工程地質原理分析簡答

1、論述題：一.論述公路邊坡中的順向坡段在斜坡變形破壞方面的差異。1.順向邊坡段易產(chǎn)生滑移拉裂，滑移壓制拉裂，滑移彎曲拉裂。1）滑移彎曲：主要發(fā)育在中陡傾外層體斜坡中，尤以薄層狀巖體及延性較強的碳酸鹽類層狀巖體中多見。這兩類斜坡的滑移控制面傾角已明顯大于該面的峰值摩擦角，上覆巖體具備滑移面下滑條件，但由于滑移面未臨空，使下部受阻，造成坡腳附近順層板梁承受縱向壓應力，在一定條彳下可使之發(fā)生彎曲變形。2）滑移拉裂：斜坡巖體沿下伏軟弱面向坡前臨空方向滑移，并使滑移體拉裂解體。3）滑移壓制拉裂：主要發(fā)育在坡度中等陡的平緩層狀體斜坡中，坡體沿平緩結構面向坡前臨空方向產(chǎn)生緩慢的蠕變性滑移?；泼娴逆i固點火錯列

2、點附近，因拉應力集中生成與滑移面近于垂直的拉張裂隙，向上擴展且其方向漸轉成與最大主應力方向趨于一致并伴隨局部滑移。2.反向邊坡則易產(chǎn)生彎曲拉裂和蠕滑拉裂變形。1）彎曲拉裂：陡傾的板狀巖體在自重彎矩作用下，于前緣開始向臨空方向作懸臂梁彎曲，并逐漸向破內發(fā)展。彎曲的板梁之間互相錯動并伴有拉裂，彎曲后緣出現(xiàn)拉裂縫，形成于走向的反坡臺階和槽溝。2）蠕滑拉裂：斜坡巖體向臨空方向發(fā)生剪切蠕變，其后緣發(fā)育自坡面向深部發(fā)展的拉裂主要發(fā)育在傾內薄層狀體坡中也可以發(fā)生。二.簡述巖石壩基淺層滑動破壞類型及其形成條件。巖石壩基漸層滑動破壞的主要類型有淺層巖體的剪切破壞，淺層巖體滑移彎曲和淺層巖體剪動滑移三種類型，其形

3、成條件：1.壩基巖體的巖性軟弱，巖石本身的抗剪強度低于壩體混凝土與基巖的接觸面2.壩基由近于水平產(chǎn)出的薄層狀巖層組成，在庫水推力作用下，產(chǎn)生層間滑移，導致壩址下游巖層彎曲隆起3.壩基由碎裂結構巖體組成，在庫水推力作用沿不同方位結構面發(fā)生漸進性剪動滑動破壞。三.公路因技術原因無法繞避坡積層滑坡，該滑坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，試論述公路從坡頂，坡中和坡腳通過滑坡的優(yōu)缺點，并建議合理的通過方案。1坡腳方案由于公路施工開挖造成穩(wěn)定性降低2坡中開挖，行車動荷載對坡體影響最小3坡頂方案開挖影響小，動荷載可能相對影響較大4坡腳方案最差，坡中方案最好。四.論述巖體的巖性及結構特征對天然巖體應力狀態(tài)形成的影響。1巖體

4、的巖性及結構特征決定著巖體的容重和泊松比等物理力學性質指標的大小，從而影響自重應力場特征2在同一區(qū)域構造應力作用下巖體內應力分布的特征主要取決于巖性，結構特征及其非均一性3巖體的巖性和結構特征決定著巖體的強度及其蠕變特征因而決定了巖體承受及傳遞應力的能力。五.地震沙土液化的形成機制。1 .振動液化：砂土受振動時，若位于地下水位一下的飽水帶，則變密就必須排水。地震的振動評率大約為1周/秒，在這種極速變化的周期性荷載作用下，伴隨每一次振動周期的排水尚未完成，下一周期的孔隙度再減小又產(chǎn)生了。應排除的水不能排除，而水又是不可壓縮的，所以空隙水必然承受由空隙度減小而產(chǎn)生的擠壓力，于是就產(chǎn)生了剩余孔隙水壓

5、力或超孔隙水壓力。歉意的周期的孔隙水壓尚未消散，下一周期產(chǎn)生的新的剩余孔隙水壓力又疊加上來，故隨振動持續(xù)時間的增長，剩余孔隙水壓會不斷累積增大。2 .滲流液化：砂土經(jīng)振動液化后，這時某一點的孔隙水壓力不僅有振動前的靜水壓力，還有由于砂粒不相接觸懸浮于水中以致全部骨架壓力轉化而成的剩余孔隙水壓力。震前孔隙水為靜水壓力分布，不同深度處側壓水位相同，沒有任何水頭差。振動液化形成剩余孔隙水壓力后，不同深度處的側壓水位就不在相等，產(chǎn)生上下水頭差，隨著深度增加側壓水位增高。若水力梯度恰好等于滲流液化的臨界梯度，處于這個水力梯度，砂粒就在自下而上的滲流中失去重量，動水壓力推動砂粒想懸浮狀態(tài)轉化，產(chǎn)生滲流液化

6、使砂層變松。六.水對斜坡穩(wěn)定性的影響水的軟化作用水的沖刷作用靜水壓力作用動水壓力作用水的浮托作用七.巖體結構面在巖體穩(wěn)定性研究中的重要性力學強度低，變形性較大的薄弱部位。各種外營力活躍部位，巖體強度變化最劇烈的部位。對變形破壞方式和強度特征起重要的控制作用。八.利用河流自身的演化規(guī)律治理河流1.利用大面積的展寬段屯沙造田如黃河中游龍門至潼關長約120km的展寬段2.利用水庫制造人工洪峰，排水刷床。3.利用河流的橫向環(huán)流整治泥沙含量很高的河流。九.簡述地質過程機制分析定量評價方法地質過程機制分析定量評價方法，就是以地質學的觀點，自然歷史的觀點分析地質體與周圍因素相互作用的特定方式，隨時間發(fā)展演化

7、的歷史及其發(fā)展的階段性，從全過程上和內部作用上把握其形成、演化、現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展趨勢。在此基礎上，建立一些簡化模型進行必要的定量計算與預測評價。十.論述場地工程地質條件對震害的影響1.巖土類型與性質.在相同的地震力作用下，基巖上的震害最輕，其次為硬土，軟土最重松軟沉積物厚度對震害的影響也很顯著。巖土性質和松軟土厚度對震害的影響，根本原因是特征周期的作用。土質越松軟，厚度越大，特征周期越長，所以對自震周期較長的高層建筑能引起共振，加重震害。2.斷裂構造.區(qū)分發(fā)震斷裂和非發(fā)震斷裂。對于發(fā)震斷裂，強震時的地表變形破裂，對跨越其上的建筑物來說是不可抗御的，在選址時避開。非發(fā)震斷裂若破碎帶膠結較好無加

8、大震害趨勢。3.地形地貌。場地內微地形對震害影響明顯。孤立突出的地形加重震害，低洼平坦地形震害減輕。4.地下水。飽水的巖土體會影響地震波的傳播速度，使場地烈度增高。地下水埋深越淺，烈度增加越大。十一.簡述裂隙型結構面測量描述的基本指標有哪些？1、方位：不連續(xù)面的空間位置，用傾向和傾角來描述。2、組數(shù)：組成相互交叉裂隙系的裂隙組的數(shù)目。巖體可被單個不連續(xù)面進一步分割。3、間距：相鄰不連續(xù)面之間的垂直距離，通常指的是一組裂隙的平均間距或典型間距。4、延續(xù)性：在露頭中所觀測到的不連續(xù)面的可追索長度。5、跡長：結構面在露頭上的出露長度。6、粗糙度：固有的表面粗糙度和相對于不連續(xù)面平均平面的起伏程度。7

9、、隙壁強度：不連續(xù)面相鄰巖壁的等效抗壓強度。8、張開度：不連續(xù)面兩相鄰巖壁間的垂直距離，其中充填有空氣或水。9、充填物：隔離不連續(xù)面兩相鄰巖壁的物質，通常比母巖弱。10、地下水：在單一的不連續(xù)面中或整個巖體中可見的水流和自由水分。十二.簡述活斷層的地質證據(jù)有哪些？1、錯斷第四紀地層；2、形成地震崩積楔或地震充填楔；3、由于錯動伴生的地震的振動效應造成砂土液化；4、由于快速錯動產(chǎn)生高溫而在斷層物質中保存的熱淬火證據(jù)。十三，試分析層狀結構巖體斜坡可能會產(chǎn)生的變形破壞機制基本地質力學模式，并闡述不同模式產(chǎn)生的基本條件。1、滑移-拉裂：表現(xiàn)為一定形狀的巖體沿巖體中原有的軟弱面或潛在剪切面的蠕滑，并伴有

10、向滑移面方向逐漸收斂的拉裂。斜坡體中的這類變形往往可于變形體的后緣直接觀測到拉裂縫，它是判斷變形的發(fā)生和進展情況的重要標志。2、滑移-壓致拉裂：表現(xiàn)為一定形狀的層狀巖體沿軟弱面的滑移，并伴以起源于滑移面的分枝拉裂面，這類變形的發(fā)展可使巖體碎裂化，散體化，也可因拉裂面與滑移面的交接部位壓碎擴容，使兩者連成貫通性滑動面而發(fā)展為剪切破壞。3、彎曲-拉裂：主要發(fā)生在層狀，尤其是薄層狀巖體中，表現(xiàn)為層狀或板狀巖體的懸臂梁彎曲，橫彎曲和縱彎曲，并伴以層間拉裂。斜坡巖體中陡立的層狀巖體經(jīng)卸荷回彈并在自重應力作用下發(fā)生向臨空方向的彎曲，于后緣造成拉裂。變形的進展可使彎曲的層狀巖體被折斷，導致拉斷破壞。4、塑流

11、-拉裂：主要見于硬軟相見互層狀巖體中。通過下伏軟弱層的塑性流動導致上覆巖體彎折拉裂，變形發(fā)展可使上覆巖體解體或造成剪切破壞。5、滑移-彎曲：主要見于層狀巖體。表現(xiàn)為層狀巖體順層滑移并伴以縱彎曲，彎曲部位內部可出先層間拉裂，變形的發(fā)展往往因玩去部位被剪斷或壓碎而導致剪切破壞。十四，簡要分析重力壩壩基產(chǎn)生滑動破壞的類型及形成條件？1、表層滑動：發(fā)生在壩底與基巖接觸面上的平面剪切破壞。當壩基巖體堅硬完整，無控制性軟弱結構面存在，巖體強度遠大于接觸面強度時，就可能產(chǎn)生這種類型的破壞。主要原因可能是施工質量或清基不徹底造成。2、巖體淺部滑動：當壩基淺部巖體強度相對于接觸面及深部巖體強度偏低時，便成為最薄

12、弱的部位，有可能產(chǎn)生沿淺部巖體的平面剪切滑動。淺部巖體軟弱破碎或建基面風化層清理不徹底等是產(chǎn)生這種破壞的主要原因。3、巖體深部滑動：是指壩體連同一部分巖體，沿壩基深部巖體中軟弱面產(chǎn)生的整天滑動。地質上受控于一定幾何特征和物理性狀的各種界面，其滑移形態(tài)多樣，滑移邊界條件復雜。把滑移體邊界條件歸屬于三類，即滑移面，切割面和臨空面，這三個面試必備條件。十五，試分析地殼表層高地應力區(qū)的地質地貌標志？1、與天然條件下高水平應力有關的淺表生時效變形現(xiàn)象隆爆現(xiàn)象；谷下水平卸荷裂隙及谷坡的水平剪切蠕動變形帶：應力釋放型深大拉張變形帶；席狀裂隙。2、與鉆進有關的巖體應力釋放及伴生的現(xiàn)象巖芯餅化現(xiàn)象；鉆孔周圍巖體

13、蔥皮化現(xiàn)象；鉆孔崩落現(xiàn)象。3、與開挖卸荷有關的巖體應力釋放及伴生的變形破壞現(xiàn)象基坑底部隆起，爆裂，板裂；邊墻向臨空方向的水平位移和沿已有近水平結構面的剪切錯動；邊墻或邊坡巖體的傾倒；現(xiàn)明顯的差異卸荷回彈變形破裂現(xiàn)象。十六，影響斜坡穩(wěn)定的因素有哪些？1、斜坡的外形，改變斜坡的外形，實際上是改變了斜坡的臨空狀況及應力場。屬于這方面的包括流水，海，湖的蝕淤，泥石流的寢室刨蝕和堆填以及人工開挖，堆放等。2、斜坡巖體的結構特征和力學性質。改變斜坡巖體的結構特征和力學性質，即降低斜坡的抗變形，抗破壞能力。屬于這方面的作用包括風化作用，凍融作用和地下水的作用等不可逆因素。3、斜坡巖體的應力狀況，改變斜坡巖體

14、的應力狀況，屬于這方面的作用包括地下水動力壓力和空隙水壓力的作用，區(qū)域構造應力場的變化，地震力，人工爆破振動力以及開挖斜坡，工程荷載等。這些動力如果已使斜坡造成變形或破壞，起影響則為不可逆的，否則為可逆的。十七，簡述活斷層區(qū)規(guī)劃選場的基本原則。1、首選盡可能避開活動斷裂的主斷層帶；2、對于不同場址的斷層活動性比較評價時，一般低級別的活動斷層的場地要優(yōu)于高級別的，活動時期老的斷層的場地優(yōu)于活動時期新的；3、對于逆斷層或正斷層型的活斷層區(qū)，盡可能避開強烈地表變形和分支，次生斷裂發(fā)育的斷層上盤。十八，簡述斜坡應力分布的一般特征。1、坡面附近主應力跡線均明顯偏轉，愈接近坡面，最大主應力愈與之平行，而最

15、小主應力則與之近于正交，向坡內逐漸恢復初始應力；2、應力分異結果導致坡面附近產(chǎn)生應力集中帶：其中坡腳附近，最大主應力顯著增高，而最小主應力顯著降低，甚至出現(xiàn)負值，形成最大剪應力增高帶，最易發(fā)生剪切破壞；在坡肩附近，徑向應力和切向應力可轉化為接應力，形成張力帶，最易出現(xiàn)接裂破壞；3、主應力偏轉導致坡體內最大剪應力跡線也發(fā)生變化，由原來的直線變?yōu)榘枷蚱旅娴膱A弧狀；4、坡面處徑向應力為零，處于二向應力狀態(tài)。十九，簡述影響地下胴室圍巖穩(wěn)定性的主要因素。地下胴室圍巖穩(wěn)定性主要是可能出現(xiàn)的圍巖應力與圍巖強度間的矛盾問題，各因素都是通過這兩個方面來影響胴室的穩(wěn)定性，具體有以下三大類：1、是通過圍巖應力狀態(tài)而

16、影響地下胴室圍巖穩(wěn)定性的：主要包括巖體的天然應力狀態(tài)及胴室的剖面形狀和尺寸。2、通過圍巖的強度來影響胴室圍巖穩(wěn)定性的：主要包括圍巖的巖性和巖體結構。3、是既能影響應力狀態(tài)，又能影響圍巖強度的因素：主要為地下水的賦存活動條件。二十，簡述巖溶地面塌陷的形成條件。1、上覆土層性質結構及厚度：上覆土層為砂性土，或砂粘互層結構但與基巖接觸處為砂性土，或與基巖接觸處為不厚的裂隙發(fā)育的粘性土且上覆有砂性土，易于產(chǎn)生巖溶地面塌陷。土層厚度小于10m者塌陷最為嚴重。土層厚度大于30m者地面塌陷較少。2、基巖巖溶發(fā)育，有溶洞或寬大溶蝕裂隙：我國北方奧陶系灰?guī)r較其他灰?guī)r巖溶發(fā)育，故奧陶系灰?guī)r分布區(qū)地面塌陷多發(fā)。沿大

17、的斷裂帶，硫化礦床氧化帶或硫化礦體與石灰?guī)r接觸帶巖溶發(fā)育，故這些地帶地面塌陷也多發(fā)。3、地下水位強烈下降或快速重復波動：在天然條件下，地下水的波動常常小而緩慢，僅在地下水的排泄區(qū)地下水隨排水河的水位頻繁波動而波動，故地面塌陷較多。城市，工礦企業(yè)供水往往大量抽汲地下水，各處礦床的開采要疏干排水，都會大幅度降低地下水位，引起塌陷。二十一，簡述影響圍巖穩(wěn)定性的因素：褶曲和斷裂，巖體的特性及結構，地下水，原巖應力。二十二，論述河谷臨空面附近巖體內應力重分布的一般規(guī)律：1主應力方向在河谷臨空面附近巖體產(chǎn)生明顯變化，最大主應力與臨空面近于平行，最小主應力則與之近于垂直。2最大主應力由內向外逐漸增大，至臨空

18、面達到最大值，最小主應力由內向外逐漸減少，至臨空面為0.3臨空面附近的應力集中現(xiàn)象通常在坡腳處及河谷底部表現(xiàn)最為強烈。二十三，舉例分析引起巖體內孔隙水壓力變化的原因：1地下水補給排泄條件的變化：比如特大降雨，洪水,持續(xù)干旱，人工抽水，注水或水庫蓄水。2巖體受荷狀態(tài)的變化：堅硬的裂隙巖體，透水性和排水性比較好，變形模量也高，突發(fā)規(guī)模較大的動荷載會引起其變化。3巖體變形破裂：巖體變形進入破裂階段后破裂造成的擴容現(xiàn)象引起變化。二十四，簡述造成巖石地基不均勻變形的主要因素：1巖石地基內應力分布的不均勻性，當壩基內有成組出現(xiàn)的陡傾軟弱結構面發(fā)育時，在其所限巖體內產(chǎn)生高度集中，不同條件巖體中附加應力的大小及延展深度不相同，變形量也不等。2地基不同部分巖體變形性質的差異性，壩體砌置在軟硬差別較大的巖層上，壩基巖體內開口裂隙發(fā)育不均勻。識別活斷層：活斷層的鑒別是對其進行工程地質評價的基礎，可以借助地質學、地貌學、地震地質學以及現(xiàn)代測試技術等方法來定性和定量地鑒別它。地質特征，最新沉積物的地層錯開，是活斷層最可靠的地