水库诱发地震等等。
研究工程活动与地质环境相互制约的主要形式—即 工程地质问题。分析这些问题产生的地质条件、力学机 制及其发展演化规律,以便正确评价和有效防治其不良 影响是工程地质学另一专门分支工程地质分析的基本任 务。
查明工程地质条件并研究查明工程地质条件的方法 和手段是工程地质勘查的基本任务 上述三个专门分支学科是工程地质学的理论基础。 本课程重点介绍工程地1 人类活动与地质环境
工程地质分析原理
工程地质分析原理工程地质分析是指对地质条件进行系统性的研究和分析,以评价工程建设中可能遇到的地质问题,并提出相应的工程地质措施。
工程地质分析原理是指在进行工程地质分析时所遵循的基本原则和方法。
下面将从地质调查、地质勘探、地质资料分析等方面,介绍工程地质分析的原理。
地质调查是工程地质分析的第一步,它是通过对地质条件的实地观察和资料搜集,来了解工程区域的地质情况。
在进行地质调查时,需要充分考虑地质构造、地层岩性、地下水情况、地震活动性等因素,以便全面了解工程区域的地质特征。
同时,还需要对地质灾害、地下水涌出、地震等可能影响工程安全的因素进行评估,为后续的工程地质分析提供可靠的数据基础。
地质勘探是工程地质分析的重要手段,它是通过采用地球物理探测、钻探等技术手段,获取地下地质信息。
在进行地质勘探时,需要根据工程的具体要求,选择合适的勘探方法和技术手段,以获取准确、全面的地质资料。
地质勘探的结果将为工程地质分析提供重要的依据,有助于评价地下地质条件,识别地质隐患,为工程设计和施工提供科学依据。
地质资料分析是工程地质分析的核心内容,它是指通过对已有的地质调查、地质勘探等资料进行综合分析,以揭示地下地质条件和可能存在的问题。
在进行地质资料分析时,需要结合地质勘探结果,综合考虑地质构造、地层岩性、地下水情况等因素,对地质条件进行全面评价。
同时,还需要对可能存在的地质灾害、地下水涌出、地震等风险因素进行分析,为工程设计和施工提供科学依据。
除了以上所述的内容外,工程地质分析还需要考虑工程的特殊要求,如地下工程、水利工程、交通工程等的地质特点和地质问题。
在进行工程地质分析时,需要根据工程的具体情况,综合考虑地质条件和工程要求,提出相应的工程地质措施,以保障工程的安全和可靠性。
综上所述,工程地质分析原理是指在进行工程地质分析时所遵循的基本原则和方法。
通过地质调查、地质勘探、地质资料分析等手段,全面了解工程区域的地质条件,评价地下地质风险,提出相应的工程地质措施,为工程设计和施工提供科学依据,保障工程的安全和可靠性。
工程地质原理与分析方法(全)
1、简述人类工程活动与地质环境的相互关系人类工程活动都是在一定的地质环境中进行的,两者之间必然产生特定方式的相互关联和相互制约。
这种相互的关联与制约,始终是客观存在的。
一方面,地质环境制约着人类工程活动;另一方面,人类工程活动又会以各种方式影响着地质环境地质环境制约着人类工程活动:①影响工程活动的安全活动断层和强烈地震区②影响工程建筑物的稳定性和正常使用不良地基处理不当、岩溶地区水库的防渗等③由于某些地质条件不具备而使工程造价提高场址选择不当、建筑材料选择不当(建筑形式与材料)人类工程活动影响地质环境:人类活动进入工业革命以来,已成为巨大的不容忽视的地质营力,它所产生的后果不但等同于外动力地质作用,而且无论是强度还是速度都远远超过地质作用。
大量抽取地下水、修建水库蓄水、工程开挖等等3、工程地质条件包括岩石和土的性质,地质构造,地貌,水文地质条件,自然地质现象和天然建筑材料等方面4、人类工程活动中可能遇到的主要工程地质问题主要工程地质问题有:区域稳定问题、岩体稳定问题、与地下渗流有关的问题以及与侵蚀淤积有关的工程地质问题。
5、岩体的概念、结构面的概念岩体通常指地质体中与工程建设有关的那一部分岩石,它处于一定的应力状态,被各种结构面所分割。
结构面是指岩体中具有一定方向,力学强度相对较低,两项延伸的地质界面。
6、高弯度河流沉积相模式岩体的主要工程地质特征这是一种河床坡降缓、弯曲大、水流较深,流态较稳定并以单向环流为其主要特征的河流沉积模式,这类模式岩体的主要工程特征如下:(1)岩体具有层状或者软硬相间互层状结构特征。
(2)砂岩体抗风化性能弱,强度具明显自下而上的递变规律。
7、辫状河流沉积相模式岩体的主要工程地质特征这是一种坡度陡,河床不稳定,弯度小,水浅,流态不稳定,具有复杂环流的河流沉积模式。
这类相模式岩体主要工程地质特征如下:(1)岩体具有层状或者块状结构特征(2)砂岩体具有较高的抗风化能力和强度8、工程地质将岩体结构特征作为重要研究对象的意义1)岩体中的结构面是岩体力学强度相对薄弱的部位,它导致岩体力学性能的不连续性、不均一性和各向异性。
工程地质分析原理
工程地质分析原理工程地质分析原理绪论1.地质环境对人类工程活动的制约:人类工程活动都是在一定地质环境中进行的,两者之间必然产生特定的相互关联和相互制约。
地质环境对人类工程活动的制约主要表现在三个方面,即:①影响工程活动的安全。
②影响工程建筑物的稳定性和正常使用。
③由于某些地质条件不具备而使工程造价提高。
地质环境影响工程造价可以通过两种不同方式:1)建筑场地选择不当;2)不能提供充分天然建筑材料;2.人类工程活动又会以各种方式影响地质环境:1)大量抽汲地下水或其它地下流体,降低了土体中的空隙液压,引起了大范围的地面沉降,使得沉降区内已有建筑物的正常工作条件受到严重影响。
2)修建高坝大水库,大区域的水文动态和水文地质条件因之而改变,往往引起区域性的坍岸或浸没。
3.工程地质学的分科及其基本任务:工程地质学是研究人类工程活动与地质环境之间的相互制约关系,以便合理开发和有效保护地质环境,防治可能发生的地质灾害,是工程地质学的基本任务。
工程地质分析是地质学的一个分支学科,其基本任务是分析工程地质问题产生的地质条件、力学机制及其发展演化规律,以便正确评价和有效防治它们的不良影响,是工程地质分析的基本任务。
工程地质学的特点是始终与工程实践紧密联系。
4.工程地质学的研究对象:工程地质学的上述任务,必须要求对工程活动的地质环境——或称工程地质条件,进行深入研究.工程地质条件包括地层岩性、地质构造、地貌、水文地质条件、岩土体的工程性质、自然地质现象和天然建筑材料等方面。
主要的工程地质问题有:区域稳定性问题、岩(土)体稳定问题、与地下渗流相关的问题以及与侵蚀淤积有关的工程地质问题等4个方面。
第一章岩体:通常指地质体中与工程建设有关的那一部分岩石,它处于一定的应力状态、被各种结构面所分割。
岩体具有一定的结构特征,它由岩体中含有的不同类型的结构面及其在空间的分布和组合状况所确定。
结构面:是指岩体中具有一定方向、力学强度相对较低、两向延伸(或具有一定厚度)的地质界面(或带)。
工程地质分析原理
工程地质分析原理
工程地质学是一门涵盖岩石力学、岩土工程、岩土工程力学、振动力学、地质灾害学等诸多领域的交叉性学科,其特征是地质与工程的结合。
它既涉及岩土的地质状况的调查与分析,也涉及以地质条件及工程设计的有效融合。
工程地质分析是一门学科,旨在分析和了解地质因素对工程的影响,以便能够提供准确的工程地质参数,并从而确定有效的工程施工与操作方法。
工程地质分析包括以下几个原理:
1.岩土工程力学原理:岩土是一种特殊的材料,由于岩土材料的特殊程度不同,所有的工程建设都会受到该材料性质的影响,因此工程地质分析的首要手段就是把地质条件变换成有限条件的岩土力学模型,从而用它来研究岩土破碎的物理机理,以及地质系统内的物理属性,以此来实现岩土工程力学原理的理解。
2.岩石力学原理:岩石力学是工程地质分析的重要内容,也是建造大型工程必备的重要理论基础,即研究岩石在固定位置受外力作用
时的性能参数,包括物质性质、结构特征、断裂构造等方面,从而能为岩石施工的后续操作、岩土的测量提供准确的参数。
3.地质灾害学原理:地质灾害会影响到工程的施工和使用状况,而地质灾害预测和防御则成为工程地质分析中的重要部分。
工程地质分析针对地质灾害的原理,它们通过检测以及测量以预测地质灾害的发生和发展规律,以便采取和制定有效的防御对策;也会采用地质遥感技术来辨识出地质灾害的空间分布特征及其发展趋势,同时,也会使用模拟技术建立灾害模型,以便进一步提出有效的灾害防治措施。
工程地质分析原理
对岩石进行化学和物理测试, 识别岩层的性质和稳定性。
地下水分析与监测
测量地下水位、水质和流量, 评估对工程的潜在影响。
地质灾害与灾变机理研究
1
滑坡与泥石流
探索地质灾害背后的原因,分析其形
地震与地面沉降
2
成机理和风险预测技术。
研究地震引起的地面变形和岩土体沉
降现象,为抗震设计提供依据。
3
岩层变形与瓦斯爆炸
利用GPS技术获取精确的地理位置数据,有助于确定地质勘测点位和测量线路。
岩土工程力学基础
1 应力与应变
研究岩土体材料在受力 下的变形和破坏规律, 为工程力学分析提供基 础。
2 土体压缩性与固结
现象
分析土壤在荷载作用下 的压缩性和水分流动行 为,对工程建设具有重 要影响。
3 岩土体的强度特性
研究岩土体的抗剪强度、 拉伸强度和压缩强度等 力学性能,为工程设计 提供依据。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
岩土中水文地质环境分析
地下水循环与补给
通过地下水埋藏深度和水位变化研究水文地质现象与水资源补给。
水文地质阻尼与过滤
评估地下水与岩土体之间的过滤作用和渗流规律。
水文地质工程应用
应用水文地质知识评估工程可行性,为水资源开发提供科学依据。
岩土物理力学参数测定
1
密度与孔隙比
通过实验测量岩土体的密度与孔隙比,
弹性参数
2
了解其物理性质和水分表现。
通过试验和模型计算,确定岩土体的
弹性模量和泊松比等重要参数。
3
渗透率
使用渗透仪器测量土壤和岩石的渗透 性,了解地下水流动规律。
岩土介质性质分析与评价
土壤类型鉴定
岩石分类与勘探
工程地质分析原理1
⼯程地质分析原理1绪论⼀、⼯程地质的基本任务⼈类⼯程活动地质环境的相互作⽤研究对象:⼯程地质条件⼯程活动的地质环境⼯程地质学的基本任务:研究⼈类⼯程活动与地质环境(⼯程地质条件)之间的相互作⽤,以便正确评价、合理利⽤、有效改造和完善保护地质环境。
⼆、⼯程地质分析的基本⽅法研究对象:⼯程地质问题:即:⼈类⼯程活动与地质环境相互制约的主要形式。
例:区域稳定问题岩⼟体稳定问题围岩稳定问题地基稳定问题边坡稳定问题变形程度时间效应研究内容:⼯程地质问题产⽣的地质条件、形成机制、发展演化趋势研究⽅法:地质分析、地质模拟分析、试验分析、⼒学分析第⼀章地壳岩体结构的⼯程地质分析1.1 基本概念岩体:指与⼯程建设有关的那⼀部分地质体。
它处于⼀定的地质环境中,被各种结构⾯所分割。
注意:与岩⽯、岩块的区别。
结构⾯:岩体中具有⼀定⽅向、⼒学强度相对(上下岩层)相对较低⽽延伸(或具⼀定厚度)的地质界⾯。
结构体:由结构⾯分割、围成的岩⽯块体(相对完整)。
岩体结构:由岩体中含有的不同结构⾯和结构体在空间的排列分布和组合状态所决定。
(8类)。
为什么要研究岩体结构。
a. 结构⾯是岩体中⼒学强度相对较薄弱的部位,导致岩体的不连续性、不均⼀性和各⾯异性。
b. 岩体结构特征对岩体的变形、破坏⽅式和强度特征起重要的控制作⽤。
c. 在地表的岩体,其结构特征在很⼤程度上决定了外营⼒对岩体的改造程程。
风化、地下⽔等。
1.2 岩体结构的主要类型与特征1.2.1 结构⾯的主要类型及其特征从成因⾓度:原⽣结构⾯构造结构⾯表⽣结构⾯:层向错动、泥化夹层、表⽣夹泥1.2.2 岩体结构类型⼀、岩体分类a. 分类⽬的和原则⽬的:对⼯程地质条件优劣不同的岩体进⾏分类,便于深⼊评价岩体的⼯程地质性质和特征,以达到合理利⽤和有效治理的⽬的。
b. 原则①差异性原则:不同类别的岩体的⼯程地质性质有明显的差异。
②适⽤性原则:分类体系便于(⼯程)应⽤。
③分类指标便于测定原则岩体分类的三⼤体系:①以岩⽯材料的⼒学性质指标为基础的分类。
工程地质原理
一.工程地质学的定义是研究人类工程建设活动与自然地质环境相互作用和相互影响的一门地质科学。
它以地学学科的理论为基础,应用数学,力学的知识与成就和工程学科的技术与方法来解决与工程规划,设计,施工和运营有关的地质问题。
工程活动:工程荷载、工程开挖、工程降排水、改变边界条件地质环境:工程地质条件、区域地质条件、构造活动性。
二.与工程建设有关的地质条件之综合,包括:①地形地貌、②地层岩性、③地质构造、④水文地质条件、⑤物理地质现象、⑥天然建筑材料(⑦岩土体物理力学性质、⑧物理地质环境)。
三.工程地质学的基本任务①评价场地的工程地质条件;②预测分析工程地质条件的变化和工程地质问题;③选择最佳场地,提出工程对策(因工程、因问题、因条件、因目的而异);④提出各设计阶段所需的地质资料,服务于工程建设全过程。
四..岩体的工程地质特征:⑴岩体是复杂的地质体①形成过程复杂:地质历史的产物,经历多期构造运动;②组成复杂:岩性、风化状态的多样性;③结构复杂:存在大量各种成因的结构面;④处于复杂的、变化的地质环境中。
⑵岩体的强度主要取决于结构面的强度⑶岩体的变形主要取决结构面的闭合、压缩、张裂和剪切滑移,岩体的破坏形式主要取决结构面的组合形式⑷岩体中存在复杂的天然应力场、温度场和渗流场。
五.结构面的定义:地质历史时期在岩土体中形成的、具有一定方向、延伸长、厚度薄、物理力学性质差的各种地质界面,包括物质分异面、不连续面和软弱夹层。
不同成因的结构面的自然特性、力学性质、工程性质不同。
1. 结构面的成因类型⑴原生结构面。
定义:在成岩过程中形成的地质界面,属物质分异面。
包括: ①沉积结构面;②火成结构面;③变质结构面⑵构造结构面。
定义:在构造应力作用下形成的破裂面或破碎带,属不连续面。
包括: ①断层;②节理、裂隙;③层间错动带;④劈理⑶次生结构面。
定义:在地表条件下,由外动力地质作用所形成的结构面。
包括: ①风化裂隙;②卸荷裂隙。
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《工程地质分析原理》复习资料一、名词解释(6个)【工程地质条件】所谓的工程地质条件,指的是与工程建筑有关的地质条件的总和。
包括地形地貌、岩石与土的类型及其工程地质性质、地质构造、水文地质条件、物理地质作用及天然建筑材料等方面。
【工程地质问题】工程建筑与工程地质条件(地质环境)相互作用、相互制约所引起的、对建筑本身的顺利施工和正常运行,对建筑的安全或对周围环境可能产生影响的地质问题,称为工程地质问题。
【工程地质任务】所谓工程地质任务是研究人类工程活动与地质环境之间的相互制约,以便合理开发和有效保护地质环境,防治可能发生的地质灾害。
【粘滑】活断层出现的间断地、周期性的突然错动现象称为粘滑。
【地震效应】在地震作用影响所及的范围内,于地面出现的各种震害或破坏,称之为地震效应。
【地基效应】地基效应指的是地震使松软土体出现压密下沉、砂土液化、淤泥塑流变形等,从而导致地基失效,使上部建筑物破坏的效应。
【全迹长】裂隙的两个端点在测网上、下界测线位置以内,裂隙的可见迹长称为全迹长。
【半迹长】裂隙的一端延伸出测网的顶、底界外,而另一端在测网内出现,且与中线相交时,裂隙在中测线上的交点与裂隙在洞壁上的端点之间的距离称为裂隙的半迹长。
【截(断)半迹长】裂隙在中测线的交点至裂隙与测网顶、底界交点之间的距离定义为裂隙的截半迹长。
【泥石流】泥石流又称山洪泥流,是发生在山区的一种含有大量泥砂、碎石块的暂时性急水流。
【拱坝】是指一种在平面上向上游弯曲,呈曲线形、能把一部分水平荷载传给两岸的挡水建筑,是一个空间壳体结构。
【重力坝】重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积挡水建筑物,其基本剖面是直角三角形,整体是由若干坝段组成。
【地震烈度】地震烈度是指地震时一定地点的地面震动强度的尺度,是指该地点范围内的平均水平而言。
【潜蚀】当渗流力达到一定值时,土中的某些颗粒就会被渗透水流携带和搬运,这种地下水的侵蚀作用称为潜蚀。
【渗透变形】当渗透力达到一定值时,岩土中一些颗粒、甚至整体就发生移动,从而引起岩土体结构变松,强度变低的变形和破坏现象称为渗透变形。
【扬压力】建筑学术语,指建筑物及其地基内的渗水,对某一水平计算截面的浮托力与渗透压力之和。
╮(╯▽╰)╭名词解释题漏了两个,“天然斜坡”、“人工边坡”二、填空题(15小题,每小题2分)1. 岩体结构是【建造】和【改造】两方面的综合产物。
2. 活断层具有两种基本活动方式,即【粘滑】或【蠕滑(稳滑)】,其主要活动方式为【粘滑】。
3. 逆断层上升盘因离地表较近,因此在活动时更易产生【牵引褶皱】和【弯曲褶皱】等【地面变形】破坏。
4. 斜坡变形表现为【卸荷回弹】和【蠕变】两种主要方式。
5. 斜坡失稳的基本方式为【崩塌】、【滑坡】和【扩离】。
6. 工程地质学基本研究方法有【数学力学分析法】、【自然历史分析法】、【模型模拟实验法】、【工程地质类比法】。
7. 横弯曲、上隆力、横向力8. 斜坡变形破坏的防治原则为【以防为主】、【及时处理】。
9. 随坡脚变陡,坡面附近张力带范围随之【扩大】和【增强】。
10. 岩石坝基的滑动破坏形式分为【表面滑动】、【浅部滑动】、【深部滑动】。
11. 斜坡变形的基本方式为【拉裂】、【蠕滑】和【弯曲倾倒】;滑坡按照滑坡动力学特征可分为【混合式滑坡】、【推动式滑坡】、【牵引式滑坡】以及【平移式滑坡】。
12. 确定中国版图内某一点最大主应力方向的方法为将该点与巴基斯坦的【伊斯兰堡】以及西藏的【察隅】分别连线,交角平分线方向即为该点最大主应力方向。
13. 岩体破坏机制分为【剪切破坏】和【张性破坏】。
14. 岩体工程应用分类一般考虑【岩体结构特征】、【岩体所处环境分析】、【岩体力学特征】等三个指标。
15. 人类工程地质活动中可能遇到的工程地质问题有【区域稳定性问题】、【岩体稳定性问题】、【与地下水渗流有关的工程地质问题】以及【与侵蚀淤积有关的工程地质问题】等四个方面。
16. 纵弯曲、轴向力对应关系如何17. 长期强度是使蠕变类型由【趋稳蠕变】类型转变为【典型蠕变】类型的临界应力。
18. 碎裂结构可细分为【碎裂状结构】、【镶嵌碎裂结构】,这两方面的结构较发育,岩体勘合紧密,间距30—10cm。
19. 管涌定义为坝身或坝基内的【土壤颗粒】被渗流带走的现象。
三、选择题(10小题,每小题1分)1. 岩体质量分类代表性方案。
2. 坡底宽度与坡脚应力状态的关系。
3. 正方形地下硐室的角点曲率半径,其对应的应力集中情况。
4. 我国规定,计算近震(震中距小于1000km)用体波震级M L;计算远震(震中距大于1000km)震级用面波震级Ms。
目前震级以面波震级Ms为标准,近震与远震计算公式转化关系为Ms=1.13M L—1.08。
5. 岩溶发育的基本条件。
6. 糙面摩擦中剪切力量值范围。
7. 岩石变形时间效应介质模型。
8. 土石结构及颗粒成分条件。
9. 地下水运动方式。
10. 地下硐室洞边应力分布图版解释以及理解。
11. 坝基滑移控制面相关内容及图示。
12. 土石渗透变形的水动力条件。
13. 水库诱发地震的条件。
四、判断题1. 水库蓄水与河间断块的渗流关系。
2. 斜坡变形结果导致的斜坡破坏。
3. 地震震动静力分析方法。
4. 地震震动与饱和砂岩(地下埋深)、震动砂土液化等关系。
5. 边坡(坡脚、坡高)与边坡附近应力集中的关系。
6. 牵引式滑动基本概念。
7. 深层岩溶8. 流土产生条件9. 斜坡变形与斜坡破坏概念辨析。
10. 稳定系系数与岩体结构面、裂隙等指标的关系。
11. 地震烈度12. 原位测试技术方法13. 岩体基本破裂单元14. 在同一地震烈度震害区,土层地基破坏与花岗岩基破坏程度的大小关系。
五、简答题(5小题)1. 简述褶皱的不同部位对建筑工程稳定性的不同影响,结合具体工程实际现象分析,并对相关工程地质问题进行评价。
2. 请简述反滤层及反滤作用的基本特征。
反滤层是保护渗流出口的有效措施方法是在水流溢出段分层铺设几层粒径不同的砂砾层,接近被保护层的粒径细,然后依次加大粒径,使溢出水流的剩余水头分层缓慢降低,以保证各层之间的水力梯度接触流工。
反滤层各相邻层间的粒径比,需考虑它的双重功能,一方面要求足够细,以便能阻止被侵蚀的土粒从某孔隙中通过;另一方面要求足够粗,以便能为地下水流提供比被保护层更小的渗流阻力。
3. 简述岩体弹塑性介质发生蠕变的三个阶段,并结合相应模型作解释。
高温下的应变量和时间关系曲线如图所示。
这个曲线也称为蠕变曲线。
可看出,蠕变可以分为三个阶段:第一阶段:蠕变速率(Δε/Δt )随时间而呈下降趋势。
第二阶段:蠕变速率不变,即(Δε/Δt )=常数,这一段是直线。
第三阶段:蠕变速率随时间而上升,随后断裂。
4. 简述滑坡破坏的条件,并指出防治措施和方法。
一是地质条件与地貌条件;二是内外营力(动力)和人为作用的影响。
第一个条件与以下几个方面有关:(1)岩土类型:结构松散,抗剪强度和抗风化能力较低,在水的作用下其性质能发生变化的岩、土,如松散覆盖层、黄土、红粘土、页岩、泥岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等及软硬相间的岩层所构成的斜坡易发生滑坡。
(2)地质构造条件:各种节理、裂滑坡隙、层面、断层发育的斜坡、特别是当平行和垂直斜坡的陡倾角构造面及顺坡缓倾的构造面发育时,最易发生滑坡。
(3)地形地貌条件:一般江、河、湖(水库)、海、沟的斜坡,前缘开阔的山坡、铁路、公路和工程建筑物的边坡等都是易发生滑坡的地貌部位。
坡度大于10度,小于45度,下陡中缓上陡、上部成环状的坡形是产生滑坡的有利地形。
(4)水文地质条件:地下水活动,在滑坡形成中起着主要作用。
它的作用主要表现在:软化岩、土,降低岩、土体的强度,产生动水压力和孔隙水压力,潜蚀岩、土,增大岩、土容重,对透水岩层产生浮托力等。
尤其是对滑面(带)的软化作用和降低强度的作用最突出。
就第二个条件而言,主要的诱发因素有:地震、降雨和融雪、地表水的冲刷、浸泡、河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;不合理的人类工程活动,如开挖坡脚、坡体上部堆载、爆破、水库蓄(泄)水、矿山开采等都可诱发滑坡,还有如海啸、风暴潮、冻融等作用也可诱发滑坡。
滑坡的防治结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件,治理滑坡可以从以下两个大的方面着手[3]①消除和减轻水的危害: 1,水平钻孔疏干;2,垂直孔排水;3,竖井抽水;4,隧洞疏干;5,支撑盲沟。
②改善边坡岩土力学强度: 1,削坡减载; 2,边坡人工加固; 3,预应力锚杆或锚索, 4,固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度;5,SNS边坡柔性防护技术等;6,镶补沟缝。
5. 请简述断层中安德森模式与天然应力状态的关系。
断层形成机制:安德森模式安德森(E.M.Anderson,1951)分析了形成断层的应力状态,认为因地面与空气间无剪应力作用,所以形成断层的三轴应力状态中的一个主应力轴趋于垂直于水平面。
以此为依据提出了形成正断层、逆(冲)断层和平移断层的三种应力状态。
现在一般认为,断层面是一个剪裂面,σ1与两剪裂面的锐角分角线一致,σ3与两剪裂面的钝角分角线一致,σ1所在盘向锐角角顶方向滑动,即断层两盘在垂直σ2的方向上滑动。
6. 请简述点源爆破的分布规律。
爆破地震对建筑物的影响实质上是一种能量的传递与转化过程,这种传递与转化的过程受到爆破地震波能量分布特征的影响。
对于4类钻孔爆破诱发的地震,能量随频率分布比较分散,0~10Hz的低频段能量比例非常少;不同爆源形式的爆破地震能量分布特征存在差别,随着孔径、孔深的增大,爆破地震主振能量频带趋于集中,也更倾向低频方向;地下工程爆破地震小于40Hz的能量比例非常小。
7. 请简述差异性卸荷回弹在颗粒体系中的表现特征。
差异性卸荷回弹造成的破裂一、张性破裂面a. 材料性质不同造成b. 应力历史不同造成颗粒受压变形,后期胶结,胶结物未经压缩,卸荷面导致颗粒与胶结物接触界面上的拉裂。
裂纹之高部受压亦相同。
二、剪切破裂以状岩芯为典型其本质也是差异性卸荷回弹,所不同的是其差异性卸荷回弹是由受限面引起的。
8. 请简述造成坝基岩体不均匀变形的因素和本质特征。
因素:①岩石地基内应力分布的不均匀性;②地基不同地段岩体变形性质的差异也是造成坝体不均匀沉陷的重要原因。
基本特征:①坝体高,荷载强度大的部位变形量大;②坝体高度低,载荷强度小的部位变形量相对较小;③坝体建筑在软硬差别较大的岩层上,在此情况下,易于产生不均匀沉陷;④坝基岩体内张裂隙发育不均匀。
9. 请简述接触碎块转动判据。
10. 请简述地下硐室在选址时应遵循的基本原则。
11. 请简述活动层地区的工程建筑规划原则。
【1】有低级别的活动断层的场地优于有高级别的,有活动时期老的断层的场地优于有活动断层时期新的,在全新世(1100a)内无活动的断层的场地优于有全新世内有活动的断层的场地【2】尽量避开主断层带【3】如果是逆冲断层或是正断层,尽可能避开有强烈地表变形和分支,次生断裂发育的断层上盘。