勘察报告编写提纲与场地的稳定性和适宜性.doc

一、场地的稳定性和适宜性怎么评价在建筑岩土工程勘察基本术语标准中是这样：场地稳定性：拟建场地是否存在能导致场地滑移、大的变形及破坏等严重情况的地质条件。在实际进行评价时又要牵涉到工程的类型、规模、场地的工程地质条件、地形地貌等诸多因素。例如在平原土质地基，就没有必要去考虑岩溶、土洞、崩塌等问题。工程实践中的场地的稳定性和适宜性评价大致如下：（一）场地的稳定性评价。就是看场地及其临近又没有影响场地性稳定性的因素。1、不良地质作用和地质灾害：岩溶、土洞、滑坡、泥石流、崩塌、大的沉降、地下洞室（采空区、人防洞室等）、断层、地震效应等等；2、有无边坡稳定性问题；3、有无可能影响拟建物安全的地形地貌。（二）场地的适宜性：这个问题与场地的稳定性密切相关。但从理论的角度说，没有不能建筑的场地。有的场地虽然存在稳定性问题或其他不利条件，但经过工程处理，仍然可以建筑，问题是需要处理的工程量和造价与拟建物的价值比。例如我们要建一栋投资500万的多层建筑，但勘察发现场地处于一滑坡体上，如果要对滑坡进行处理，需要1000万的投资，显然不合适。我就遇到过这类问题，最后建筑方放弃了该场地的使用。我们在做场地和地基基础的选择评价时所要尊守的原则就是：技术经济原则。也就是在技术上可行，经济上合理。场地的适宜性评价还要考虑一个水的问题。这里的水包括了地面水与地下水。林宗元先生给我们讲过一个工程实例。早年一个厂区在建设时由于考虑不周，选在了一个沟谷里，结果发生大的山洪，造成灾害，最后不得不迁建。这类事例在媒体上也时有报道。三、有些朋友在对场地进行评价时忽略了地基均匀性与稳定性的评价，这也是场地的适宜性评价必须考虑的一个方面。例如场地总体稳定性较好，但地基存在局部均匀性与稳定性的问题，仍然会对拟建物产生不良影响。所以我们在勘察报告中，地基均匀性与稳定性的评价是不可或缺的内容。二、岩土工程勘察报告编写提纲与具体内容参考岩土工程勘察报告编写提纲与具体内容参考根据岩土工程勘察规范GB50021-2001，特别是其中14.3.3条关于岩土工程勘察报告规定的内容，结合CECS99：98 岩土工程勘察报告编制标准 ，参考众多勘察报告中的优秀者，提出下面这个编写提纲及每个标题应有的内容和数据，以使勘察报告内容更充实，论证更合理，岩土参数更有适用性和可靠性，特编写本勘察报告编写提纲及有关内容指南，供勘察单位参考。岩土工程勘察报告（建议稿）1、 前 言1.1 任务依据1.2 工程概况1.3 岩土工程勘察等级1.4 勘察目的要求及需要提供的成果资料1.5 勘察方法和勘探点的布置1.6 勘察工作过程及完成工作情况本节应插表格展示成果钻 孔 （个） 总 进 尺 取 样 及 试 验 标 贯 数 量 水位测量孔 数 钻孔位置测 量完成孔 数 技术孔数 鉴别孔 数 土 样数 量 水 样数 量 原岩数 量 1.7 执行规范及依据2、地理位置、地形及地貌及地质简况2.1 工程所在地理位置2.2 场地地形及地貌2.3 区域地质简况3、 场地岩土分层及特征（1） 人工填土层（2） 耕植土层（3） 冲积层（3-1）粘土（3-2）粉砂（3-3）淤泥（4）残积层（5）基岩（5-1）全风化（5-2）强风化(5-3）中风化第四系土层的描述內容应包括:颜色、成分及含量、粒度及配级、湿度、密实度、可塑性、韧性及土层结构等;土层分布,厚度及变化;埋深及顶（底）板标高;对该层取原状土样数量及试验结果,根据土样试验结果查表所得承载力特征值;对该层进行标准贯入试验次数及结果,根据标贯击数查表所得承载力特征值;根据两者比对并综合分析，结合地区经验,推荐该层承载力特征值为kpa残积土和风化土的描述除上述内容外,还应描述是什么原岩的风化土或残积土,其母岩的地质时代和岩石名称;风化程度（按规范附录A表A.0.3）、岩土的均匀性及孤石、破碎岩带夹层分布情况;对花岗岩残积土、全风化及强风化层应按标贯击数划分.残积土要测天然含水量、塑限和液限，进一步划分可塑和硬塑残积土，也可根据含砾或砂量划分粘性土.花岗岩类残积土的地基承載力和变形模量应采用载荷试验确定.乙级丙级工程可按标贯等测试资料,结合地区经验综合确定.对中风化和微风化的原岩应取岩样作单轴抗压强度试验,并按广东省建筑地基基础设计规范DBJ15-31-2003之4.4.1条求出承载力特征值4.地下水4.1 地下水概况4.1.1 潜水 主要含水层的分布 埋藏深度 赋存状况 补给条伴 排泄条件4.1.2 基岩裂隙水 埋藏深度 赋存状况 补给条伴 排泄条件4.1.3地下水位 勘察时的地下水位、历史最高水位 场地地下水和承压水的水力联系. 当建筑物为箱式基础或地下室时应提供抗浮设计水位。4.1.4 抽水试验 岩土渗透系数及影响半径 基坑涌水量（当深基坑开挖地基时需此内容）。4.2 土和地下水的腐蚀性评价4.2.1 土和水质分析4.2.2 环境类型4.2.3 水和土的腐蚀性评价5. 岩土性质指标5.1 取样方法及原位测試方法5.1.1 取样工具及方法5.1.2 原岩样品试验方法5.1.2 标贯试验方法 、50击換算公式、杆长校正公式5.2 岩土物理力学性质指标的统计方法应用公式：（按GB50021-2001之14.2岩土参数的分析和选定规定）5.3 岩土参数统计值及建议值5.3.1 土工试验成果分层统计表5.3.2 标贯成果分层统计表5.3.3 各岩土层力学参数推荐表6 地震效应6.1 场地抗震地段类别划分6.2 场地类别6.2.1 分层测定剪切波速的方法和成果（10层和高度30以下的丙类和丁类建筑，无实测剪切波速时可按抗震设计规范GB50011-2001之表4.1.3查得）。6.2.2 等效剪切波速及覆盖层厚度 场地类别划分6.3 地震基本烈度、地震加速度、特征周期值6.4 饱和砂土液化判别6.4.1 液化判别深度6.4.2 标贯击数临界值计算公式（按GB50011-2001之4.3.4给出公式）6.4.3标准贯入锤击数基准值（按表4.3.4）。6.4.4 各钻孔饱和砂土标贯击数及液化判别（列表与基准值对比）。6.4.5 液化指数及液化等级（按GB50011-2001之4.3.5条计算划分）。7. 场地稳定性评价7.1 场地稳定性评价7.1.1 不良地质作用7.1.2 特殊岩土及不利地形地貌发育状况7.1.3 软土及液化土层发育情况7.1.4 断层发高育情况及活动性评价7.1.5 孤石分布情况及对成桩的影响7.1.6 地基土的均匀性和变异性评价7.2 地基适宜性评价分层评价岩土工程特性及能否作为持力层，作为持力层时可靠适用的力学参数和承载力特征值8. 基础建议及参数8.1 基础方案8.2 地基参数分别按预制桩、搅拌桩、钻（冲）孔桩给出桩摩侧阻力特征值、端阻力特征值，列表8.3 关于基坑开挖和支护开挖坡度 边坡支护参数 分层推荐土容重、粘聚力、内摩察角、土与锚杆极限摩擦力 地下水渗透情况 影响水力半径 可能的日涌水量止水措施 降水措施 对周边和市政设施的影响等.8.4 提请设计和施工中应注意事项9. 结论9.1 场地稳定性及对建没工程的适宜性9.2 地震效应结论9.3 水（土）对建材腐蚀性及防水抗浮设计水位9.4 推荐持力层及承载力和相关岩土力学指标 9.5 建议的地基方案附件目录附表1 勘探点一览表序号 钻孔编号 钻孔深度 地面高程 坐 标 取样个数 地下水位 标贯次数 开钻日期 终钻日期 X Y 原状土 扰动土 附表2 地层统计表地层编号 时代成因 岩土名称 厚 度 层顶埋深 层顶标高 层底埋深 层底标高 备注 最大值 最小值 平均值 最大值 最小值 平均值 最大值 最小值 平均值 最大值 最小值 平圴值 最大值 最小值 平均值 各层土工试验成果表岩土分层 统计指标 天 然 状 态 指 数 稠 度 指 数 密 度 土粒比重 含水率 孔隙比 饱和度 液 限 塑 限 液性指 数 干密度 密 度 样品数 最大值 最小值 平均值 标准差 修正系数 标准值 表3 续 （接在表3右侧，连接成長表）固 结 指 数 剪 切 指 标 渗透系数 颗 粒 组 成 压性指数 压缩模量 固结系数 直接块剪 固结块剪 砾 粗砂 中砂 细砂 粉砂 粘粒 粘聚力 內摩擦角 粘聚力 内摩擦角 表4 标贯试验成果统计表岩 土 编 号 时 代 成 因 岩 土 名 称 统 计 项 目 标 贯 击 数 修 正 击 数 最 大 值 最 小 值 平 均 值 标 准 差 变 异 系 数 修 正 系 数 统 计 数 量 最 大 值 最 小 值 平 均 值 标 准 差 变 异 系 数 修 正 系 数 表5 饱和砂土液化判别一览表钻 孔编 号 标 贯深 度 砂 土厚 度 土 层编 号 土 层名 称 地 下水 位 标 贯击 数 临 界击 数 液 化指 数 液 化等 级附图1 建筑物与勘探点平面图附图2 基岩（或某风化层）顶板等深（或等高）图附图3 工程地质剖面图附图4 钻孔柱状图附件1 土工试验报告附件2 水质分析报告附件3 钻孔岩芯彩色照片三、工程地质学一、 概念1.工程地质条件：与工程建筑有关的地质要素的综合，包括地形地貌条件、岩土类型及其工程地质性质、地质结构及地应力、水文地质条件、物理（自然）地质作用以及天然建筑材料等六个要素。2、工程地质问题：工程建筑与工程地质条件（地质环境）相互作用、相互制约而引起的，对建筑本身的顺利施工和正常运行以及对周围环境可能产生影响的地质问题称为工程地质问题。3、区域地壳稳定性：是指工程建设地区现今地壳在内外动力地质作用下的稳定程度4、活断层：是指现今正在活动的断层，或近期曾活动过、不久的将来可能会重新活动的断层。5、地震：在地壳表层，因弹性波传播所引起的振动作用或现象，称为地震。6、里氏震级：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。M=logA7、烈度：是指地面及各类建筑物遭受地震破坏的程度。8、基本烈度：一个地区今后一定时期（100年）内，一般场地条件下可能遭遇到的最大地震烈度。9、诱发地震：由于人类工程、经济活动而导致发生的地震称为诱发地震。10、地震效应：在地震作用影响所及的范围内，在地面出现的各种震害或破坏，称为为地震效应。11、场地和地基的破坏效应：是指造成建筑物破坏的直接原因是由于场地和地基稳定性引起的，也就是说、地震时首先是场地和地基破坏从而产生建筑物和构筑物破损并引发其他灾害。12、震动破坏作用地震时地震波在岩土体中传播，给建筑物施加一个附加荷载，即地震力。当地震力达到某一限度时，建筑物即发生破坏。这种由于地震力作用直接引起建筑物破坏的作用成为震动破坏作用。13、斜坡变形：是指斜坡应力状态的变化，使原有的平衡被打破，局部应力集中超过该部位岩土体的强度，引起局部剪切错动，拉裂并出现小位移但没有造成整体性的破坏。14、斜坡破坏：当斜坡变形进一步发展，破裂面不断扩大并相互贯通，使斜坡岩土体的一部分分离开来，发生较大的位移，这就是斜坡的破坏。15、滑坡：斜坡上的岩土体，沿贯通的剪切破坏面（带），产生以水平运动为主的现象。16、崩塌：斜坡岩土体中被陡倾的张性破裂面分分割的块体突然脱离母体并以垂直运动为主，翻滚跳跃而下，这种现象和过程称为崩塌。17、边坡稳定系数：滑面上的总抗滑力与总下滑力的比值。18、渗透压力：渗透的水流作在岩土上的力，称为渗透压力。19、动水压力：单位体积土体所受的渗透压力。20、渗透变形或渗透破坏：当渗透压力达到一定值时，岩土中的一些颗粒甚至整体就会发生移动而被渗流带走，从而引起岩土的结构变松，强度降低，甚至整体发生破坏。这种工程地质作用或现象称为渗透变形或渗透破坏。21、管涌（潜蚀）是在渗流作用下单个土颗粒发生独立移动的现象。22、流土：是在渗流作用下一定体积的土体同时发生移动的现象。23、临界水力梯度：当渗透压力等于有效重力时元土体呈悬浮状态，发生流土。此时渗流的水力梯度即为临界水力梯度24、允许水力梯度：是以临界水力梯度除以安全系数m来获得，即I允=Icr/m25地面沉降是指地面高程的降低又称地面下沉或地沉，均为地壳表层某一局部范围内的总体下降运动。26地裂缝是地表岩土体在自然因素和人为因素作用下，产生开裂并在地面形成一定长度和宽度裂缝的现象。27、岩层与地表移动：矿山开采破坏了岩体内部原有的力学平衡状态，使岩层位移、变形，岩体的完整受到破坏。当开采面积达到一定范围之后，起始于采场附近的移动和破坏将扩展到地表，称为岩层与地表移动，又称为地表沉陷。二。填空1.工程地质条件包括地形地貌条件、岩土类型及其工程地质性质、地质结构及地应力、水文地质条件、物理（自然）地质作用以及天然建筑材料等六个要素。2.工程地质研究方法：主要有自然历史分析法、数学力学分析法、模型模拟试验法和工程地质类比法。3.活断层的参数包括：产状、长度、断距、错动速率、错动周期和活动年龄等。4.活断层按其活动方式分为：地震断层（或粘滑型断层）、蠕变断层（或蠕滑型断层）。5.地震成因学说有主要有断层学说、岩浆冲击学说、相变学说和温度应力学说等。地震类型：构造地震、火山地震、陷落地震（或塌陷地震）和诱发地震。6.地震易发生的活断层的部位：活断层的端点、拐点、交汇点、分支点和错列点。7.世界四大地震带是：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。我国六大地震带：台湾与东南沿海地震带、郯城-庐江地震带、南北向地震带、华北地震带、西藏-滇南地震带、天山南北地震带。8.地震的场地和地基破坏作用的类型：地面破裂、滑坡和崩塌、地基失效9.斜坡的组成要素坡体、坡高、坡角、坡肩、坡面、坡脚、坡顶面、坡底面等各项要素。10.斜坡变形的主要形式有三种，即拉裂、蠕动和弯曲倾倒。11.斜坡破坏的主要形式崩塌，滑坡。12.按崩塌发生时的受力状况的不同崩塌分：倾倒式崩塌，滑移式崩塌，鼓胀式崩塌，拉裂式崩塌，错断式崩塌。13.根据边坡失稳破坏的具体部位的崩塌的分类：坡体崩塌，边坡崩塌，坡面崩塌。14.滑坡的形态要素组成：滑坡体、滑坡床、滑动面、滑坡周界、滑坡壁、滑坡台地、封闭洼地、滑坡舌、滑坡裂隙15.滑坡按滑动面与层面的关系分：均质滑坡，顺层滑坡，切层滑坡。按滑动力学性质的分类牵引式滑坡、推落式-、平移式-和混合式-。16.滑坡发育的三个阶段：蠕动变形阶段、滑动破坏阶段和压密稳定阶段。17.斜坡按结构面的产状与临空面关系分：平叠坡，顺向破，逆向坡，斜交坡，横交坡。18.斜坡变形破坏防治措施的种类：支挡工程、排水、减荷反压、防冲护坡、改善岩土性质、防御绕避。19.斜坡变形破坏防治的支挡工程措施的种类：挡墙、抗滑桩、锚杆或锚索、支撑。20.渗透变形的类型：管涌和流土。21.渗透变形预测的步骤：1根据土体的类型和性质，判定是否会产生渗透变形的可能性以及渗透变形的类型；2确定坝基各点，主要是下游坝脚处的实际水力梯度；3确定临界水力梯度和允许水力梯度；4根据实际水力梯度与允许水力梯度的比较，圈定出可能发生渗透变形的范围。22.土石坝防渗透变形的主要措施有：垂直截渗、水平铺盖、排水减压和反滤盖重等四项。23.地面沉降产生的条件：厚层松散细粒土层的存在、长期过量开采地下流体、新构造运动的影响、城市建设对地面沉降的影响。24.沉降标的种类：1基岩标2分层标3地面标。25.地裂缝的特征：(1) 地裂缝发育的方向性与延展性(2) 地裂缝灾害的非对称性和不均一性(3) 灾害的渐进性(4) 地裂缝灾害的周期性。26.地裂缝的成因类型：构造地裂缝、非构造地裂缝。27.我国三大地裂缝发育带：1汾渭盆地地裂缝带2太行山东簏倾斜平原地裂缝带3大别山北簏地裂缝带。28.地裂缝的防治措施：控制人为因素的诱发作用、建筑设施避让防灾措施、监测预测措施。29.采矿引起地面破坏的形式：1地表移动盆地2裂缝3台阶状塌陷盆地4塌陷坑。30.减缓采矿地面塌陷的技术措施：改革开采方法、覆岩离层注浆、迁村、对塌陷区采取复垦措施。三、简答题1.活断层的基本特征（1）、活断层是深大断裂复活运动的产物。大量研究结果表明，活断层往往是地质历史时期产生的深大断裂，在晚近期及现代地壳构造应力条件下重新活动而产生的。深大断裂指的是切穿岩石圈、地壳或基底的断裂，其延伸长度达数十、数百甚至数千km，切割深度数km至百余km，（2）、活断层的继承性和反复性。研究表明，活断层往往是继承老的断裂活动的历史而继续发展，而且现今发生地面断裂破坏的地段过去曾多次反复地发生同样的断层运动。（3）、活断层的活动方式。活断层的活动方式基本有两种：一种是以地震方式产生间歇性地突然滑动，称地震断层或粘滑型断层；另一种是沿断层面两侧岩体连续缓慢地滑动，称蠕变断层或蠕滑型断层。（4）、断层的减震、隔震作用。减震作用包含两个意思：一是一次大震后，该地段在一定时间内不再发生类似强度的地震；二是一断裂系上发生大震，相邻的平行断裂系将长期无震发生。隔震作用有三个含义：一是一组断裂阻截另一组断裂，后者孕育的地震完全被限制在前者的某一侧，另一侧无震的；二是地震烈度沿垂直断裂走向衰减很快，尤其在断裂倾向的反方向上；三是沿断裂带走向被另一组大交角的断裂系阻截，地震烈度在该方向上急剧衰减的现象。2.对防震、抗震有利的建筑场地（地震区建筑场址的选择）为了做好选址工作，必须进行地震工程地质勘察，联系历史震害的情况，并充分估量在建筑物使用期间可能造成的震害，经综合分析研究后选出抗震性能最好、震害最轻的地段作为建筑场地，同时提出建筑物抗震措施的建议。对防震、抗震有利的建筑场地有：地形平坦开阔；岩土坚硬均匀，若土层厚度较大，则应较密实；无大的断裂，若有则它与发震断裂无联系，且断裂带胶结较好；地下水埋深较大；崩塌、滑坡、岩溶等不良地质作用不发育。建筑场地一定要避开活动断裂带和不稳定斜坡地段，并尽量避开强震动效应和地面效应的地段、孤突地形和地下水埋深过浅地段。2.水库诱发地震的特点1.在时间上，初震时间和地震震级与水库蓄水时间和水位有明显的相关关系，一般水库蓄水几个月后即有明显的微震活动，且频度和强度随着水库水位升高或库容增大而增大，但地震活动峰值在时间上要滞后库水位或库容峰值，滞后时间一至数月不等，这可能与震源深度及库底岩体的渗透性有关；2.在空间上，震中主要分布在水库大坝附近或分布于库水最大水深处或水库主体两侧的峡谷区；3.在地震序列上，前震极为丰富，属于前震余震型，而同一地区的天然地震往往属主震余震型；4.在震级上，多数为微震，中强震很少；水库诱发地震的震源较浅，一般都小于10km，有只有几km，因此，震级只有3-4级的水库地震也可造成较严重的破坏。3.诱发矿震的条件诱发矿震的条件是：矿床的顶、底板岩体坚硬，有利于应变能的积聚或存在已积累高度应变能的岩体和断层；存在一定规模的采空区，井巷坑道破坏了岩体的稳定状态；开采深度大，上覆岩体载荷重，差应力变化大，容易引起较大规模的岩体错动。总之，积聚高应变能的坚硬岩体是诱发矿震的基础条件，井巷布置和不同开采方式引起的应力集中是主要的诱发因素。在发震条件具备时，井下放炮常常是一种触发因素。4.斜坡应力分布特征1无论什么样的天然应力场，斜坡面附近的主应力迹线均明显偏转，表现为愈接近坡面，最大主应力愈与坡面平行，而最小主应力与坡面近似正交，向坡体内则逐渐恢复到原始状态。2由于应力分异结果，在坡面附近产生了应力集中带。不同部位的应力状态是不同的。在坡脚附近，最大主应力（表现为切向应力）显著增高，而最小主应力（表现为径向应力）显著降低，甚至出现负值（即拉应力）。由于应力差大，于是形成最大剪应力增高带，最易发生剪切破坏。在坡肩附近，在一定条件下坡面的径向应力和坡顶的切向应力可转化为拉应力（应力值为负值），形成一个张力带。斜坡愈逗，则张力带范围愈大。因此，坡肩附近容易拉裂破坏。3由于主应力偏转，坡体内的最大剪应力迹线也发生变化，由原来的直线变为凹向坡面的圆弧状（图5-3）。4坡面处的径向应力实际为零，所以坡面处于二向应力状态。上述为典型斜坡的应力分布特征，在各种因素影响下实际情况要复杂得多。5.崩塌形成的条件崩塌是在特定的自然条件下形成的。地形地貌、岩性和地质构造是崩塌的物质基础；降雨、地下水作用、震动力、风化作用以及人类活动常成为崩塌形成的诱发因素。崩塌一般发生在块状、厚层状坚硬岩体中。灰岩、砂岩、石英岩等厚层硬脆性岩石常能形成高陡的斜坡，其其前缘常由于卸荷作用产生裂隙或使原有裂隙张开，并与其他结构面组合，逐渐发展而形成连续贯通的分离面，在触发因素作用下发生崩塌。此外，有缓倾角软硬相间岩层组合的陡坡，由于软弱岩层被风化剥蚀而形成凹龛，使上部坚硬岩层凸出坡外，易脱落形成崩塌。构造和非构造成因的岩石裂隙对崩塌的形成影响很大。硬脆性的岩石中往往发育两组或两组以上陡倾节理，其中与坡面平行的一组常演化为张裂隙。此时裂隙的切割密度对崩塌块体的大小起控制作用。崩塌的形成与地形直接相关。在地形切割强烈的山区，高陡斜坡分布区和深开挖的基坑、矿坑中，崩塌现象多见。发生崩塌的地面坡度一般大于45，而大部分分布在大于60的斜坡上。地形切割愈强烈，高差愈大，形成崩塌的可能性和能量也愈大。5.刚性极限平衡法评价斜坡稳定性的前提条件刚性极限平衡法的前提条件：1只考虑破坏面上的极限平衡状态，而不考虑岩土体的变形，也就是将岩土体看成是刚性的。2破坏面（滑动面）上的强度由摩擦力（j衡量）和粘聚力（C衡量）控制，即遵循库伦判据。3滑体中的应力。以正应力和剪应力的方式集中作用在滑面上，即将它们看成为集中力。4以平面（二维）课题来处理，使计算简化。6.抽排水引起地面沉降的实质，比较含水砂层与黏土层固结的差异（1）、抽排水引起地面沉降的实质可以用有效应力原理来解释，随着抽排水的进行，地下水位不断下降，水头下降，静水压力下降，从而导致有效应力上升，压缩岩体，引起地面沉降。（2）、抽取地下液体引起的地面沉降是由有效应力在起作用。由于透水性能的显著差异，孔隙水压力减小、有效应力增大的过程，在砂层和粘性土层中是截然不同的。在砂层中，随着承压水头降低和多余水分排出，有效应力迅速增至与承压水位降低后相平衡的程度，所以砂层压密是瞬时完成的。在粘性土中，压密过程进行得十分缓慢，往往需要几个月甚至几十年的时间，因而直到应力转变过程最终完成之前，粘土层中始终存在超孔隙水压力。它是衡量该土层在现存应力条件下最终固结压密程度的重要指标。相对而言，在较低应力下砂层的压缩性小且主要是弹性、可逆的，而粘性土层的压缩性则大得多且主要是非弹性的永久变形。因此，在较低的有效应力增长条件下，粘性土层的压密在地面沉降中起主要作用，而在水位回升过程中，砂层的膨胀回弹则具有决定意义。7.覆岩性质对岩层及地表移动影响分析上覆岩层的强度愈大，各分层厚度愈大，地下开采后使这些岩层移动和破坏所要求的采空区面积也就愈大。上覆岩层为强度较低的软岩组成时，随着回采工作面的推进，不需很大的采空区面积煤层顶板开始冒落，上覆岩层随之开始移动，并很快传播到地面。坚硬岩层内部可产生较多的离层裂缝，而软岩层内部一般没有离层发育，因此，坚硬岩层情况下的下沉量较软岩层的要小。岩移角的大小也与岩层力学性质有关。一般硬岩层的岩移角比软岩层的要大。基岩移动角一般变化在50-90，表土层移动角一般为45-55。地表移动盆地下沉曲线的形状与岩性有关。顶板岩性愈硬，悬顶距愈大，则下沉曲线的拐点位置愈偏向采空区一方。10、场地工程地质条件对震害的影响（1）、岩土类型与性质。岩土类型和性质对宏观烈度的影响最为显著。可从岩土的软硬程度、松软土的厚度以及地层结构等三个方面来考察。一般来说，在相同的地震力作用下，基岩上的震害最轻，其次为硬土，软土做重。松软沉积物厚度对震害的影响也很显著。岩土性质和松软土厚度对震害的影响，根本原因是特征周期的作用。土质愈松软，厚度愈大，特征周期愈长，所以对自振周期较长的高层建筑、烟囱和木架结构房屋能引起共振，加重震害。此外，厚层软土的震动历时加长，也会使震害更加重。若地表分布饱水细砂土、粉土和淤泥土时，会因为震动液化和震陷导致地基失效。地层结构对震害也有较大的影响。一般情况下，下硬上软的结构震害重，下软上硬则震害较轻。尤其当硬土中有软土夹层时，可削减地震能量。（2）、断裂。区分发震断裂和非发震断裂。对发震断裂，强震时的地表变形破裂，对跨越其上的建筑物来说是不可抗御的。所以采取提高烈度的办法是无济于事的，而应在选址时避开。非发震断裂若破碎带胶结较好，则并无加大震害的趋势。所以，非发震断裂应根据断裂带物质的性质，按一般岩土对待即可，不应提高烈度。（3）、地形地貌。大量宏观调查资料和仪器观测、模型试验及理论分析结果表明，场地内微地形对震害影响明显。其总趋势是：孤立突出的地形加重震害，低洼平坦的地形震害相对减轻。局部地形地貌影响震害的实质是：孤突的地形使山体发生共振或地震波被多次反射，而引起地面位移、速度和加速度的放大。（4）、地下水。总的趋势是：饱水的岩土体会影响地震波的传播速度，使场地烈度增高。地下水埋深愈浅，则烈度增加值愈大。地下水埋深1-5m范围内影响最明显；地下水埋深大于10m时影响就部明显了。11.土的结构特性对渗透变形影响分析土的抗渗强度取决于土体本身的结构。制约渗透变形发生的土体结构特性包括：土中粗细颗粒直径、细粒物质的含量、土的级配特征、颗粒形状及排列方式等。（1）、粗细粒径的比例只有当土中细颗粒的粒径d小于粗颗粒的骨架孔隙直径d0时，才能发生潜蚀。据研究其最优比值为d0/d=8。砂土颗粒粒径与其孔隙比值的大小，与颗粒的排列方式关系极大。土愈疏松，则细小颗粒在孔隙中随渗流运动愈顺畅；愈紧密则只能让更细小的颗粒通过。因此，愈疏松的土体愈容易产生渗透变形。此外，土愈紧密，抗剪强度愈大，抵抗渗透变形的能力愈强。（2）、细颗粒的含量天然无粘性土的颗粒组成相当复杂，其分布曲线有单峰型、双峰型和多峰型。我国水利水电科学研究院通过大量室内试验研究，提出了用细颗粒含量百分数来判别双峰型砾土的渗透变形型式：1当细颗粒含量大于35%时为流土；2当细颗粒含量小于25%时为潜蚀；3当细颗粒含量界于25-35%时，流土和潜蚀均可能发生，主要取决于砾土的密实程度及细颗粒的组成。中等以上密实度、细颗粒的不均匀系数较小的砾土，一般发生流土；反之为潜蚀。此外，细颗粒成分中粘粒含量的增加，可增大土的凝聚力，因而增大土的抗渗强度，使土不容易产生渗透变形。（3）、土的级配特征土的级配特征可用土的不均匀系数Cu=d60/d10表示。Cu愈大，土愈不均匀，级配愈好。通过试验发现，在自下而上的渗流出口处无覆盖的条件下，砂土的渗透变形类型及临界水力梯度值都与土的不均匀系数有关：1当Cu20时，主要型式为潜蚀；3当Cu在10-20之间时，流土和潜蚀都可能发生。临界水力梯度与不均匀系数之间的关系见右图。从图上可以看出，砂土的不均匀系数愈大，临界水力梯度愈小，也就是说，产生流土的临界水力梯度比潜蚀要大。需要指出的是，上述的判断对砾质土不适用，而且仅靠上述判别也往往是不全面的。实验表明：在渗流作用下，由于无粘性土的结构特性不同，有的土首先表现为潜蚀，然后在更强的水动力条件下转化为流土。而有的土则在足够的水动力条件下，直接发生流土。从一些工程场地渗透稳定性的研究资料可以看出，在具备上述基本条件时，渗透变形现象的产生还必须由宏观地质因素和工程因素来决定。二、 四、论述1、活断层的地质、地貌及水文地质特征1）地质特征最新沉积地层被错开是活断层最可靠的地质特征。这种现象在一些活动构造带中较常见。一般来说，只要见到第四纪中、晚期沉积物被错断，无论是老断层的复活还是新断层的出现，均可鉴别为活断层。鉴别时应注意与地表滑坡产生的地层错断相区别。一般活断层的破碎带由松散的破碎物质构成，而老断层的破碎带均有不同程度的胶结。因此，松散、未胶结的断层破碎带也可作为活断层的判别标志。伴随有强烈地震发生的活断层，当强震过程中沿断裂带常出现地震断层陡坎和地裂缝，是鉴别活断层的重要依据。鉴别地裂缝时，应注意与斜坡变形破坏或大量汲取地下水所造成的地裂缝的区别。非构造的地裂缝一般无一定的方向性。2）地貌特征由于活断层的构造地貌格局清晰，所以许多方面可作为其鉴别特征。活断层往往构成两种截然不同的地貌单元的分界线，并加强各地貌单元之间的差异性。典型的情况是，一侧为断陷区，堆积了很厚的第四纪沉积物；另一侧是隆起区，高耸的山地，叠次出现的断层崖、三角面、断层陡坎等呈线性分布。两者界线截然分明。活断层经常造成同一地貌单元或地貌系统的分解和异常。如同一夷平面或阶地被活断层错断，造成高差和位错。走滑型断层可使穿过它的河流、沟谷方向发生明显的变化。当一系列的河谷向一个方向同步位错时，即可作为鉴别活断层位置和性质的证据。根据水系位错的距离和堆积物的绝对年龄，还可推算该断层的平均错动速率。山脊、山谷、阶地和洪积扇等的错开，也是鉴别走滑型断层的标志。近期断块的差异升降运动，可使同一级夷平面分离解体，高程相差数百米，以至上千米。为数不多的活动断裂在地貌上为深切的直线形河谷，当断层两盘相对地升降，则两岸阶地的高度有差别，同一级阶地的高程在断层两侧明显不同。由于阶地形成时的时代较夷平面新，所以在鉴定活断层时更为可靠。此外，在活断层带上滑坡、崩塌和泥石流等动力地质现象常呈线性密集分布。3）水文地质特征活动断裂带的透水性和导水性较强，因此当地形、地貌条件合适时，沿断裂带泉水常呈线状分布，且植被发育。此外，许多活断层沿线常有温泉出露。有时候一些老断层沿线也有泉水呈线状分布，判别时应结合其它特征以区别。由于活断层一般比较深大，地下水在循环交替过程中能携带深部的某些化学成分，主要表现为某些微量元素含量的显著增加，。因此，也可以根据地下水中这些微量元素的异常探测活断层。地质、地貌和水文地质特征地表迹象明显的活断层，在遥感图象中的信息极为丰富，即使是隐伏的活断层，也可提供一定量的信息。因此，利用遥感图象判译来鉴别活断层，是一种很有成效的手段。尤其是研究大范围内的活断层，利用遥感图象判译更有明显的优越性。2、地层结构对渗透变形影响分析地层结构对渗透变形的影响，在坝基下表现得最明显。松散土体坝基地层结构有单一型、双层型、多层型和多薄层型等。1单一型地层结构大多位于河流的上游地段，一般为砂砾石层，厚度较小，往往产生管涌型渗透变形，其强烈程度取决于土中细颗粒成分的含量。若粗颗粒骨架孔隙中细粒成分较多，且被渗流不断带走，则会产生强烈管涌，甚至转化为流土。这种地层结构的渗透变形容易控制和治理。2双层和多层厚层地层结构大多位于河流的中游地段，其渗透变形的发生主要取决于表层粉土和粘性土的性质、厚度和完整程度。如果表层粉土和粘性土较厚而完整，且抗剪强度较大时，即使下面沙砾石层的水力梯度较大，也不易产生渗透变形。如果表层粉土和粘性土较薄或不完整，且位于坝下游地下水溢出段时，就可能会被动水压力顶冲，产生裂缝，以至冲溃、浮动，发生流土而形成破坏区，下层的管涌或流土可相继发生。总的来说，双层和多厚层地层结构渗透变形现象较多见，也较复杂。3多薄层地层结构一般位于河流下游地段，由细砂土、粉土和粘性土相互叠置组成，单层厚度不大，且多相变和尖灭现象。这种地层结构产生渗透变形主要取决于表层是否存在粘性土及其性质、厚度和完整程度。细砂土、粉土中的粘性土夹层和透镜体，对土层的渗透性和动水压力有一定的影响，可使局部地段水力梯度较大，引起渗透变形。3、地面沉降产生的地质环境类型及基本特征（1）近代河流冲积环境模式在河流中下游高弯度河流沉积相为主。属于这种模式的河流常处于现代地壳沉降带中，河床迁移率高，因而沉积物特征为多旋回的河床沉积土下粗上细的粗粒土和泛原沉积土，并以细粒粘性土为主的多层交错叠置结构。一般地说，粗粒土层平面分布呈条带状或树枝状，侧向连续性较差。不同层序的细粒土层相互衔接包围在砂体的上、下及两侧，其剖面如右图。（2）近代三角洲平原沉积环境模式三角洲位于河流入海（湖）地段，界于河流冲积平原与滨海大陆架的过渡地带。随着地壳的节奏性升降运动，河口地段接受了陆相和海相两种沉积物。其沉积结构具有由陆源碎屑（以中细砂为主夹有有机粘土）与海相粘性土交错叠置的特征。在没有强大潮流和波能作用时，三角洲前缘不断向海洋发展形成建设性三角洲。在平面上可分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲。（3）断陷盆地沉积模式一般位于三面环山，中部以断块下降为主的近代活动性地区。盆地下降过程中不断接受来自周围剥蚀区的碎屑物质，堆积了多种成因的粒度不均一的沉积层。沉积物结构受断陷速率和节奏的控制。在这类地质环境中两大类诱发因素均可能导致较严重的地面沉降。按地理位置分为：1临海式断陷盆地位于滨海地区，常受到近期海侵影响。其沉积结构由海陆交互地层组成。我国台北和宁波盆地均属于这种模式，并已产生了地面沉降现象。2内陆式断陷盆地位于内陆的近代断陷活动地区。盆地内接受来自周围物源区的多种成因的陆相沉积。由于断陷运动的不均匀性，造成沉积物粒度变化和不同的旋回韵律。4、煤层开采后顶板形成的“三带”及各带的特征（1）、冒落带.冒落带是采用全部垮落方法管理顶板时，采煤工作面放顶后引起的煤层直接顶板的破坏范围。其特点是顶板岩石在自重作用下，发生法向弯曲，当岩层内拉张应力超过岩石强度时，破碎成块、垮落而形成。而且越是靠近煤层岩石越是破碎、紊乱。冒落岩块之间的空隙多，连通性强，有利于水、砂和泥土通过。根据冒落岩块的破坏和堆积状况，冒落带可分为不规则冒落和规则冒落两部分。在不规则冒落部分内，岩层完全失去了原有的层次；在规则冒落部分内，岩层基本上保持原有层次。冒落带的高度取决于采出煤层的厚度和岩石的碎胀系数，通常为采出煤层厚度的3-5倍。煤层愈薄、冒落带的高度愈小。岩石冒落带的高度h可由下式计算：其中，m为采出煤层的厚度；K为岩石的碎胀系数；a为煤层倾角。岩石的碎胀系数取决于岩石的性质，它的值恒大于1，一般为1.10-1.40。通常冒落带高度h是采出煤层厚度m的4-8倍。（2）、裂隙带。位于冒落带以上。由于冒落带岩石的碎胀性，顶板岩层冒落到一定高度后，以上的岩层向下变形的空间减小，因此，裂隙带内岩层破坏的特点是：岩层发生垂直于层面的裂隙或断开以及岩层顺层面离开（称为离层裂缝）。根据垂直于层面的裂隙、离层裂缝的不同张开程度以及裂缝的连通性好坏，裂隙带又可分为严重断裂、一般开裂和微小开裂三个部分。严重断裂部分内岩层大都断开，裂隙的连通性好，漏水严重。一般开裂部分内的岩层连续性未断或很少断开，裂缝的连通性较强，漏水程度一般。微小开裂部分内岩层有裂缝，基本不断开，裂缝的连通性不好，漏水性较弱。裂隙带与冒落带之间也无明显的界限。当煤层埋藏深度较小，冒落带和裂隙带发展到地面时，在地面形成大的裂缝，与矿井工作面贯通，可导致地表水体和大气降水通过裂缝导入矿井，引起矿井涌水量突然增加，造成工作面条件严重恶化，甚至发生透水事故而淹没整个矿井。还可发生溃砂现象。（3）、弯曲带。裂隙带以上直至地表的部分。带内岩层不再发生断裂，而是在自重及上覆岩层重量作用下，产生法向弯曲变形，并伴随有沿层面脱开（即离层）和层面剪切变形等现象。带内岩层保持其完整性和层状结构，移动过程连续而有规律，岩层呈平缓的弯曲。如果开采深度大，弯曲带的高度将大大超过冒落带和裂隙带之和，此时，裂隙带不会达到地表，地表的变形相对比较和缓，在地表最终形成碟形沉陷洼地，其边缘发育有与矿井不具连通性的上宽下窄的张性裂缝。场地与地基的地震效应(一)场地与地基的概念所谓场地大致是指村镇或大型工厂企业各类建设用地的范围，大致在0.51.0km2范围的建设用地。所谓地基，是指建筑物基础下主要持力层的岩、土一般称为地基。在一次地震中同一类建筑在不同的场地条件下会有不同的反应。在相同场地条件下，不同建筑物也会有不同的反应。(二)建筑场地的地震效应一次地震中，由于场地条件的不同，会引起建筑物的反应有很大的差异。场地的地震效应 主要表现在以下几方面：1 场地土层软硬及厚度的影响前面在地面运动章节中已论述了一般土层软弱、覆盖厚度大时反应谱在长周期部分反应突出。地振动时间延长，在这类场地上建造的长周期建筑物与地基往往产生共振，导致高层建筑破坏加重。为此，规范中要求，根据场地土类别及覆盖层厚度两项指标，对建筑场地类别进行划分。2 场地与地基土层地震液化可能性的判别饱和的砂类土及粉土在地震中如发生液化，将导致建筑物产生沉降或差异沉降，引起建筑物开裂破坏，或造成大面积地面沉降，这方面的破坏事例在国内外历次地震中屡见不鲜。因此，场地地震效应中对饱和砂土及粉土进行液化与否的判别是重要的内容之一。3 断裂对地面建筑影响在强震区对重大工程场地应进行断裂勘察，查明场区内是否分布有断裂，其位置、规模、性质、类型最新活动年代及产生地震的历史等。岩土工程勘察规范(GB500212001)对断裂 的地震工程分类如下：(1)全新活动断裂为在全新地质时期(1万年)内有过地震活动或近期正在活动，在今后100年可能继续活动的断裂；全新活动断裂中、近期(近500年来)发生过地震震级M5级的断裂，或在今后100年内，可能发生M5级的断裂，可定为发震断裂。【例题32】对于近期内发生过地震震级M5级的断裂，属于( )。A、全新活动断裂B、非全新活动断裂C、发震断裂D、一般断裂答案：C(2)非全新活动断裂：1万年以前活动过，1万年以来没有发生过活动的断裂。并对全新活动断裂，根据其活动时间、活动速率及地震强度等因素划分了强弱程度，见表26.5-1。岩土工程勘察规范(GB500212001)规定非全新活动断裂可不采取避让措施，但当浅埋且破碎带发育时，可按不均匀地基处理。建筑抗震设计规范(6B500112001)根据最新研究成果及大型模拟实验，在岩土规范的基础上提出了对一般建筑物的评价标准场地内存在发震断裂时，应对断裂的工程影响进行评价，并应符合下列要求：1)对符合下列规定之一的情况，可忽略发震断裂错动对地面建筑的影响：抗震设防烈度小于8度；非全新世活动断裂；抗震设防烈度为8度和9度时，前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖厚度分别大于60m和90m。2)对不符合上述可忽略发震