工程动力地质学课后复习思考题

工程动力地质学课后复习思考题第0章：绪论⏹ 1 工程地质学：⏹研究人类工程活动及其各类建筑物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。

⏹ 2 工程地质学的学科性质和基本任务工程地质学是研究人类工程活动及其各类建筑物与地质环境之间的相互制约关系，以便科学评价、合理利用、有效改造和妥善保护地质环境的科学；是地质学与工程学的边缘学科，是地质学的一个分支。

⏹ 3 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形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件、岩土体的工程性质、物理地质现象和天然建筑材料等方面。

•第一章• 1.岩体的结构有哪些类型？块度界限如何？•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。

•块体状结构：代表岩性均一，无软弱面的岩体，含有的原生结构面具有较强的结合力，间距大于1m。

•块体结构：结构面间距1～0.5m。

成岩裂隙较发育的厚层砂岩或泥岩，槽状冲刷面发育的河流相砂岩体等沉积岩，原生节理发育的火山岩体等。

层状结构：可进一步分为层状（软弱面间距50～30cm），薄层状（间距小于30cm）。

碎块状结构：代表含有多组密集结构面的岩体，岩体被分割成碎块状，以某些动力变质岩为典型。

小于20cm散体状结构，块度小于20cm2.原生结构面由哪些结构面构成沉积结构面：层理，层面，软弱夹层，不整合面，原假整合面，古冲刷面等。

生火成结构面：侵入体与围岩接结触面，岩脉、岩墙接触面，喷出岩构的流线、流面，冷凝节理面变质结构面：片理，片麻理，千枚理，板劈理，片岩软弱夹层。

第二章地壳岩体的天然应力状态1 岩体应力的一些基本概念地壳岩体内的天然应力状态：是指未经人为扰动的的应力状态。

⏹⑵构造应力构造应力：岩石圈运动在岩体内形成的应力称为构造应力。

构造应力又可称为活动构造应力和剩余构造应力。

活动构造应力；即狭义的地应力，是地壳内现在正在积累的能够导致岩石变形和破裂的应力。

⏹剩余的构造应力是古构造运动残留下来的应力。

2 岩体天然应力状态类型的三种观点3 地壳岩体的天然应力状态的研究意义4 影响天然应力状态的主要因素5 影响岩体天然应力状态的主要因素及其作用6影响岩体天然应力状态的主要因素7应力集中系数：通常将最大主应力（或剪应力）在临空面附近增大（或减少）的现象称为应力集中，而将变化后的主应力与初始应力之比称为应力集中系数。

8为什么地壳中大多数地点天然应力的垂直应力不能用水下应力公式计算？9平均水平应力的分布的三种类型10地表高应力区及其地质地貌标志11目前岩体应力测量主要方法有哪些？岩体应力测量得解除法与应力恢复法的主要区别是什么?第三章复习思考题1概念•变形：岩体承受应力，就会在体积、形状或宏观连续性上发生变化。

宏观连续性无明显变化者称为变形。

（deformation )。

•破坏：如果宏观连续性发生了显著变化的称为破坏（failure)。

•岩体变形破坏的方式与过程既取决于岩体的岩性、结构，也与所承受的应力状态及其变化有关。

•岩体由弹性变形阶段进入塑性变形阶段的临界应力称为岩体的屈服强度。

•为长期强度：岩体进入不稳定破裂扩展阶段的临界应力称为长期强度。

•残余强度：岩体遭受最终破坏以后仍然保存有一定的强度，称为残余强度。

•裂隙的非稳定扩展：指应力不增加，裂隙仍然继续扩展。

•2.试分析空隙水压力岩体结构面抗剪强度减低的原理结构面上有空隙水空隙水压力的作用使整个莫尔圆向左侧移动，结构面面上有效正应力（σs ）降低，等于总正应力（σ）减去空隙水压力（pw），即：•σs＝σ－pw•由于空隙水压力垂直作用于结构面，因此它对剪应力不发生影响，即：•τs＝τ这样，干燥岩体AB平面上的抗剪强度：S＝σtg φ＋c而含空隙水时，AB平面上的抗剪强度：S＝（σ－pw )tg φ+c上述关系表明，由于空隙水压力的作用，岩体强度降低了pw tg φ，结构面也将因此而张开，引起岩体变形。

一旦因空隙水压力增大使结构面的抗剪强度降至与剪应力相等时（s= τ），则将引起岩体结构面抗剪强度减低甚至破坏。

3.岩体破坏类型分哪几种？4.岩体变形破坏形式与受力状态的关系岩石的三轴实验表明，岩石破坏形式与围压的大小有明显的关系。

（1）当在负围压及低围压条件下岩石表现为拉破坏；（2）随着围压增高将转化为剪破坏；（3）当围压升高到一定值以后，表现为塑性破坏。

5.岩体破坏形式与岩体结构特征关系在低围压条件下岩石的三轴试验表明：（1）在相同的应力状态下完整块体状坚硬岩石表现为张性破坏，通常释放出高的弹性应变能；（2）含有软弱结构面的块状岩体，当结构面与最大主应力之间角度合适时，则表现为沿结构面剪切滑动破坏；（3）碎裂状岩体的破坏方式介于二者之间；（4）碎块状或散体状岩体，表现为塑性破坏。

6.阐述岩体在动荷载下的破坏效应1. 触发效应触发效应可表现为两方面：(1) 应力波(如地震或爆破引起的震动)的介入则有可能促进结构面发生破裂。

如岩体稳定性已接近临界状态，或某一控制画已近于贯通，由于震动可使岩体突然受荷而丧失稳定，导致破坏突然发生，这种现象在斜坡岩体的变形破坏中尤为突出(参见图9一15)。

(2)某些对震动特别敏感的岩体或土体，如饱水的碎裂岩体、松散岩体，饱水的疏松砂土、敏感粘土等，在动应力作用下可因骨架的迅速变形造成空隙水压力的突然变化，从而导致岩体失稳，崩溃或土体液化等。

2. 累积效应岩体若在地震力的某一作用方向出现剪切失稳，由于作用时间短暂，它可能造成一次跃变剪切位移而并不破坏，但多次位移的累积，如果使剪切面中某些锁固段被突破，或越过某些凸起体，造成抗剪强度显著削弱，则有可能导致最终破坏。

⏹岩体应力的一些基本概念⏹天然应力状态:是指未经人为扰动的的应力状态。

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。

⏹感生应力:⏹人类从事工程活动，在岩体天然应力场内，因挖除部分岩体或增加结构物引起的应力。

⏹自重应力：在重力场作用下生成的应力为自重应力。

⏹构造应力：⏹岩石圈构造运动在岩体内形成的应力称为构造应力。

构造应力又可称为活动构造应力和剩余构造应力。

活动构造应力：即狭义的地应力，是地壳内现在正在积累的能够导致岩石变形和破裂的应力。

⏹剩余的构造应力：是古构造运动残留下来的应力。

⏹变异应力：岩体的物理状态、化学性质或赋存条件的变化引起的应力。

⏹残余应力：承载岩体遭受卸荷或部分卸荷时，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、压应力自相平衡的应力系统，此即残余应力。

第四章章复习思考题1基本概念2.简述活断1.概念：活断层，潜在活断层，稳滑，粘滑。

不断缓慢蠕动的称为蠕滑(creep slip)或稳滑，(stable slip);间断地、周期性突然错断的为粘滑(stick slip)，粘滑常伴有地震，是活断层的主要活动方式。

一条长大活断层的不同区段可以有不同的活动方式。

活断层的活动强度主要以其错动速率来判定活断层，潜在活断层⏹活断层(active fault)一般理解为目前还在持续活动的断层。

⏹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。

称为潜在活断层。

3对活断层进行工程地质研究的重要意义其一是断层的地面错动及其附近的伴生的地面变形，往往会直接损害跨断层修建或建于其邻近的建筑物。

其次是活断层多伴有地震，而强烈地震又会使建于活断层附近的较大范围内的建筑物受到损害。

3. 我国民对活断层是如何分级的？4.如何在现场鉴别活断层？⏹﹙一﹚地质特征⏹ 1.存在断层，断层面“过顶”。

⏹ 2.第四纪沉积物变形，组分被破坏。

⏹ 3.土体中构造地裂缝。

⏹﹙二﹚地貌特征⏹平直的沟谷或沉陷谷地。

切穿一切山脊形成风口地形；三角面山；⏹夷平面解体，搞成相差几百米，甚至数千米。

⏹阶地不对称，河谷急转弯，水系被切断。

⏹冲沟被切断，不协调。

山脊山谷不对应，错位。

⏹按直线分布有不同的大地地貌单元。

例如，山地与盆地相接。

山地与河谷平原相接等。

⏹泥石流、滑坡与崩塌按线性延伸发育地段。

⏹泉水成线状分布。

⏹温泉呈带状分布。

⏹地下水化学成分异常⏹﹙三﹚其它⏹ 1 .地球物理场异——常表现为重力与磁场按线状异常。

⏹ 2.地形变化异常。

大地的高程随时间在变化。

3.地震和火山活动地段。

5.概述活断层的调查方法⏹第五章复习思考题⏹ 1.基本概念地震，构造地震，震中，震中距，卓越周期，2.分析地震震级与地震烈度的区别3.试述场地工程地质条件与震害的关系4.地震对建筑场地有哪些破坏效应？⏹第六章复习提纲⏹ 1.水库诱发地震的诱发机制⏹水库诱发地震的确切诱因现在尚未完全查明，但已有震例已经以充分资料证明，这类地震不是由于水库荷载直接造成的．而是水库的某种作用间接诱发的(indirectly induced)。

亦即水库的某种作用迭加于已有的天然应力场之上，使水库蓄水前由于自然作用积累起来的应变能较早地以地震的方式释放出来。

⏹这方面的证据最主要的有以下两点：⏹(1)根据水库诱发地震震源机制解得出的应力场与该区天然地震应力场或根据近期(2)近期活动构造所得出的区域应力场完全一致。

-应力场没有改变。

⏹震源区由于水库荷载而产生的应力增量一般是很小的，单独不足以使岩体破坏或使岩体中已有断裂面的两侧产生相互错动。

⏹ 2.水库蓄水对库底岩体的各种效应⏹概括说来，水库蓄水以后对库底岩体可以产生以下三方面的效应。

⏹A、水的物理化学效应⏹这种效应使岩体断裂面及其充填物软化和泥化，从而降低了它的抗剪强度。

只有当水库蓄水前库底岩体是干的才会出现这种效应，而天然情况下河谷下的断裂面上一般是含水的．可见这类效应并非是经常起作用的。

⏹B、水库的荷载效应⏹水库对库底岩石的荷裁效应是最易理解的．并可根据水深计算其压强。

这个荷载会在岩体内造成附加应力，从而恶化断裂面的应力条件。

⏹C、空隙水压力效应3阐述各种天然应力状态下的诱发机制假定水库水体为无限延伸的，现在让我们分别讨论各种天然应力状态下诱发地震活动的情况。

天然地应力状态有潜在正断型、潜在走沿型和潜在逆冲型三种情况。

⏹水库荷载应力的主要分量是垂直的(σv)．与此同时在水平方向由于侧压力效应使水平应力亦有所增加，其增量为σH＝(μ/(1- μ)) σv，如波松比μ取0.3，则σH ＝0.43σv 。

显然，上述三种应力状态下荷载效应所造成的后果是不同的。

正断型时，由于σv与垂直方向的最大主应力迭加，侧压力效应使水平的最小主应力增值仅为0.43 σv ，莫尔园加大并稍向右移，结果是更接近于包络线，即稳定条件有所恶化。