《工程地质学基础》习题集Word下载.docx
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一般的情况是，先建立一地质模型（物理模型），随后抽象为数学模型，代入各项计算参数进行计算。
模型模拟试验法在工程地质研究中也常被采用，它可以帮助我们探索，自然地质用的规律，揭示某一工程动力地质作用或工程地质问题产生的力学机制以及发生、发展演化的全过程，以便我们作出正确的工程地质评价。
工程地质类比法在工程地质研究中也是常用的一种方法，也可以用于定性评价，也可作半定量评价。
它是将已建建筑物工程地质问题的评价经验运用到自然地质条件与之大致相同的拟建的同类建筑物中去。
3）我国工程地质的研究现状是什么？
岩体工程特性研究和岩体工程地质力学的创立
区域工程地质和区域地壳稳定性研究
环境工程地质和地质灾害的研究
特殊土结构和工程特性的研究
工程地质勘察的理论和技术方法
1活断层工程地质
一、名词解释
1）活断层：
现在正在活动或在最近地质时间（全新世、1万年）发生过活动。
①对目前正在活动着的断层，因有鉴别标志而无可争议.②“近期”时间上则有一些不同的观点，有的认为是第四纪以来活动过的断层；
有的认为应在晚更新世之内，有的认为在35000年（14C确定的绝对年龄）之内，还的有认为只限于全新世之内。
③从工程使用的年限和断层知动资料的准确性来看，时限不宜过长，一般的工程的使用年限为数十年，一些重大工程也在一二百年以内。
我们关心的更应该是“不久的将来”（例如一二百年）。
2）错动速率：
是以某一时期内断层两盘相对位移的平均值来表示
3）活断层的错动周期：
地震断层两次突然错动之间的时间间隔
1）活动强度是以其长度和错动速率来表征的
2）“近期”时间上则有一些不同的观点，有的认为是第四纪以来活动过的断层；
3）在始新世末（约38Ma），印度板块白南南西方向与欧亚板块相碰撞；
与此同时，太平洋板块和菲律宾板块义分别从北东东和南东方向向欧亚大陆之下俯冲
4）活断层的展布、活动特点和监测等。
如伴有地震活动，则应进行地震危险性研究。
5）如核电站应以场地为中心的300km半径范围。
1）一般认为错动速率1mm/a以上的即为较强烈的活断层
2）我国活断层的分布，根据活断层的类型和活动方向，可大致以东经105°
为界，分为东西两部。
3）如核电站应以场地为中心的300km半径范围。
五、简答
1）活断层对工程建筑物的影响表现为两个方面。
一方面是由于活断层的地面错动直接损害跨越该断层修建的建筑物；
有些活断层错动时附近有伴生的地面变形，则也会影响到邻近的建筑物。
另一方面是伴有地震发生的活断层，强烈的地震对较大范围内建筑物的损害；
2）活断层的基本特征是什么？
①活断层的继承性与反复性；
②活断层的长度与断距；
③活断层的错动速率和错动周期；
④活断层的年龄判据；
3）活断层的鉴别标志是什么？
活断层的地质、地貌和水文地质标志
一、地质方面
保留在最新沉积物中的地层错开是鉴别活断层的最可靠依据。
⑴较新地层被错断；
⑵在航卫片上表现为清晰的线性构造；
⑶地震断层陡坎和地裂缝。
二、地貌标志
⑷两种截然不同的地貌单元直线相接；
⑸线性分布的断层崖和三角面；
⑹河流沟谷发生明显的转弯；
⑺串珠状新生代小断陷盆地；
⑻夷平面或阶地缺失。
三、水文地质标志
⑼串珠状泉或湖泊，尤其是温泉；
⑽水系的突然转弯；
⑾微量元素方面的标志。
四、地震历史方面的证据
⑿在一定地质历史时期的地震历史资料；
⒀地震观测史证据。
4）活断层研究内容包括有哪些？
活断层的展布、活动特点和监测等。
一、调查其展布情况
活断层的位置、方向、长度等。
利用卫（航）片判释，用一种低阳光角航空照片用来专门判定活断层的存在
二、区域性踏勘
在卫（航）片判释的基础上，要进行区域性踏勘，进一步验证判释成果。
三、建筑场地内及其附近的活断层
为了确定活断址近期及现今活动的参数，如活动时间、错动方向和距离、错动速率和错动周期等，需进行钻探、坑探、物探和绝对年龄测定等工作。
2地震工程地质
1）地震（earthquake）：
在地壳表层，因弹性波传播所引起的振动作用或现象；
2）震域：
地面上地震所波及到的范围；
3）震中：
震源在地面上的垂直投影；
4）软流圈：
按板块构造的理论，在坚硬岩石圈之下的上地幔物质处于塑流状态；
5）活动断裂的锁固段或互锁段：
活断层的端点，拐点，交汇点、分枝点和错列点；
6）震源参数：
地震发生时震源处的一些特征量或震源物理过程的一些物理量
7）弹性回跳：
当断层突然错动时，断层两侧是向相反方向产生相对位移
8）粘滑（stickslip）断裂面两盘这种因摩擦力而粘结然后又突然滑动而释放应力的过程
9）地震震级：
衡量地震本身大小的尺度，由地震所释放出来的能量大小来决定。
释放出来的能量愈大，则震级愈大。
10）地震烈度：
衡量地震所引起的地面震动强烈程度的尺度；
它不仅取决于地震能量，同时也受震源深度，震中距，地震波传播介质的性质等因素的制约。
11）卓越周期T0:
由于表层岩土体对不同周期的地震波有选择放大作用，一种岩土体总是以某一周期的波选择放大得尤为明显而突出。
1）地震按其发生的原因，可分为构造地震、火山地震和陷落地震。
此外，还有因水库蓄水、深井注水和核爆炸等导致的诱发地震。
11）我国的地震活动主要分布在五个地区的23条地震带上。
3）破坏性地震在地球上是有规律地沿一定深度集中分布在特定的部位，总体呈带状展布。
可以划分出环太平洋地震带、地中海—喜马拉雅地震带、大洋海岭地震带及大陆裂谷系地震带四大地震活动带。
4）环太平洋地震带的地震活动最为强烈，全世界大约80%的浅源地震、90%的中源地震以及几乎所有的深源地震都集中在这个带上。
释放的能量约占全球地震释放总能量的80%．
5）强烈地震的发生，必须具备一定的介质条件，结构条件和构造应力场条件。
6）根据介质断裂特征和构造应力状态的不同，可将地震分为四类：
单一主震型、主震—余震型、前震—主震—余震型、群震型
7）地震波是一种弹性波，它包括体波和面波两种。
体波分为纵波（P波）和横波（S波）两种。
面波也可分为瑞利波（R波）和勒夫波（Q波）两种。
8）地震成因主要有断层学说、岩浆冲击学说、相变学说和温度应力学说等．
9）地震烈度是衡量地震所引起的地面震动强烈程度的尺度；
1）在我国历史记载中，1556年陕西华县地震8级死亡人口达83万；
1920年宁夏海原地震死亡人数也超过20万。
2）一般情况下，当μ=0.22时，VP=1.67Vs．显然，纵波速度大于横波速度．
3）一般情况下，瑞利波速VR=0.914VS
4）震级（M）是指距震中100km处的标准地震仪在地面所记录的微米表示的最大振幅A的对数值
5）烈度影响的深度随地下水埋深而定，埋深愈小剧烈度增加值愈大；
当埋深大于10m时，则影响就不显著了。
四、改错
1）地震烈度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来确定。
（）
2）地震震级是衡量地震所引起的地面震动强烈程度的尺度。
1）粘滑机制是对弹性回跳机制的修正，主要表现在哪几个方面？
①弹性回跳机制认为，断层错动时要将全部积聚起来的应力释放完，即地震后震源处基本无应力，而粘滑机制则认为，断层错动时震源处只释放了一小部分应力。
②弹性回跳机制认为，地震锗动时将震源处全部弹性剪切形变恢复了，此时断层面上的动摩擦力为零．
2）重力性地裂的表现形式有哪几种？
①由于斜坡失稳造成土体滑动，在滑动区边缘产生张性地裂。
②平坦地面的覆盖层沿着倾斜的下卧层层画滑动，导致地面产生张性地裂．此种形式大多发生在土质软弱的故河床内填筑土层的边界上．它对建筑物的危‘窖不容忽视。
3）重力性地裂产生的条件是什么？
①故河床堆积松散砂层的震陷，
②由于砂层的震陷而引起上覆填土的垂直沉陷、位移；
③浅部填土层的振动具有地面运动的放大作用特征，在填上层的倾斜界面上产生斜向滑移。
4）简述场地工程地质条件对震害的影响
对震害有重大影响的工程地质条件为岩土类型和性质、断裂、地形地貌及地下水。
（1）岩土类型和性质
岩土类型和性质对宏观烈度的影响最为显著在相同的地震力作用下，基岩上震害最轻，其次为硬土，而软土是最重的。
地层结构对震害也有较大影响
（2）地质构造
发震断裂是引起地基和建筑物结构振动破坏的地震波的来源
（3）地形地貌
效应趋势是：
突出孤立的地形使地震动加强，震害加剧；
而低洼沟谷则使地震活动减弱，震害减轻。
3砂土地震液化工程地质
1）砂土液化（sandliquefaetion）或振动液化:
饱水砂土在地震，动力荷载或其它外力作用下，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）剩余孔隙水压力或超孔隙水压力（excessporepressure）：
如果砂土透水性不良而排水不通畅的话，则前一周期的排水尚末完成，下一周期的孔隙度再减少又产生了，应排除的水来不及排走，而水又是不可压缩的，于是就产生超孔隙水压力
3）
1）砂土液化的危害性为：
（1）地面下沉
（2）地表塌陷（3）地基土承载力丧失（4）地面流滑
2）
1）砂土的抗剪强度τ与作用于该土体上的往复剪应力τd的比值来判定砂土是否会发生液化。
当τ／τd>
1时，不会产生液化
2）一般饱水砂层埋深大于20m时难于液化，可以把液化最大地下水埋深定为5m，因为当地下水埋深为3-4m时，液化现象很少。
3）饱水砂层愈厚，地震变密时所产生的超孔隙水压力愈大。
4）当液化砂层埋藏较深，上覆以较厚的非液化粘性土层时抑制了液化，而直接出露地表的饱水砂层最易于液化。
5）在砂土液化现场以砂层埋深3m、地下水埋深2m作为基本健况，通过标贯试验找出不同地震烈度下的临界贯入击数。
1）地震愈强，历时愈长，则愈易引起砂土液化；
且波及范围愈广，破坏愈严重。
2）用标准贯入试验判定砂土液化时,若某一土层的实际贯入击数大于临界贯入击数,则该土层液化。
1）影响砂土液化的因素有哪些？
4岩石风化工程地质
1）岩石风化（RockWeathering）：
岩石在各种风化营力作用下，所发生的物理和化学变化的过程。
2）化学风化：
岩石在氧、水溶液及有机体等作用下所发生的一系列复杂的化学反应，引起其结构构造，矿物成分和化学成分发生变化的过程。
3）囊状风化：
在裂隙密集带、断层破碎带，特别是不同方向的断裂交汇处，岩石的风化深度较大，风化壳底界起伏较大，一般大于10余米，大者可达数十米，形成宽度不大而深度较大的风化囊
4）球状风化：
被三组以上软弱面切割的岩体，风化营力沿软弱结构面发生作用，促使岩体解体，风化产物呈块状或棱角圆化的椭辣状及球状
1）引起岩石风化的营力主要是太阳热能、水溶液（地表、地下及空气中的水），空气（O2及CO2等）及生物有机体等
2）按照风化能力及其引起的岩石变异的方式不同，有物理风化、化学风化和生物风化三种。
3）物理风化是由于温度的变化（特别是昼夜的温变），水的冻融、干湿交替，盐类结晶，矿物水化和植物根劈等作用下所产生的应力，引起岩石的机械破碎
4）反映气候特点的气象要素很多，其中对岩石风化影响较大的主要是温度和雨量。
1）物理风化主要发生在干寒地区，如我国北方、西北的干旱寒冷及高山寒冷地区
2）如在中、低纬度的高山区，以物理风化为主；
3）在海拔较低的地区则以化学风化为主，风化速度较快，岩石变异较彻底。
4）声波测试法是由于岩石风化后其声波传播速度比原岩慢。
1）岩石风化主要表现在哪几个方面？
（1）岩体的结构构造发生变化
（2）岩石的矿物成分和化学成分发生变化
（3）岩石的工程地质性质恶化。
2）岩石风化主要影响因素有哪些？
由于气候、岩性、地质构造、地形、水文地质条件等因素的影响所致。
3）岩石风化分带的标志是什么？
（1）颜色
风化程度不同的岩石，在外观上首先表现在颇色上的差异。
（2）岩体破碎程度
随着岩石风化程度的加深，完整坚硬的岩体遂渐破碎成块石、碎石、砂粒、粉粘粒．
（3）矿物成分的变化
根据具体条件下风化岩石中矿物的共生组合规律，可作为风化壳垂直分带的标志。
（4）水理性质及物理力学性质的变化
在风化壳剖面上，由上到下这些性质变化的趋势是：
①孔隙性和压缩性由大到小；
②吸水性由强到弱，③声波速度由小到大；
④强度由低到高等等，（5）钻探掘进及并挖中的技术特性
（5）钻探掘进及并挖中的技术特性
风化程度不同的岩石，其完整性和坚固性不同，因此，勘探中的钻探方法、钻进速度，岩心采取、掘进方法及难易程度是不同的；
同时，施工中开挖方法及进度亦各异。
5斜坡变形破坏工程地质
1）斜坡形态要素是坡面、坡顶、坡肩、坡脚、坡角和坡高等。
2）斜坡的变形:
斜坡应力状态的变化，使原有的平衡被打破，局部应力集中超过了该部位岩体的容许强度，引起局部剪闭错动，拉裂并出现小位移，但还没有造成整体件的破坏，
3）弯曲倾倒:
由陡倾或直立板状岩体组成的斜坡，当岩层走向与坡面走向大致相同时，在自重的长期作用下，由前缘开始向临空方向弯曲、拆裂，并逐渐向坡内发展的变形。
4）双沟同源：
滑坡体的两侧有沟谷发育，并且有两个沟谷的源头起源于同一位置。
1）推落式滑坡主要是由于斜坡上都张开裂缝发育或因堆积重物和在坡上部进行建筑等，引起上部失稳始滑而推动下部滑动．
2）一般根据始滑部位不同而分为牵引式、推落式、平移式和混合式
三、选择
1）坡底的宽度对坡脚的应力状态也有较大影响，当W（坡底宽）<
0.8H（坡高）时，坡脚最大剪应力随底宽缩小而急剧增高;
而当W>
0.8H时，则保持为一常数且与一般斜坡的情况一样．
2）由干斜坡变形破坏过程为一累进性破坏过程,变形的基本形式有：
拉裂、蠕动和弯曲倾倒，
破坏的基本形式有：
崩塌和滑坡
3）当斜面倾角ψ>
摩擦角φ以及底边b／高h>
tgψ,岩块将滑动，但不倾倒
4）按滑坡主滑面成因分类；
①堆积面滑坡；
②层面滑坡；
③构造面滑坡；
④同生面滑坡
5）按滑坡深度分类：
①浅层滑坡（厚度小于6m）；
②中层滑坡（厚6—20m）；
③厚层滑坡（厚20—50m），④巨厚层滑坡（厚度大于50m-）
6）如果下滑力S大于抗滑力Rf，即Wsinψp＞Wcosψp·
tgφ,则块体将发生滑动。
7）防止易风化的岩石组成的边坡表层因风化而产生剥落，可采用灰浆抹面或砌石护墙来保护。
1）斜坡应力分布特点是什么？
（1）由于应力的重新分布，斜坡中主应力迹线发生明显偏转。
（2）在坡脚附近形成一个明显的应力集中带
（3）在斜坡顶面和坡面的某些部位，由于水平应力显著降低，最小主应力有一些是张应力，形成张力带。
（4）坡面处的岩土体，由于应力解除，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
（5）与主应力迹线偏转相联系，坡体内最大剪应力迹线变为近似圆弧形，弧的下凹面朝着临空方向。
2）斜坡变形主要有哪几种形式？
（1）、拉裂（tensilecrack）
斜坡岩土体在局部拉应力集中部位和张力带内，形成张裂隙的变形形式称为拉裂。
拉裂形成机制有三种类型：
①在坡面和坡顶张力带中拉应力集中形成拉裂;
②卸荷回弹（unloadinirebound）或岩体初始应力（地应力）释放产生拉裂;
③因蠕滑形成局部应力集中产生拉裂
（2）蠕滑（creepslip）
蠕滑可以在不同情况下受不同机制的作用而发生，一般主要有三种形式：
①受最大剪应力面控制的蠕滑;
②受软弱结构面控制的蠕滑;
③受软弱基座控制的蠕滑和扭流
（3）弯曲倾倒（bendtoppling）
3）滑坡形态要素是什么？
（1）滑坡体
（2）滑坡床（简称滑床）（3）滑动面（简称滑面带）（4）滑坡周界（5）滑坡壁（6）滑坡台地又称滑坡台阶（7）封闭洼地（8）滑坡舌（9）滑坡裂隙（10）滑坡轴（主滑线）
4）滑坡裂隙有哪些？
它们主要出现在滑坡的什么部位？
拉张裂隙、剪切裂隙、羽状裂隙、鼓张裂隙和扇形张裂隙等。
拉张裂隙主要出现在滑坡体后缘，受拉而形成，延伸方向与滑动方向垂直，往往呈弧形分布。
剪切裂隙分布在滑坡体中下部两侧，因滑坡体与其外的不动体之间产生相对位移，在分界处形成剪力区并出现剪切裂隙，它与滑动方向斜交，其两边常伴生有现状裂隙。
鼓张裂隙又称隆张裂隙，常分布在滑体前缘，受张力而形成，其延伸方向垂直于滑动方向。
扇形张裂隙也分布在滑坡体的前缘；
尤以舌部为多；
是因土石体扩散而形成的，作放射状分布呈扇形。
5）滑坡识别方法有哪些？
滑坡识别方法主要有三种：
利用遥感资料，如航片、彩红外照片来解释；
通过地面调查测绘来解决；
采用勘探方法来查明。
6）滑动面（带）位置确定方法是什么？
（1）根据柞图法估计滑面位置当只进行地表测绘，未进行勘探工程时，只能借助于作图方法大致估计滑面位置。
作图方法
（2）根据位移观测资料推求滑面位置在有滑坡位移观测资料时，可根据滑坡的位移数据来推求滑面。
可采用应变管法确定滑动面位置。
（3）根据钻探资料判断滑面（带）位置钻探是滑面研究中常用方法之一，根据钻探资料可较准确地确定滑动面（带）的位置．钻探中可作滑面分析的资料包括：
①在基岩滑坡滑带以上钻进时，钻具跳动，易卡钻，回水漏失严重，滑带以下钻进平稳，透水性正常。
②由珐岩滑坡滑带以上岩心量得的岩层倾角变化较大，岩石风化剧烈，裂晾中多有泥质充填，滑带处且常有泥夹碎屑。
③在滑带附近钻进时，如速度突快或发现孔壁收缩，孔身错断，套管弯曲，上下钻具困难，此处可能为滑带位置。
④土质滑坡滑带干钻岩心剥开后，可见滑动形成的微斜层理、擦痕和镜面，滑带土中有上部土层的夹杂物，颜色和土质比较复杂，岩心的微细结构也有错动现象。
⑤基岩滑坡滑带从上压水或注水试验时，漏水严重、栓塞常封堵不严，水泵不起压，一般测不到地下水位，钻孔无回水
（4）根据坑探工程查明滑而位置
（5）根据物探资料判断滑面位置
7）按滑动面与层面关系的分为几类？
其工程地质特性是什么？
（1）均质滑坡这是发生在均质的没有明显层理的岩体或土体中的滑坡。
（2）顺层滑坡一股是指沿着岩层层面产生滑动
（3）切层滑坡滑坡面切过岩层面前发生的滑坡称为切层滑坡．滑坡面常呈圆柱形，或对数螺旋曲线
8）影响斜坡稳定性的因素有哪些？
因素综合起来可分为两大方面，即内在因素和外在因素。
内在因素包括，斜坡岩土的类型和性质、岩土体结构等；
外在因素包括：
水文地质条件及地表水和大气水的作用，岩石风化，地震以及人为因素等。
9）斜坡中的各种结构面对斜坡稳定性的影响
斜坡中的各种结构面对斜坡稳定性有着重要影响．特别是软弱结构面与斜坡临空面的关系，对斜坡稳定起着很大作用．
（1）平叠坡主要软弱结构面为水平的．这种斜坡一般比较稳定；
（2）顺向坡主要是指软弱结构面的走向与斜坡面的走向平行或比较接近，且倾向一致的斜坡．当结构面倾角小于坡角时，斜坡稳定性最差，极易发生顺层滑坡．自然界这种滑坡最为常见，人工斜坡也易遭破坏。
（3）逆向坡主要软弱结构面的倾向与坡面倾向相反，即岩层面倾向坡内。
这种斜坡一般是稳定的，有时有崩塌现象，而滑动的可能性较小．但有其它断裂结构面配合时，也可形成滑坡。
（4）斜交坡主要软弱结构面与坡面走向成斜交关系。
其交角越小，稳定性就越差。
（5）横交坡主要软弱结构面的走向与坡面走向近于垂直．这类斜坡稳定性较好，很少发生大规模的滑坡。
10）简述作图方法估计滑面的方法
作图方法：
①假定滑面为一圆弧形，根据地表测绘找出滑坡后缘陡壁并测定陡壁的产状及擦痕产状，同时找出滑坡前缘位置及产状。
在滑坡主铀剖面上，过后缘陡壁及前缘两点，按其产状换算标画AC及BC（图5-32，a），过A及B分别作垂线OA及OB交于O点O刀及O月交于O点，以O为圆心，以OA（或OB）为半径作圆，即为假想滑面位置。
②在滑坡主轴剖面上连接后缘陡壁坡脚A和滑面出口B点连线AB（图5-32，b），作AB的垂直二等分线CO，在CO上选一点，以OA为半径作圆，使此圆能与任一点的滑面倾向线相切，此圆弧即为所求之滑面。
11）地表水和地下水对滑坡的影响有哪些？
水的作用主要表现为对岩土的软化、泥化作用、水的冲刷作用、静水压力和动水压力等
土坡或岩质边坡中的泥质岩层，在雨水渗入或地下水位升高而受到浸湿时就会改变其稠度，使之软化，抗剪强度降低，从而可能引起斜坡变形和破坏。
页岩、凝灰岩、粘土岩等亲水性很强，水对其软化作用很显著。
水的冲刷作用使河岸变高、变陡。
水流冲刷坡脚，切断滑动面使之临空或将趋于稳定的老滑坡的下部物质携走，从而导致滑坡的复活。
由于雨水渗入，
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