工程地质原理分析简答.doc

论述题：一.论述公路边坡中的顺向坡段在斜坡变形破坏方面的差异。1. 顺向边坡段易产生滑移拉裂，滑移压制拉裂，滑移弯曲拉裂。1）滑移弯曲：主要发育在中陡倾外层体斜坡中，尤以薄层状岩体及延性较强的碳酸盐类层状岩体中多见。这两类斜坡的滑移控制面倾角已明显大于该面的峰值摩擦角，上覆岩体具备滑移面下滑条件，但由于滑移面未临空，使下部受阻，造成坡脚附近顺层板梁承受纵向压应力，在一定条件下可使之发生弯曲变形。2）滑移拉裂：斜坡岩体沿下伏软弱面向坡前临空方向滑移，并使滑移体拉裂解体。3）滑移压制拉裂：主要发育在坡度中等陡的平缓层状体斜坡中，坡体沿平缓结构面向坡前临空方向产生缓慢的蠕变性滑移。滑移面的锁固点火错列点附近，因拉应力集中生成与滑移面近于垂直的拉张裂隙，向上扩展且其方向渐转成与最大主应力方向趋于一致并伴随局部滑移。2.反向边坡则易产生弯曲拉裂和蠕滑拉裂变形。1）弯曲拉裂：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作悬臂梁弯曲，并逐渐向破内发展。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，形成于走向的反坡台阶和槽沟。2）蠕滑拉裂：斜坡岩体向临空方向发生剪切蠕变，其后缘发育自坡面向深部发展的拉裂主要发育在倾内薄层状体坡中也可以发生。 二.简述岩石坝基浅层滑动破坏类型及其形成条件。岩石坝基渐层滑动破坏的主要类型有浅层岩体的剪切破坏，浅层岩体滑移弯曲和浅层岩体剪动滑移三种类型，其形成条件：1.坝基岩体的岩性软弱，岩石本身的抗剪强度低于坝体混凝土与基岩的接触面2.坝基由近于水平产出的薄层状岩层组成，在库水推力作用下，产生层间滑移，导致坝址下游岩层弯曲隆起3.坝基由碎裂结构岩体组成，在库水推力作用沿不同方位结构面发生渐进性剪动滑动破坏。3 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，试论述公路从坡顶，坡中和坡脚通过滑坡的优缺点，并建议合理的通过方案。1坡脚方案由于公路施工开挖造成稳定性降低2坡中开挖，行车动荷载对坡体影响最小3坡顶方案开挖影响小，动荷载可能相对影响较大4坡脚方案最差，坡中方案最好。4 论述岩体的岩性及结构特征对天然岩体应力状态形成的影响。1岩体的岩性及结构特征决定着岩体的容重和泊松比等物理力学性质指标的大小，从而影响自重应力场特征2在同一区域构造应力作用下岩体内应力分布的特征主要取决于岩性，结构特征及其非均一性3岩体的岩性和结构特征决定着岩体的强度及其蠕变特征因而决定了岩体承受及传递应力的能力。5 地震沙土液化的形成机制。 1. 振动液化：砂土受振动时，若位于地下水位一下的饱水带，则变密就必须排水。地震的振动评率大约为1周/秒，在这种极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。歉意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。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，还有由于砂粒不相接触悬浮于水中以致全部骨架压力转化而成的剩余孔隙水压力。震前孔隙水为静水压力分布，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，动水压力推动砂粒想悬浮状态转化，产生渗流液化使砂层变松。6 水对斜坡稳定性的影响水的软化作用 水的冲刷作用 静水压力作用 动水压力作用 水的浮托作用7 岩体结构面在岩体稳定性研究中的重要性 力学强度低，变形性较大的薄弱部位。各种外营力活跃部位，岩体强度变化最剧烈的部位。对变形破坏方式和强度特征起重要的控制作用。8 利用河流自身的演化规律治理河流1. 利用大面积的展宽段屯沙造田如黄河中游龙门至潼关长约120km的展宽段2.利用水库制造人工洪峰，排水刷床。3.利用河流的横向环流整治泥沙含量很高的河流。9 简述地质过程机制分析定量评价方法地质过程机制分析定量评价方法，就是以地质学的观点，自然历史的观点分析地质体与周围因素相互作用的特定方式，随时间发展演化的历史及其发展的阶段性，从全过程上和内部作用上把握其形成、演化、现状以及未来的发展趋势。在此基础上，建立一些简化模型进行必要的定量计算与预测评价。10 论述场地工程地质条件对震害的影响1. 岩土类型与性质.在相同的地震力作用下，基岩上的震害最轻，其次为硬土，软土最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。土质越松软，厚度越大，特征周期越长，所以对自震周期较长的高层建筑能引起共振，加重震害。2.断裂构造.区分发震断裂和非发震断裂。对于发震断裂，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，在选址时避开。非发震断裂若破碎带胶结较好无加大震害趋势。3.地形地貌。场地内微地形对震害影响明显。孤立突出的地形加重震害，低洼平坦地形震害减轻。4.地下水。饱水的岩土体会影响地震波的传播速度，使场地烈度增高。地下水埋深越浅，烈度增加越大。11. 简述裂隙型结构面测量描述的基本指标有哪些？1、 方位：不连续面的空间位置，用倾向和倾角来描述。2、 组数：组成相互交叉裂隙系的裂隙组的数目。岩体可被单个不连续面进一步分割。3、 间距：相邻不连续面之间的垂直距离，通常指的是一组裂隙的平均间距或典型间距。4、 延续性：在露头中所观测到的不连续面的可追索长度。5、 迹长：结构面在露头上的出露长度。6、 粗糙度：固有的表面粗糙度和相对于不连续面平均平面的起伏程度。7、 隙壁强度：不连续面相邻岩壁的等效抗压强度。8、 张开度：不连续面两相邻岩壁间的垂直距离，其中充填有空气或水。9、 充填物：隔离不连续面两相邻岩壁的物质，通常比母岩弱。10、 地下水：在单一的不连续面中或整个岩体中可见的水流和自由水分。12 简述活断层的地质证据有哪些？1、 错断第四纪地层；2、 形成地震崩积楔或地震充填楔；3、 由于错动伴生的地震的振动效应造成砂土液化；4、 由于快速错动产生高温而在断层物质中保存的热淬火证据。十三，试分析层状结构岩体斜坡可能会产生的变形破坏机制基本地质力学模式，并阐述不同模式产生的基本条件。1、 滑移-拉裂：表现为一定形状的岩体沿岩体中原有的软弱面或潜在剪切面的蠕滑，并伴有向滑移面方向逐渐收敛的拉裂。斜坡体中的这类变形往往可于变形体的后缘直接观测到拉裂缝，它是判断变形的发生和进展情况的重要标志。2、 滑移-压致拉裂：表现为一定形状的层状岩体沿软弱面的滑移，并伴以起源于滑移面的分枝拉裂面，这类变形的发展可使岩体碎裂化，散体化，也可因拉裂面与滑移面的交接部位压碎扩容，使两者连成贯通性滑动面而发展为剪切破坏。3、 弯曲-拉裂：主要发生在层状，尤其是薄层状岩体中，表现为层状或板状岩体的悬臂梁弯曲，横弯曲和纵弯曲，并伴以层间拉裂。斜坡岩体中陡立的层状岩体经卸荷回弹并在自重应力作用下发生向临空方向的弯曲，于后缘造成拉裂。变形的进展可使弯曲的层状岩体被折断，导致拉断破坏。4、 塑流-拉裂：主要见于硬软相见互层状岩体中。通过下伏软弱层的塑性流动导致上覆岩体弯折拉裂，变形发展可使上覆岩体解体或造成剪切破坏。5、 滑移-弯曲：主要见于层状岩体。表现为层状岩体顺层滑移并伴以纵弯曲，弯曲部位内部可出先层间拉裂，变形的发展往往因玩去部位被剪断或压碎而导致剪切破坏。十四，简要分析重力坝坝基产生滑动破坏的类型及形成条件？1、 表层滑动：发生在坝底与基岩接触面上的平面剪切破坏。当坝基岩体坚硬完整，无控制性软弱结构面存在，岩体强度远大于接触面强度时，就可能产生这种类型的破坏。主要原因可能是施工质量或清基不彻底造成。2、 岩体浅部滑动：当坝基浅部岩体强度相对于接触面及深部岩体强度偏低时，便成为最薄弱的部位，有可能产生沿浅部岩体的平面剪切滑动。浅部岩体软弱破碎或建基面风化层清理不彻底等是产生这种破坏的主要原因。3、 岩体深部滑动：是指坝体连同一部分岩体，沿坝基深部岩体中软弱面产生的整天滑动。地质上受控于一定几何特征和物理性状的各种界面，其滑移形态多样，滑移边界条件复杂。把滑移体边界条件归属于三类，即滑移面，切割面和临空面，这三个面试必备条件。十五，试分析地壳表层高地应力区的地质地貌标志？1、 与天然条件下高水平应力有关的浅表生时效变形现象隆爆现象；谷下水平卸荷裂隙及谷坡的水平剪切蠕动变形带：应力释放型深大拉张变形带；席状裂隙。2、 与钻进有关的岩体应力释放及伴生的现象岩芯饼化现象；钻孔周围岩体葱皮化现象；钻孔崩落现象。3、 与开挖卸荷有关的岩体应力释放及伴生的变形破坏现象基坑底部隆起，爆裂，板裂；边墙向临空方向的水平位移和沿已有近水平结构面的剪切错动；边墙或边坡岩体的倾倒；现明显的差异卸荷回弹变形破裂现象。十六，影响斜坡稳定的因素有哪些？1、 斜坡的外形，改变斜坡的外形，实际上是改变了斜坡的临空状况及应力场。属于这方面的包括流水，海，湖的蚀淤，泥石流的寝室刨蚀和堆填以及人工开挖，堆放等。2、 斜坡岩体的结构特征和力学性质。改变斜坡岩体的结构特征和力学性质，即降低斜坡的抗变形，抗破坏能力。属于这方面的作用包括风化作用，冻融作用和地下水的作用等不可逆因素。3、 斜坡岩体的应力状况，改变斜坡岩体的应力状况，属于这方面的作用包括地下水动力压力和空隙水压力的作用，区域构造应力场的变化，地震力，人工爆破振动力以及开挖斜坡，工程荷载等。这些动力如果已使斜坡造成变形或破坏，起影响则为不可逆的，否则为可逆的。十七，简述活断层区规划选场的基本原则。1、 首选尽可能避开活动断裂的主断层带；2、 对于不同场址的断层活动性比较评价时，一般低级别的活动断层的场地要优于高级别的，活动时期老的断层的场地优于活动时期新的；3、 对于逆断层或正断层型的活断层区，尽可能避开强烈地表变形和分支，次生断裂发育的断层上盘。十八，简述斜坡应力分布的一般特征。1、 坡面附近主应力迹线均明显偏转，愈接近坡面，最大主应力愈与之平行，而最小主应力则与之近于正交，向坡内逐渐恢复初始应力；2、 应力分异结果导致坡面附近产生应力集中带：其中坡脚附近，最大主应力显著增高，而最小主应力显著降低，甚至出现负值，形成最大剪应力增高带，最易发生剪切破坏；在坡肩附近，径向应力和切向应力可转化为接应力，形成张力带，最易出现接裂破坏；3、 主应力偏转导致坡体内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；4、 坡面处径向应力为零，处于二向应力状态。十九，简述影响地下硐室围岩稳定性的主要因素。地下硐室围岩稳定性主要是可能出现的围岩应力与围岩强度间的矛盾问题，各因素都是通过这两个方面来影响硐室的稳定性，具体有以下三大类：1、 是通过围岩应力状态而影响地下硐室围岩稳定性的：主要包括岩体的天然应力状态及硐室的剖面形状和尺寸。2、 通过围岩的强度来影响硐室围岩稳定性的：主要包括围岩的岩性和岩体结构。3、 是既能影响应力状态，又能影响围岩强度的因素：主要为地下水的赋存活动条件。二十，简述岩溶地面塌陷的形成条件。1、 上覆土层性质结构及厚度：上覆土层为砂性土，或砂粘互层结构但与基岩接触处为砂性土，或与基岩接触处为不厚的裂隙发育的粘性土且上覆有砂性土，易于产生岩溶地面塌陷。土层厚度小于10m者塌陷最为严重。土层厚度大于30m者地面塌陷较少。2、 基岩岩溶发育，有溶洞或宽大溶蚀裂隙：我国北方奥陶系灰岩较其他灰岩岩溶发育，故奥陶系灰岩分布区地面塌陷多发。沿大的断裂带，硫化矿床氧化带或硫化矿体与石灰岩接触带岩溶发育，故这些地带地面塌陷也多发。3、 地下水位强烈下降或快速重复波动：在天然条件下，地下水的波动常常小而缓慢，仅在地下水的排泄区地下水随排水河的水位频繁波动而波动，故地面塌陷较多。城市，工矿企业供水往往大量抽汲地下水，各处矿床的开采要疏干排水，都会大幅度降低地下水位，引起塌陷。二十一，简述影响围岩稳定性的因素：褶曲和断裂，岩体的特性及结构，地下水，原岩应力。二十二，论述河谷临空面附近岩体内应力重分布的一般规律：1主应力方向在河谷临空面附近岩体产生明显变化，最大主应力与临空面近于平行，最小主应力则与之近于垂直。2最大主应力由内向外逐渐增大，至临空面达到最大值，最小主应力由内向外逐渐减少，至临空面为0.3临空面附近的应力集中现象通常在坡脚处及河谷底部表现最为强烈。二十三，举例分析引起岩体内孔隙水压力变化的原因：1地下水补给排泄条件的变化:比如特大降雨，洪水，持续干旱，人工抽水，注水或水库蓄水。2岩体受荷状态的变化：坚硬的裂隙岩体，透水性和排水性比较好，变形模量也高，突发规模较大的动荷载会引起其变化。3岩体变形破裂：岩体变形进入破裂阶段后破裂造成的扩容现象引起变化。二十四，简述造成岩石地基不均匀变形的主要因素：1岩石地基内应力分布的不均匀性，当坝基内有成组出现的陡倾软弱结构面发育时，在其所限岩体内产生高度集中，不同条件岩体中附加应力的大小及延展深度不相同，变形量也不等。2地基不同部分岩体变形性质的差异性，坝体砌置在软硬差别较大的岩层上，坝基岩体内开口裂隙发育不均匀。识别活断层：活断层的鉴别是对其进行工程地质评价的基础，可以借助地质学、地貌学、地震地质学以及现代测试技术等方法来定性和定量地鉴别它。地质特征，最新沉积物的地层错开，是活断层最可