工程地质学重点 – [人人分享_工程地质学二

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1.何谓工程地质学？阐述工程地质学的研究对象和研究任务。

工程地质学是研究人类在工程建设中与自然地质环境有关的地质问题的科学。

研究对象是地质环境与工程建筑二者的关系以及由此产生的地质问题。

研究任务是为各类工程建设的规划、设计、施工和运营提供地质依据，以便从地质上保证工程建筑的安全可靠、经济合理、使用方便、运营顺利。

2.何谓区域稳定性？p5

区域稳定性是指工程建设地区，在内，外动力的综合作用下，现今地壳及其表层的相对稳定程度。

3.地应力按不同起源有哪些类型？p7

①自重应力：由岩土体自重产生的应力。

②构造应力：由构造运动引起的地应力。

③剩余应力：地壳受风化剥蚀以及承载岩体经卸载后残留在岩体中的自相平衡的应力。

④变异应力：由岩体的物理状态，化学性质或赋存条件方面发生变化而引起的应力。

4.地应力对工程活动有哪些影响？p8~p10

①基坑底部的隆起、破坏 ②基坑边坡的剪切滑移 ③边坡的倾倒变形

④岩爆 ⑤对坝型选择的影响 ⑥对地下工程的影响

5.水平应力与垂直应力比值随深度增加有什么变化？p10

随深度增加而减小。

（垂直应力以自重应力为主，随深度呈线性增加。水平应力随深度变化较复杂，浅部大多大于垂直应力，而在深部相反。）

6.测量地应力用哪两种方法？p13

①应力解除法：钻小孔，测读数，钻同心大孔，测差值。

②水压致裂法。橡胶封闭孔段，水泵加压，围岩破裂推求主应力。

7.何谓活断层？按力学成因有几种类型？p16

活断层是指现今仍在活动，在人类历史记载时期或第四纪以来曾有过活动，不久的将来还可能重新活动的断层。

力学分类：平移活断层，逆活断层，正活断层。

8.何谓断层活动度？p18

断层活动度就是断层可能的活动最大强度和程度，一般用断层的最大潜在地震表示。

9.活断层的判别有哪些标志？p19~21

①地质标志 ②地貌标志 ③水文地质标志 ④历史地震标志 ⑤其他标志

10.何谓地震的烈度、基本烈度和抗震设防烈度？p25

地震烈度：地震时受震地区地面及建筑物遭受破坏的程度。

基本烈度：一般场地条件下可能普遍遭受到的最大地震烈度。

抗震设防烈度：按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。

11.何谓地基失效和地面破坏？p27

地基失效：在地震波作用下，地基丧失承载能力或出现残余变形。

地面破坏：由于地基失效引起的地面变形。

12.阐述地震液化定义、机理及破坏形式？p28

液化：任何物质由固态转变为液态的作用或过程。

机理：松散、饱和砂土受地震瞬间振动，导致孔隙水压力急剧上升，有效应力降低，抗剪强度骤降，砂土在瞬间变为接近流体的状态，以致完全液化。

破坏形式：①涌沙 ②滑塌 ③沉陷 ④浮起

13.河流的侵蚀作用有哪些类型？它们如何改造河床？p140~142

①下切侵蚀：使河床加深。

②侧向侵蚀：使河床弯曲。

③向源侵蚀：使河床延长。

14.阶地有哪些类型？各有什么特点？p146~147

①侵蚀阶地：基岩直接裸露或极少冲积物。

②基座阶地：上部冲积物，下部基岩。

③堆积阶地：全部由堆积物组成。多见中，下游。又分上叠阶地（新完全置上）；内叠阶地。

15.阐述泥石流形成的基本条件和三个分区。P158

形成条件：①松散固体物质 ②水源条件 ③地形条件

三个分区：①形成区 ②流通区 ③堆积区

16.防治泥石流灾害的基本措施有哪些？p164~166

①生物措施：恢复植被，合理耕牧。

②工程措施：跨、穿、防、导、挡。

③全流域综合治理。

17.峰丛、峰林和孤峰、残丘各代表岩溶发育的哪阶段？p168

峰丛、峰林：岩溶发育的壮年时期。

孤峰、残丘：岩溶发育的晚期。

18.岩溶地区有哪些工程地质问题？p174~175

①岩溶渗漏问题 ②岩溶地基稳定性问题 ③岩溶地下洞室围岩稳定和涌水问题。

19.海岸带物质的纵向运动和横向运动各形成什么地貌？p170~180

横向运动：垂直海岸。产生地貌：海滩、水下阶地、水下沙堤、沿岸沙坝、沙岛。

纵向运动：与海岸近于平行。产生地貌：在凹形海岸的转折处形成海滩；在凸形海岸形成沙嘴；海岸外有岛时，形成连岛沙坝。

20.海岸带有哪些工程地质问题？p180

与陆地建筑地基相似的地基沉降与不均匀沉降、砂土液化、渗透稳定性、地基承载力不足及岸坡稳定性问题等，特别应正确评价波浪作用和潮汐引起的地下水位升降作用。

21.从哪些方面开展地基的工程地质研究？p183

①区域地质的稳定性研究 ②地基场地的工程地质勘察工作 ③掌握拟建建筑物的结构类型、性质和荷载分布 ④根据地基工程地质条件和建筑物特点，确定基础方案 ⑤地基稳定性的力学分析。

22.何谓地基最终沉降量？p191

最终沉降量是指地基土层在荷载作用下，达到压缩沉降稳定时的地表最大垂向变形量。

23.影响地基沉降的因素是哪些？p193~194

①与地基土的工程地质条件有关：压缩性，密度，含水量……

②与建筑物有关的因素：荷重，大小，形状……

24.何谓地基承载力？采用哪些方法确定地基承载力？p194~197

地基承载力：地基受荷载后塑性区限制在一定范围内，保证不产生剪切破坏而失稳，且地基变形不超过容许值时的承载力。

确定方法：①规范法 ②原位测试法 ③理论计算法 ④工程地质比拟法

25.何谓软土？软土有哪些工程地质问题？p199~200

软土：天然含水量大，压缩性高，承载能力低的一种软塑到流塑状态的粘性土。

工程地质问题：①触变性 ②流变性 ③高压缩性 ④低透水性 ⑤不均匀性

26.软土地基采取哪些方法处理？p202

①排水 ②加固 ③置换 ……

27.砂基是如何液化的？与哪些因素有关？p206~208

饱和砂性土在震动的短时间内，孔隙水压力剧增，一时不能消散，以致有效应力减小或丧失，破坏了土的结构，当有效应力全部消失，砂体就达到了液化状态，丧失了地基承载力。

影响因素：①砂土的粒度成分 ②砂的密度 ③砂层的埋藏条件 ④地震振动的强度和持续时间。

28.何谓边坡？何谓自然边坡和人工边坡？p210

边坡：地壳表部一切具有侧向临空面的地质体。

自然边坡：在自然营力作用下未经人工破坏改造的边坡。

人工边坡：由人工开挖或改造所形成的边坡。

29.岩质边坡丧失稳定性时产生滑动面有哪几种？p216

①沿着岩体软弱层滑动 ②沿着岩体中的结构面滑动 ③两种软弱面不存在时，在岩体中。

30.岩质边坡变形和破坏的形式各有哪几种？p217

变形：①拉裂 ②蠕动 ③弯曲倾倒 ④挠曲

破坏：①剥落 ②崩塌 ③滑坡

31.影响边坡稳定性的岩体结构因素有哪几方面？

①结构面的倾向和倾角

②结构面的走向

③结构面的组数和数量

④结构面的连续性

⑤结构面的起伏差和表面性质

32.推导坡面淹没时坡面的总静水压力、滑面上的正应力分量和切向分量，并判断TW何时

为抗滑力，何时为下滑力？p231~232

略，见图6-19。

33.滑坡活动一般分为哪三个主要阶段？p238

①不稳定因素积累阶段 ②滑动阶段 ③滑坡体相对稳定或固定阶段

34.为什么要对滑坡进行位移监测？p248

位移监测不仅可以得出滑坡体移动速度、方向等资料，为整治提供依据，而且可以分析滑坡作用活动的规律性，用于预报等。

35.边坡加固和防护的主要方法有哪些？p268~273

①防排水 ②喷锚加固 ③减重与加载 ④抗滑工程 ⑤护坡工程 ⑥绕避 ⑦SNS技术 ⑧其他

36.地下洞室的开挖会产生哪些岩体力学作用？p275

①破坏了岩体天然应力的相对平衡状态，使围岩中的应力产生重分布作用，形成新的应力状态。

②在重分布应力作用下，洞室围岩将向洞内变形位移。

③围岩变形破坏将给地下洞室的稳定性带来危害。变形破坏的围岩将对支衬结构施加一定的荷载，称为围岩压力。

④在有压洞室中，作用有很高的内水压力，围岩将产生一个反力，称为围岩抗力。

37.何谓外水压力和内水压力？p85

外水压力：地下水在渗流过程中作用在围岩和衬砌中的体积力。

内水压力：洞室内的水对隧洞衬砌的压力。

38.何谓弹性抗力系数？p287

弹性抗力系数：围岩在辐射状压力下产生一个单位变形时，单位面积上所需要的压力。

39.当径向水压力等于内水压力时，如何才能使围岩不上抬？p290

岩柱的重量必须大于上抬力。

40.地下工程如何选择岩体？在褶皱区如何布置？p295~296

选择厚层、坚硬、完整的岩体。褶皱区应与褶皱轴垂直布置。

41.岩爆是如何产生的？它的形成分为哪几个阶段？p299~300

在地应力比较高的地区，潜在的能量具备突然释放的条件时，就产生一种冲击压力，隧洞施工过程中一旦受到这种冲击压力的作用，就可能发生岩块横飞和围岩塌落的现象，一般称之为岩爆。

分为三个阶段：①劈裂成板阶段 ②剪切成块阶段 ③块、片弹射阶段。

42.有压隧洞的衬砌与内水头有什么关系？p320

内水头较低时，单层简单的衬砌就足够。

内水头越高，需要越坚固抗压的衬砌。

43.为什么要进行隧洞监测？p328

隧洞检测的意义：①进行信息反馈及预测预报

②掌握围岩动态，对围岩稳定性做出评价

③验证及评价支护结构

④为修改设计提供数据

⑤为节省投资，提高设计施工水平提供科学依据

44.何谓工程地质环境？P330

工程地质环境：人类从事工程活动的地质环境

45.阐述人类工程活动与地质环境的关系。p333

人类活动与地质环境是相互依存的关系：工程活动受到工程地质条件的制约，而地质环境又会受到人类工程活动的影响而发生变化。

46.阐述我国四大地貌阶梯对人类工程活动的制约或影响？p334~235

第一阶梯：发育大型山崩及滑坡，现代构造活动强烈，活

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地壳运动中，地应力不是拉张，就是挤压，而剪切则是挤压所派生的。板块学说认为，由于地幔物质的热对流，因而牵动浮在它上面的地壳随之发生水平运动，于是形成裂谷、洋中脊这些拉张应力作用的构造；而板块之间则因挤压而发生俯冲、碰撞、褶皱，最终出现造山带这类构造。

李四光则认为，由于地球自转速度的变化，变快时挤压应力产生，地壳发生褶皱，地应力方向除旋转切线方向（平行赤道）外，还由两极向赤道方向挤压，于是形成经向构造（平行于地球经线方向）和纬向构造（平行于地球纬线方向）。当速度变缓时应力方向则相反，形成地堑系统。其主应力方向仍旧为东西向和南北向两组。

汾渭裂谷在一亿多年前燕山造山运动时，表现为一系列北东方向的挤压褶皱和北西方向的张性断裂两组。沿着今天的裂谷两侧还可看到原来沉积时近水平层状岩层变得陡立起来，本来沉积在下部的地层翻卷到后来沉积的新地层之上（河津龙门口，黄河东侧陡崖可见），有的甚至平缓地倒扣上去，老的地层呈水平地冲到新地层之上，形成地质上被称作“飞来峰”的构造（如忻州东侧系舟山顶，介休东侧龙凤大沟北山坡上可见）。——这些地质现象都是在挤压应力作用下形成的。

到了距今2500万年，发生喜马拉雅造山运动时，那些早先挤压上冲的地层，或上冲盘地质体，反而顺早期断裂面滑落下来，形成如今的盆地。就像放慢了的弹性板体，应力挤压时板体被压得中间弓起而两端距离缩短，应力一松弛，弹性回跳，弓起的板体又回落成平板。

今天通过地形测量，我们知道各个盆地的面积大小；通过地震测量，知道各个盆地泥沙堆积层的厚度，也就是地壳下陷的深度。

大同盆地面积5700平方千米，盆地中堆积了新生代的松散沉积物，其下的基岩埋藏平均深1000～1100米，最深可达3500米；忻州盆地面积2050平方千米，基岩埋深500米；太原盆地面积5050平方千米，基岩平均埋深700～900米，最深处可达3800米；临汾盆地面积5200平方千米，基岩平均埋深400～600米，最大深度1800米；运城盆地面积3000平方千米，基岩平均埋深400～500米，最大深度6000米。

这些盆地大多为多边形，它们的长轴都沿着北东30°方向，排列，形式如同雁行，斜接多字形。宏观貌似规则的线形几何体，实际上内部还有次一级，不同方向断裂存在。而且破碎的各个块体的顶面，不是水平的，而是向不同方向倾斜，不少碎板甚至不是平面形，而是弯曲面，有的呈弧形弯曲，有的成穹隆状、盆凹状，形态相当复杂。可以用地形图表达方式，画出盆地地下基岩顶面的等高线图来。这种地下基岩面的等高线图，可以一目了然地揭示盆地下面基岩的起伏状况。我们在平原地区找石油，就要测出含油层顶板的等高线来，油的密度小，它必然向鼓起（称穹窿）处集中，那个隆起顶面，就是贮油构造。可以用人工地震方法，根据不同岩层地震波传动速度的差异，在不同接收点得到不同时间接收到的震动，从而画出含油层起伏形态。在含油有利构造的顶点打钻孔，就可能找到石油。

山西南北向通过山西五大盆地、汾渭裂谷地形、构造剖面图

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