工程地质学试题

成都理工大学2004级土木工程专业《工程地质学》试题（B卷）

成都理工大学2004级土木工程专业《工程地质学》试题（B卷）

一．名词解释。（5分*8）

1. 构造结构面

2. 天然应力状态

3. 残余应力

3. 粘滑

3. 震源机制断层面解

4. 累进性破坏

5. 塑流涌出

6. 弯曲－拉裂

7. 山岩压力

8. 表面滑动

二．正误判断（每小题2分*10，正确陈述打“√”，错误陈述或不完整陈述打“×”）1．岩质滑坡面一般为弧形。（）

2．结构面就是地质不连续面。（）

3．蠕变是在变形恒定的情况下岩石内应力随时间而降低的行为。（）

4．震级频度关系（lgn=a-bM）中b值愈小震级较高的地震所占的比例愈大。（）5．地震基本烈度：在给定时间内可能遇到的最大烈度。（）

6．具有一定岩石成分和一定结构的地质体称为岩体。（）

7．地震发生时描述震源物理过程的物理量称为震源参数。（）

8．斜坡卸荷回弹为斜坡岩体内积存的弹性应变能释放而产生的斜坡变形（）

9．强风化就是全风化。（）

10．斜坡表面的最大主应力大致与斜坡平行，而最小主应力为零。（）

三．问答题？（40分*2）

1. 试述地震沙土液化的形成机制。

2.如图：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，试分析公路从坡顶、坡中和坡脚通过滑坡的优缺点，并建议合理的通过方案。

成都理工大学2004级土木工程专业《工程地质学》试题B卷答案

一．名词解释。（5分*8）

1. 构造结构面：就是指岩体受构造应力作用所产生的破裂面或破裂带。包括构造节理、断层、劈理以及层间错动面等。

2. 天然应力状态：是指为经人为扰动、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所形成的应力状态。

3. 残余应力：承载岩体遭受卸荷时，岩体中某些组分的膨胀回弹趋势部分地受到其它组分的约束，于是就在岩体结构中形成残余的拉，压应力自相平衡的应力系统，此即残余应力。

3. 粘滑：剪切破坏过程中，由于动.静摩擦角的差异，或由于凸起体被剪断，越过，或由于转动摩擦中的翻转等所造成的剪切位移的突跃现象，统称之为粘滑现象。

3. 震源机制断层面解：象限型初动推拉分布是由于震源断层错动这种物理过程所造成的，由此所求得的结果称为震源机制断层面解。

4. 累进性破坏：也称不稳定的破裂发展阶段。由于破裂过程中所造成的应力集中效应显著，即使工作应力保持不变，破裂仍会不断地累进性发展，通常某些最薄弱环节首先破坏，应力重分布的结果又引起次薄弱环节破坏，依次进行下去直至整体破坏。体积应变转为膨胀，轴应变速率和侧向应变速率加速地增大。

5. 塑流涌出：当开挖揭穿了饱水的断裂带内的松散破碎物质时，这些物质就会和水一起在压力下呈夹有大量碎学屑物的泥浆状突然地涌入洞中，有时甚至可以堵塞坑道，给施工造成很大的困难。

6. 弯曲—拉裂：主要发生在斜坡前缘，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悬臂梁弯曲，并逐渐向坡内发展。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，形成平行于走向的反坡台阶和槽沟。板梁弯曲剧烈部位往往产生横切板梁的折裂。

7.表层滑动：表面滑动是沿混凝土基础与基岩接触面发生的剪切滑动。主要发生在坝基岩体的强度远大于坝体混凝土强度，且岩体完整.无控制滑移的软弱结构面的条件下。

8. 管涌：强烈的渗透变形会在渗流出口处侵蚀成孔洞，孔洞又会促使渗透途径已经减短、水力梯度有所增大的渗流向它集中，而在孔洞末端集中的渗透水流就具有更大的侵蚀能力，所以孔洞就不断沿最大梯度线溯源发展，终至形成一条水流集中的管道，由管道中涌出的水携带较大量的土颗粒，这就是管涌。

二．正误判断（每小题2分*10，正确陈述打“√”，错误陈述或不完整陈述打“×”）1．岩质滑坡面一般为弧形。（×）

2．结构面就是地质不连续面。（√）

3．蠕变是在变形恒定的情况下岩石内应力随时间而降低的行为。（×）

4．震级频度关系（lgn=a-bM）中b值愈小震级较高的地震所占的比例愈大。（√）

5．地震基本烈度：在给定时间内可能遇到的最大烈度。（√）

6．具有一定岩石成分和一定结构的地质体称为岩体。（×）

7．地震发生时描述震源物理过程的物理量称为震源参数。（√）

8．斜坡卸荷回弹为斜坡岩体内积存的弹性应变能释放而产生的斜坡变形（√）

9．强风化就是全风化。（×）

10．斜坡表面的最大主应力大致与斜坡平行，而最小主应力为零。（√）

三．问答题？（20分*2）

1. 试述地震沙土液化的形成机制。

地震砂土液化机制包括先后相继发生的振动液化和渗流液化两种过程。

（1）振动液化：砂土受振动时，若位于地下水位以下的饱水带，则变密就必须排水。地震的振动频率大约为1—1周/秒，在这种急速变化的周期性荷载作用下，伴随每一次振动周期的排水尚未完成，下一周期的孔隙度再减小又产生了。应排除的水不能排除，而水又是不可压缩的，所以空隙水必然承受由空隙度减小而产生的挤压力，于是就产生了剩余孔隙水压力或超孔隙水压力。前一的周期的孔隙水压尚未消散，下一周期产生的新的剩余孔隙水压力又叠加上来，故随振动持续时间的增长，剩余孔隙水压会不断累积增大。

由饱水砂体的抗剪强度τ=（σn-pw）tgυ=σ0tgυ（pw孔隙水压；σ0为有效正应力）在地震前外力全部由砂骨架承担，此时孔隙水压力称中性压力，只承担本身压力即静水压力。令此时的孔隙水压力为pw0,振动过程中的剩余下滑孔隙水压力为△pw,，则振动前砂的抗剪强度为：τ=（σ-pw0）tanυ振动时：τ=［σ-（pw0+△pw）］tanυ随△pw累积性增大，最终pw0+△pw=σ，此时砂土的抗剪强度降为零，完全不能承受外荷载而达到液化状态。

（2）渗流液化：砂土经振动液化后，这时某一点的孔隙水压力不仅有振动前的静水压力（pw0），还有由于砂粒不相接触悬浮与水中以致全部骨架压力转化而成的剩余孔隙水压力（pwe）。震前孔隙水压呈静水压力分布，不同深度处侧压水位相同，没有任何水头差。振动液化形成剩余孔隙水压力以后，不同深度处的侧压水位就不在相等，产生上下水头差，随着深度增加侧压水位增高。若水力梯度恰好等于渗流液化的临界梯度，处于这个水力梯度，砂粒就在自下而上的渗流中失去重量，动水压力推动砂粒向悬浮状态转化，产生渗流液化使砂层变松。

2. 如图：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，试分析公路从坡顶，坡中和坡脚通过滑坡的优缺点，并建议合理的通过方案。