工程地质案例分析30及答案.doc

六案例分析（每题15分）1、以房屋建筑为例，说明勘察阶段的划分、各阶段的主要任务及适用手段。答：勘察阶段是与设计阶段相适应的，一般分为：可行性研究阶段、初勘阶段、详勘阶段。各阶段的主要任务及适用的手段为：可研阶段-评价区域稳定性、场地适宜性，进行场地方案比选；手段-测绘+物探+钻探。初勘阶段-评价场地稳定性、确定总平面布置、论证不良地质现象和防治方案；多用勘探（物探、钻探）和室内、少量原位测试方法。详勘阶段-评价地基稳定性、提供地基设计参数；勘探（钻探、坑探）+原位测试。2、工程地质钻探有那些技术要求，作简要分析。答：控制回次进尺；岩心采取率；孔中实验；取土要求。控制回次进尺，准确划分地层，岩土鉴别分类、描述，每钻进12m提钻；岩心采取率应达到80%以上，破碎带应不小于60%，采取相应技术、设备措施以满足技术要求；按要求进行孔中实验（水文：测水位、水温、冲洗液耗量，按要求分层止水等）；取土要求：按要求的深度取样，保持土样原状（含水量、结构），为此可考虑地层特点采用相应技术或设备措施。3、分析制约建筑物基础砌置深度的地质因素。答：制约建筑物基础砌置深度的地质因素主要包括岩土工程地质性质、水文地质条件、季节性冻土深度等三方面。首先根据地层岩土的性质确定持力层；结合建筑物使用要求与地基持力层条件调整基础埋深；置于地下水位以下、最大季节冻深以上较有利。4、试分析桩基类型选择与施工条件的关系。答：选桩型时考虑施工条件主要对预制桩和灌注桩，考虑两点：技术可行性和对环境的影响。首先选预制桩，要考虑保证桩基质量的前提下，桩穿过的各土层打入的可能性，同时考虑环境是否允许打桩产生的噪声；当打（压）入有困难或环境因素不允许打桩噪声，则选择灌注桩，采用灌注桩要考虑成孔质量问题，是否会产生缩孔、流沙及各种原因导致孔底残土等，并采取必要的措施。5. 分析冲积平原区可能存在的工程地质问题。答题要点 该题无固定答案，学生只要能答出2个以上问题，并能分析其产生原因及影响因素即可。 例：地下水问题。平原区地下水一般埋藏较浅，在开挖土体的过程中不可避免地涉及到地下水；地下水可能基坑涌水，流砂等，影响施工，甚至危及到周围建筑物产生较大的变形影响因素：主要有如下水赋存介质的，地下水位，开挖面积等 地基强度问题，地基变形问题等。6. 分析地震效应。以下是本题的答案要点，可根据具体情况酌情给分。 要点： 在地震作用影响下，地面出现的各种震害和破坏称为地震效应。地震效应包括，地震力效应，地震破裂效应，地震液化效应和地震激发地质灾害效应。 (1)地震力效应 地震可使建筑物受到一种惯性力的作用，当建筑物无法抵挡这种力的作用时，建筑物将会发生变形、开裂、倒塌。 (2)地震破裂效应 地震自震源处以地震波的形式传播于周围的岩土：层中，引起岩土层的振动，当这种振动作用力超过岩石的强度叫，岩石就产生突然破裂和位移，形成断层和地裂隙，引起建筑物变形和破坏。 (3)地震液化效应 在饱和粉砂土十传播的地震波，使得孔隙水压力不断升高，土中有效应力减少，甚至会使有效应力完全消失，粉砂土形成流体，形成砂土液化，导致地基强度降低， (4)地震能激发斜坡岩土体松动、失稳，发生滑坡、崩塌等不良地质现象。7. 分析褶皱区可能存在的工程地质问题以下是本题的答案要点，可根据具体情况酌情给分。 要点： 褶皱形成以后，使岩层产生一系列波状弯曲，同时，在褶皱的转折端，一般张裂隙发育，岩层较破碎，在褶皱两翼，岩层中易产生剪裂隙。由于褶皱构造中存在着不同的裂隙，导致岩层 的完整体受到破坏，因此，褶皱区岩层的强度及稳定性较之原有岩层有所降低。另外由于转折 端更易遭受风和作用的影响，因此，工程应避免布置在转折端。 褶皱两翼，岩层均为单斜岩层，如果在褶皱两翼开挖形成边坡，可能导致边坡产生顺层滑 动。因此在两翼布设工程应尽量使开挖形成边坡的倾斜方向与岩层倾斜方向相反；如果边坡 倾斜方向与岩层倾斜方向一致，应使边坡的倾角小于岩层倾角，否则应采取相应的加固措施。8.、分析冲积平原区可能存在的工程地质问题。答：在工程地质特征上，卵石、砾石及密实砂层的承载波力较高，作为建筑物地基是比较稳定的。细砂具有不太大的压缩性，饱和进边坡不稳定。至于淤泥、泥炭和松软的黏性土，如作为地基，则建筑物会发生较大的沉降，而且沉降的完成需要很长的时间。总的来说，生轭湖及河滩地带因含松软的淤泥及黏性土，工程性质差。但河漫滩上升为阶地后因干燥脱水，则工程性质能够改善，一 愈老的阶地工程性质愈好。山区河谷冲积土：山区冲积物透水性很大，抗剪强度高，实际上是不可压缩的，是建筑物的良好地基。山前平原冲积洪积物：沉积物有分带性，近山处为冲积和部分洪积成因的粗碎屑物组成，向平原低地逐渐变为砾砂、砂以至黏性土。因此，山前平原的工程地质条件也随分带岩性的不同而变化。越往平原低处，工程地质条件越差。9、分析褶皱区可能存在的工程地质问题。 答案：褶皱形成以后，使岩层产生一系列波状弯曲，同时，在褶皱的斩折端，一般张裂隙发育，岩层较破碎，在褶皱两翼，岩层中易产生剪裂隙。由于褶皱构造中存在着不同的裂隙，导致岩层的完整体受到破坏，因此，褶皱区岩层的强度及稳定性较之原有岩层有所降低。另外由于转折端更易遭受风和作用的影响，因此，工程应避免布置在转折端。 褶皱两翼，岩层均为单斜岩层，如果在褶皱两翼开挖形成边坡，可能导致边坡产生顺层滑动。因此在两翼布设工程应尽量使开挖形成边坡的倾斜方向与岩层倾斜方向相反；如果边坡倾斜方向与岩层倾斜方向一致，应使边坡的倾角小于岩层倾角，否则应采取相应的加固措施。10、以房屋建筑为例，说明勘察阶段的划分、各阶段的主要任务及适用手段。答：勘察阶段是与设计阶段相适应的，一般分为：可行性研究阶段、初勘阶段、详勘阶段。各阶段的主要任务及适用的手段为：可研阶段-评价区域稳定性、场地适宜性，进行场地方案比选；手段-测绘+物探+钻探。初勘阶段-评价场地稳定性、确定总平面布置、论证不良地质现象和防治方案；多用勘探（物探、钻探）和室内、少量原位测试方法。详勘阶段-评价地基稳定性、提供地基设计参数；勘探（钻探、坑探）+原位测试。11、工程地质钻探有那些技术要求，作简要分析。答：控制回次进尺；岩心采取率；孔中实验；取土要求。控制回次进尺，准确划分地层，岩土鉴别分类、描述，每钻进12m提钻；岩心采取率应达到80%以上，破碎带应不小于60%，采取相应技术、设备措施以满足技术要求；按要求进行孔中实验（水文：测水位、水温、冲洗液耗量，按要求分层止水等）；取土要求：按要求的深度取样，保持土样原状（含水量、结构），为此可考虑地层特点采用相应技术或设备措施。12、分析制约建筑物基础砌置深度的地质因素。答：制约建筑物基础砌置深度的地质因素主要包括岩土工程地质性质、水文地质条件、季节性冻土深度等三方面。首先根据地层岩土的性质确定持力层；结合建筑物使用要求与地基持力层条件调整基础埋深；置于地下水位以下、最大季节冻深以上较有利。13、试分析桩基类型选择与施工条件的关系。答：选桩型时考虑施工条件主要对预制桩和灌注桩，考虑两点：技术可行性和对环境的影响。首先选预制桩，要考虑保证桩基质量的前提下，桩穿过的各土层打入的可能性，同时考虑环境是否允许打桩产生的噪声；当打（压）入有困难或环境因素不允许打桩噪声，则选择灌注桩，采用灌注桩要考虑成孔质量问题，是否会产生缩孔、流沙及各种原因导致孔底残土等，并采取必要的措施。14.分析冲积平原区可能存在的工程地质问题。答题要点 该题无固定答案，学生只要能答出2个以上问题，并能分析其产生原因及影响因素即可。 例：地下水问题。平原区地下水一般埋藏较浅，在开挖土体的过程中不可避免地涉及到地下水；地下水可能基坑涌水，流砂等，影响施工，甚至危及到周围建筑物产生较大的变形影响因素：主要有如下水赋存介质的，地下水位，开挖面积等。15.分析褶皱区如何布置工程建筑 以下是本题的答案要点，可根据具体情况酌情给分 分析褶皱区如何布置工程建筑。 要点：(1)褶皱核部岩层由于受水平挤压作用，产生许多裂隙，直接影响到岩体的完整性和强度，在石灰岩地区还往往使岩溶较为发育。所以在核部布置各种建筑工程，如厂房、路桥、坝址、隧道等，必须注意岩层的坍落、漏水及涌水问题。 (2)在褶皱翼部布置建筑工程时，如果开挖边坡的走向近于平行岩层走向，且边坡倾向于岩层倾向一致，边坡坡角大于岩层倾角，则容易造成顺层滑动现象(3)对于隧道等深埋地下的工程，一般应布置在褶皱翼部。因为隧道通过均一岩层有利稳定，而背斜顶部岩层受张力作用可能塌落，向斜核部则是储水较丰富的地段。16. 褶皱区可能存在的工程地质问题。 答：通过工程地质测绘与调查、勘探、室内试验、现场测试等方法，查明场地的工程地质条件，如场地地形地貌特征、地层条件、地质构造，水文地质条件，不良地质现象，岩土物理力学性质指标的测定等。在此基础上，根据场地的工程地质条件并结合工程的具体特点和要求，进行岩土工程分析评价，为基础工程、整治工程、土方工程提出设计方案。 以下是本题的答案要点，可根据具体情况酌情给分。要点： 褶皱形成以后，使岩层产生一系列波状弯曲，同时，在褶皱的转折端，一般张裂隙发育，岩层较破碎，在褶皱两翼，岩层中易产生剪裂隙。由于褶皱构造中存在着不同的裂隙，导致岩层的完整体受到破坏，因此，褶皱区岩层的强度及稳定性较之原有岩层有所降低。另外由于转折I端更易遭受风和作用的影响，因此，工程应避免布置在转折端。 17. 指出下列各组岩石的主要异同（本题任选两组） （ 1）石灰岩与大理岩 （2）黏土页岩与云母片岩 （ 3）花岗岩与流纹岩 （4）石英砂岩与石英岩 答：（1）这两者的主要成分皆为方解石，遇稀盐酸后剧烈起泡。主要区别是：石灰岩属沉积岩，具化学结构，层理构造，可能含有化石；大理岩属变质岩，具状变晶结构，块状构造。 （2）这两者的力学性质均较差，黏土页岩属于沉积岩，主要由黏土矿物组成，具泥质结构，层理构造；云母片岩属于变质岩，主要由云母组成，具片状变晶结构，片状构造。 (3)这两者均为酸性岩浆岩，主要成分均为正长石、石英、黑云母等。但花岗岩属深成侵入岩，具全晶质粒状结构，块状构造。流纹岩属喷出岩，具斑状结构，流纹状构造。 (4)此两者均由石英组成，但石英砂岩为沉积岩，具砂状结构、层理构造；石英岩属变质岩，具粒状变晶结构，块状构造18. 分析褶皱区如何布置工程建筑。 以下是本题的答案要点，可根据具体情况酌情给分 分析褶皱区如何布置工程建筑。 要点：(1)褶皱核部岩层由于受水平挤压作用，产生许多裂隙，直接影响到岩体的完整性和强度，在石灰岩地区还往往使岩溶较为发育。所以在核部布置各种建筑工程，如厂房、路桥、坝址、隧道等，必须注意岩层的坍落、漏水及涌水问题。 (2)在褶皱翼部布置建筑工程时，如果开挖边坡的走向近于平行岩层走向，且边坡倾向于岩层倾向一致，边坡坡角大于岩层倾角，则容易造成顺层滑动现象(3)对于隧道等深埋地下的工程，一般应布置在褶皱翼部。因为隧道通过均一岩层有利稳定，而背斜顶部岩层受张力作用可能塌落，向斜核部则是储水较丰富的地段。19. 分析褶皱区可能存在的工程地质问题。 答案要点： 褶皱形成以后，使岩层产生一系列波状弯曲，同时，在褶皱的转折端，一般张裂隙发育，岩层较破碎，在褶皱两翼，岩层中易产生剪裂隙。由于褶皱构造中存在着不同的裂隙，导致岩层 的完整体受到破坏，因此，褶皱区岩层的强度及稳定性较之原有岩层有所降低。另外由于转折 端更易遭受风和作用的影响，因此，工程应避免布置在转折端。 褶皱两翼，岩层均为单斜岩层，如果在褶皱两翼开挖形成边坡，可能导致边坡产生顺层滑 动。因此在两翼布设工程应尽量使开挖形成边坡的倾斜方向与岩层倾斜方向相反；如果边坡 倾斜方向与岩层倾斜方向一致，应使边坡的倾角小于岩层倾角，否则应采取相应的加固措施。20. 分析地震效应。 以下是本题的答案要点，可根据具体情况酌情给分。 要点： 在地震作用影响下，地面出现的各种震害和破坏称为地震效应。地震效应包括，地震力效应，地震破裂效应，地震液化效应和地震激发地质灾害效应。 (1)地震力效应 地震可使建筑物受到一种惯性力的作用，当建筑物无法抵挡这种力的作用时，建筑物将会发生变形、开裂、倒塌。 (2)地震破裂效应 地震自震源处以地震波的形式传播于周围的岩土：层中，引起岩土层的振动，当这种振动作用力超过岩石的强度叫，岩石就产生突然破裂和位移，形成断层和地裂隙，引起建筑物变形和破坏。 (3)地震液化效应 在饱和粉砂土十传播的地震波，使得孔隙水压力不断升高，土中有效应力减少，甚至会使有效应力完全消失，粉砂土形成流体，形成砂土液化，导致地基强度降低，21应根据什么原则采取防止土体渗透破坏的措施? 答题要点 答：防止土体渗透破坏的原则一是改变渗流的动力条件，使其实际水力梯度减小到允许：的程度；二是改善岩土性质，增强其抗渗能力。具体要根据工程地质条件和工程性状来具体处理。 22在野外使用地质罗盘如何量测岩层产状? 答题要点 答：测量走向：罗盘长边紧贴层面，调整罗盘至水平，渎指北针所示的方位角即走向。测倾向：罗盘短边紧贴层面，水准泡居中，读指北针所示的方位角即倾向。测倾角：将罗盘横着竖起来，使长边与岩层走向垂直，紧贴层面，23、水库诱发地震有何特点？答：（1）空间分布特征：a震中位置 震中主要集中在断层破碎带附近 往往密集成条带状或团块状，其延伸方向大体与库区主要断裂线平行或与X型共轭剪切断裂平行 常分布于库区岩溶发育部位或断裂构造与岩溶裂隙带的复合部位；b震源较浅，震源体较小，一般发生在低烈度区；c等震线形状：主要与库区构造、岩性条件有关 构造型水库地震：椭圆形，长轴方向与所在地段的主要构造线或发震断层走向一致或平行发生于新老地层接合部位的水库地震：等震线的长轴方向与新老地层的接合线方向一致岩溶区发生的水库地震：等震线多为不规则的多边形或近似圆形，且与当地发育的岩溶形态一致或基本一致（2）地震活动与库水位的关系a绝大多数水库的地震活动与库水位呈正相关b少数水库区的地震活动性随着库水位的增加而明显地降低，呈负相关（3）地震活动的序列特点a震型：内生成因水库地震序列以前震余震型为主，偶尔见群震型。外生成因水库诱发地震 常属单发式主震型或多发式群震型。b地震频度与震级的关系：Na-bM水库地震：b值大于当地同震级的天然地震，b1，前震的b值一般略高于余震。c主震M0与最大余震M1的震级关系水库地震：M0M11M1M0124、 简要分析场地工程地质条件对宏观震害的影响。答：分析场地工程地质条件对宏观震害的影响主要表现为岩体的类型及性质、地质结构、地形地貌、水文地质条件。下面进行简要的分析：岩体的类型及性质的影响：一般岩土体的类型不同对震害的影响不同，软土比硬土的震害要大，且软土的厚度愈厚，埋的愈浅震害愈大。地质结构的影响一般是场地内的地质断裂的影响包括发震断裂和非发震断裂。工程时应不提高非发震断裂的烈度。地形地貌：一般地貌突出又孤立的地形，震动加剧，震害加大，而低洼河谷，震动减弱震害减小。水文地质条件的影响：砂土饱和后烈度增大，而且地下水的埋深愈浅，震害愈大。而地下水埋深愈大，上覆地层愈厚，震害愈小。25研究岩溶区水库渗漏问题应查清哪些条件？ 答：在研究岩溶区水库渗漏问题应查清的条件时，应抓住反映渗漏问题的两个关键：渗漏通道的分析，即查明通道的类型（洞穴、裂隙、孔隙断层破碎带）、规模、位置、延伸方向和连通性，它是水库渗漏的必要条件，其中自水库入渗段至可能渗漏的排泄去之间渗漏通道的规模和连通性，对水库渗漏的影响最大；水文地质条件的研究，其核心是分析拟建水库的河流和库水位与地下水位的关系，只要河间地块河湾地段的地下水分水岭高于设计水位，即便岩体中渗漏通道规模较大，连通性较好，也不会向邻谷或经河湾地段向本河下游产生永久性渗漏。因此，查明地下水分水岭与河水位及水库的关系，是分析水库渗漏的本质和关键，它是水库渗漏的充分条件。26浅析斜坡形成后，坡体应力分布的特征。 答：斜坡形成后，坡体应力分布具有以下的特征：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，最大主应力愈与之平行，而最小主应力与之近乎正交，向坡体内逐渐恢复初始状态。由于应力分异结果，在坡面附近产生应力集中带。不同部位应力状态是不同的。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，甚至可能为负值。由于应力差大，于是形成了最大剪应力增高带，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），形成一张力带。当斜坡越陡此范围越大。因此坡肩附近最易拉裂破坏。因主应力偏转，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。坡面处的径向应力实际为零，所以坡面处于二向应力状态。27、什么是斜坡的变形与破坏，试论述斜坡变形破坏的三个不同演化阶段。答：斜坡形成过程中，由于应力状态的变化，斜坡岩土体将发生不同方式、不同规模和不同程度的变形，并在一定条件下发展为破坏。斜坡破坏系指斜坡岩土体中已形成贯通性破坏面时的变动。 而在贯通性破坏面形成之前，斜坡岩体的变形与局部破裂，称为斜坡变形。斜坡中已有明显变形破裂迹象的岩体，或已查明处于进展性变形的岩体，称为变形体。被贯通性破坏面分割的斜坡岩体，可以多种运动方式失稳破坏，如滑落、崩落等。破坏后的滑落体(滑坡)或崩落体等被不同程度地解体。但在特定的自身或环境条件下，它们还可继续运动，演化或转化为其他运动方式，称为破坏体的继续运动。斜坡变形、破坏和破坏后的继续运动，分别代表了斜坡变形破坏的三个不同演化阶段。28、简析斜坡形成后坡体重分布应力的特点。（1）.斜坡周围主应力迹线发生明显偏转（2）.在临空面附近造成应力集中,但在坡脚区和坡顶及坡肩附近情况有所不同: 坡脚附近形成最大剪应力增高带，往往产生与坡面或坡底面平行的压致拉裂面。在坡顶面和坡面的某些部位形成张力带,易形成与坡面平行的拉裂面。（3）.坡体内最大剪应力迹线由原来的直线变成近似圆弧线,弧的下凹方向朝着临空方向。（4）.坡面处由于侧向压力趋于零,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。五、结合实际工程地质问题谈谈水对工程岩土体稳定性的影响此题需结合实际工程地质问题，就岩石风化、斜坡稳定性、岩溶、渗透变形、诱发地震等方面从物理、化学两大方面谈水对工程岩土体稳定性的影响均可29、简析地下水对公路工程建设有何影响？答：地下水对公路建设的影响是不可忽视的，主要有是地下水位的变化，水的侵蚀性和流沙、潜蚀等不良地质作用都将对建筑工程的稳定性、施工及正常使用带来很大的影响。 地下水位的变化，如地下水位上升，可引起浅基础地基承载力降低，在有地震砂土液化的地区会引起液化的加剧，同时易引起建筑物震陷加剧，岩土体产生变形、滑移、崩塌失稳等不良地质作用。另外，在寒冷地区会有地下水的冻胀影响。就建筑物本身而言，若地下水位在基础底面以下压缩层内发生上升变化，水浸湿和软化岩土，从而使地基土的强度降低，压缩性增大，建筑物会产生过大沉降，导致严重变形。尤其是对结构不稳定的土(如湿陷性黄土、膨胀土等)这种现象更为严重，对设有地下室的建筑的防潮和防湿也均不利。地下水位下降，往往会引起地表塌陷、地面沉降等。对建筑物本身而言，当地下水位在基础底面以下压缩层内下降时，岩土的自重压力增加，可能引起地基基础的附加沉降。如果土质不均匀或地下水位突然下降，也可能使建筑物产生变形破坏。 通常地下水位的变化往往是由于施工中抽水和排水引起，局部的抽水和排水，会产生基础底面下地下水位突然下降，建筑物(如邻近建筑物)发生变形，因此，施I场地应注意抽水和排水的影响。另外，在软土地区，大面积的抽水也可能引起地面下沉 地下水的侵蚀性的影响主要体现为水对混凝土、可溶性石材、管道以及金属材料的侵蚀危害。(3) 由地下水引起的流沙，这种不良地质作用的影响主要表现为在工程施工中能造成大量的土体流动，致使地表塌陷或建筑