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20cm

2.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