工程地质课后习题整理

1 绪论1、工程地质学的主要研究任务是什么？2、什么是工程地质条件？3、什么是工程地质问题？4、工程地质学的研究方法有哪些？参考答案1、工程地质学的主要任务是：①阐明建筑地区的工程地质条件，并指出对建筑物有利的和不利的因素；②论证建筑物所存在的工程地质问题，进行定性和定量的评价，作出确切的结论；③选择地质条件优良的建筑场址，并根据场址的地质条件合理配置各个建筑物；④研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响，预测其发展演化趋势，并提出对地质环境合理利用和保护的建议；⑤根据建筑场址的具体地质条件，提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议，以及保证建筑物正常使用所应注意的地质要求；⑥为拟定改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据。

2、工程地质条件指的是工程建筑有关的地质因素的综合。

地质因素包括岩土类型及其工程性质、地质结构、地貌、水文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料等方面。

3、工程地质问题指的是工程地质条件与建筑物之间所存在的矛盾或问题。

4、工程地质学的研究方与它的研究内容相适应的，主要有自然历史分析法、数学力学分析法、模型模拟试验法和工程地质类比法。

四种研究方法各有特点，应互为补充，综合应用。

其中自然历史分析法是最重要和最根本的研究方法，是其它研究方法的基础。

2活断层1、活断层的定义2、活断层的特征及分类3、活断层的识别标志有哪些？4、活断层区的建筑原则有哪些？参考答案1、活断层指目前正在活动着的断层或近期有过活动且不久的将来可能会重新发生活动的断层（即潜在活断层）。

美国原子能委员会（USNRC）：（1）在3.5万年内有过一次或多次活动的断层（2）与其他活动断层有联系的断层（3）沿该断裂发生过蠕动或微震活动2、（1）活断层是深大断裂复活的产物（2）活断层具有继承性和反复性3）活断层按活动方式可以分为地震断层（粘滑型活断层）和蠕变断层（蠕滑型活断层）3、■ 地质方面● 最新沉积物的错断● 活断层带物质结构松散● 伴有地震现象的活断层，地表出现断层陡坎和地裂缝■ 地貌方面● 断崖：活断层两侧往往是截然不同的地貌单元直接相接的部位● 水系：对于走滑型断层（1）一系列的水系河谷向同一方向同步移错（2）主干断裂控制主干河道的走向● 山脊、山谷、阶地和洪积扇错开：走滑型活断层● 近期断块的差异升降运动，可使同一级夷平面分离解体，高程相差较大● 不良地质现象呈线形密集分布■ 水文地质方面● 导水性和透水性较强● 泉水常沿断裂带呈线状分布，植被发育■ 历史资料方面● 古建筑的错断、地面变形● 考古● 地震记载■ 地形变监测资料● 水准测量、三角测量4、● 建筑物场址一般应避开活动断裂带● 线路工程必须跨越活断层时，尽量使其大角度相交，并尽量避开主断层● 必须在活断层地区兴建的建筑物，应尽可能地选择相对稳定地块即““安全岛”，尽量将重大建筑物布置在断层的下盘。

● 在活断层区兴建工程，应采用适当的抗震结构和建筑型式。

3地震1、简述地震震级及烈度的概念及差异。

2、简述地震发生的条件3、地震效应类型4、简述静力分析法的原理5、简述动力分析法的原理6、简述卓越周期的概念7、简述场地工程地质条件对震害的影响8、简述地震区抗震设计原则、措施参考答案1、震级：是衡量地震本身大小的尺度，由地震所释放出来的能量大小所决定。

烈度：地面震动强烈程度，受地震释放的能量大小、震源深度、震中距、震域介质条件的影响。

在工程应用中常有地震基本烈度和设防烈度(设计烈度)之分。

地震基本烈度：一定时间和一定地区范围内一般场地条件下可能遭遇的最大烈度。

——一个地区的平均烈度设防烈度(设计烈度)：是抗震设计所采用的烈度。

是根据建筑物的重要性、经济性等的需要，对基本烈度的调整。

2、(1)介质条件：多发生在坚硬岩石中(2)结构条件：多产生在活断层的一些特定部位:端点、拐点、交汇点等。

(3)构造应力条件：多发生在现代构造运动强烈的部位，应力集中3、地震效应可以分为振动破坏效应、地面破坏效应和斜坡破坏效应4、静力分析法的前提是：1)建筑物是刚体，即建筑物的各部分作为一个整体，具有相同的加速度。

2)建筑物的加速度和地面加速度是相同的。

3)地震作用在建筑物上的惯性力是固定不变的，是由地面振动的最大加速度决定的。

5、动力分析法的前提是：(1)建筑物结构是单质点系的弹性体。

(2)作用于建筑物基底的运动为简谐运动所测得的结构相同的动力反应不仅取决于地面运动的最大加速度，还取决于结构本身的动力特征，最主要的是结构的自振周期和阻尼比。

阻尼比越大，建筑物固有周期与地面振动周期差别越大，越难引起共振。

6、地震波在地层中传播时，经过各种不同性质的界面时，由于多次反射、折射，将出现不同周期的地震波，而土体对于不同的地震波有选择放大的作用，某种岩土体总是对某种周期的波选择放大得突出、明显，这种被选择放大的波的周期即称为该岩土体的卓越周期。

7、(1)岩土类型及性质★软土＞硬土，土体＞基岩★松散沉积物厚度越大，震害越大★土层结构对震害的影响软弱土层埋藏愈浅、厚度愈大，震害愈大。

(2)地质构造离发震断裂越近，震害越大，上盘尤重于下盘。

(3)地形地貌突出、孤立地形震害较低洼、沟谷平坦地区震害大(4)水文地质条件地下水埋深越小，震害越大。

8、(1)场地选择原则1)避开活断层2)尽可能避开具有强烈振动效应和地面效应的地段3)避开不稳定斜坡地段4)尽可能避开孤立地区、地下水埋深浅的地区(2)抗震措施(持力层和基础方案的选择)1)基础砌置在坚硬土层上2)砌置深度应大一些，以防发震时倾斜3)不宜使建筑物跨越性质不明的土层上4)建筑物结构设计要加强整体强度，提供抗震性能。

4砂土地震液化工程地质研究1、砂土液化的定义2、简述影响砂土液化的因素参考答案1、砂土液化：饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下，受到强烈振动而丧失抗剪强度，使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作用或现象。

2、1)土的类型及性质★粒度：粉、细砂土最易液化。

★密实度：松砂极易液化，密砂不易液化。

★成因及年代多为冲积成因的粉细砂土，如滨海平原、河口三角洲等。

沉积年代较新：结构松散、含水量丰富、地下水位浅2)饱和砂土的埋藏分布条件★砂层上覆非液化土层愈厚，液化可能性愈小。

★地下水位埋深愈大，愈不易液化。

3)地震活动的强度及历时地震愈强，历时愈长，则愈引起砂土液化，而且波及范围愈广。

第五章岩石风化工程地质研究强化练习1、岩石风化的类型2、风化壳的概念3、影响岩石风化的因素？4、岩石风化的分带标志参考答案1、岩石风化的类型有物理风化、化学风化和生物风化。

2、风化壳：遭受风化的岩石圈表层。

3、(1)气候因素■ 温度● 温差大、冷热变化频率快：有利于物理风化● 温度高：有利于化学风化■ 降雨(湿度)● 降雨量大：有利于化学及生物风化(2)岩性■ 矿物成分：抗风化能力● 氧化物>硅酸盐>碳酸盐和硫化物● 最稳定的造岩矿物：石英● 岩浆岩：酸性岩>中性岩>基性岩>超基性岩● 变质岩：浅变质岩>中等变质岩>深变质岩● 沉积岩：抗风化能力>岩浆岩、变质岩■ 化学成分：● 活动性强的元素：K、Na等● 活动性弱的元素：Fe、Al、Si等● 同一种元素，所组成的化合物不同，岩石的抗风化能力也不同■ 结构特点● 单一矿物组成的岩石抗风化能力较强：单矿岩>复矿岩● 矿物成分相同：等粒结构>不等粒结构● 单粒结构岩石抗风化能力较强● Si质胶结>Ca质胶结>泥质胶结(3)地质结构：断层、层面、节理、沉积间断面、侵入岩与围岩接触面等● 断层带(裂隙密集带)：囊状风化● 层理面：差异风化—崩塌等● 节理、裂缝面：球形风化(4)地形■ 高度● 海拔高地区：以物理风化为主● 海拔低地区：化学风化速度较快■ 坡度● 陡坡地段：风化速度较大，风化壳较薄● 缓坡地段：风化速度较慢，风化壳较厚(5)其它因素■ 地壳运动● 强烈上升期：风化速度快，风化壳厚度不大● 稳定期：风化彻底，风化壳厚度大■ 人类活动● 人工开挖基坑、边坡、隧洞、砍伐森林等4、(1)颜色● 风化岩石在外观上表现出颜色的差异(2)破碎程度：风化程度越深，原岩破碎程度愈大● 从深部完整新鲜岩石至地表：岩块→块石→碎石→砂粒→粉粘粒● 总体上：上部以粉粘粒为主，夹砂粒、碎石；下部以块石、碎石为主，裂缝中夹粉粘粒、砂粒(3)矿物成分变化：不同风化带、矿物组合特点不同● 剧风化带：除石英外，大部分矿物已经变异，形成稳定的矿物，如粘土矿物● 弱、微风化带：矿物变异主要发生在块石裂缝周围，形成薄膜(4)水理性质及物理力学性质的变化由上至下：● 孔隙性、压缩性由大变小● 吸水性由强→弱● 波速由小→大●强度由低→高第六章斜坡变形破坏工程地质研究强化练习1、简述斜坡中重分布应力的特点2、影响斜坡应力分布的因素有哪些？3、斜坡变形破坏的形式4、崩塌的形成条件5、滑坡的形态要素6、滑坡的识别方法及标志7、按动力学特征滑坡的分类方案8、影响斜坡稳定性的因素9、刚体极限平衡法的基本原理10、安全系数的概念11、摩擦锥的概念12、滑坡变形破坏的防治措施参考答案1、(1) 斜坡周围主应力迹线发生明显偏转(2) 在临空面附近造成应力集中,但在坡脚区和坡顶及坡肩附近情况有所不同：①坡脚附近形成最大剪应力增高带，往往产生与坡面或坡底面平行的压致拉裂面。

②在坡顶面和坡面的某些部位形成张力带,易形成与坡面平行的拉裂面。

(3)坡体内最大剪应力迹线由原来的直线变成近似圆弧线,弧的下凹方向朝着临空方向。

(4)坡面处由于侧向压力趋于零,实际上处于两向受力状态,而向坡内逐渐变为三向受力状态。

2、(1) 岩体初始应力的影响水平剩余应力的大小使坡体中主应力迹线的分布形式有所不同，明显改变了各应力值的大小，使应力分异现象加剧,尤其对坡脚应力集中带和张力带的影响最大。

(2) 坡形的影响①坡高：坡高不改变应力等值线图象，但应力值随坡高↑ 而线性↑ 。

②坡角：坡角变化明显改变了应力分布图象。

随坡角变陡，张力带的范围有所扩大，坡脚应力集中带最大剪应力值也随之增高。

③坡底宽度：当W<0.8H时,坡脚最大剪应力随底宽而急剧。

当W>0.8H时，则保持为一常值（称为“残余坡角应力”）④坡面形态：平面上的凹形坡，应力集中明显减缓。

(3)斜坡岩土体特性和结构特征的影响：①岩土体的变形模量对均质坡体的应力分布无明显影响②泊松比(可改变主应力和剪应力的分布,引起张力带变化。

随着(增大，坡面和坡顶的张力带逐渐扩展，而在坡底则反之，(增大时，张力带收缩。

③结构面的产状、性质的差别，使斜坡中的应力分布出现了不连续性，在不连续面或软弱面的周边形成应力集中带或发生应力滞。