工程地质及水文地质课后练习答案.pdf

工程地质及水文地质（课后作业） 第一章：地球的基础知识 2.什么是矿物？什么是岩石？ 答：矿物是地壳中及地球内层的化学元素在各种地质作用下形成的具有 一定形态、化学成分和物理性质的单质元素或化合物，它是构成地壳岩 石的物质基础。 岩石是在各种不同地质作用下产生的，由一种或多种矿物有规律地组 合而成的矿物集合体。 4.地质年代和地层年代如何划分？ 答：地质年代的单位是宙、代、纪、世、期；相对应的地层年代是宇、 界、系、统、阶。 6. 什么事侵入接触？什么是沉积接触？如何确定火成岩及变质岩的形 成时代？ 答：侵入接触： 第2章 ：岩石 2. 简述矿物和岩石的关系？ 答：矿物是岩石的重要组成部分，岩石是在不同的地质作用下产生的， 由一种或多种矿物有规律地组合而成的矿物集合体。矿物是构成地壳岩 石的物质基础。 4. 沉积岩是怎样形成的？它的组成物质和结构、构造特征有哪些？ 答：沉积岩是地表或近地表的岩石遭受风华破坏、搬运作用、沉积作 用、及固结成岩这几个阶段形成的。 组成物质主要有：各种岩石碎屑、造岩矿物和溶解物质。 结构：碎屑结构、泥质结构、结晶状结构、生物结构。 构造特征：层理构造（水平层理、斜交层理、交错层理），层面构 造（波痕、雨痕、泥痕、结核、化石） 6. 沉积岩区别于岩浆岩和变质岩的重要特征有哪些？ 答：首先是形成的条件和因素不同，岩浆岩是岩浆活动的产物，变质岩 是受地壳运动和岩浆活动等造成物理、化学条件变化导致原来岩石成 分、结构等变化形成的岩石，而沉积岩是又沉积作用形成。其次从结构 上可以区分，沉积岩有明显的层理和层面构造，在沉积岩中能够找到古 生物的印记。 8. 简述岩石三大类的主要地质特征。 答：（1）火成岩：火成岩力学强度较高，可作为各种建筑物良好地基 及天然建筑材料，但易风化，形成风化层带影响岩石工程性能。 （2）沉积岩：沉积岩按成分分为碎屑岩、黏土岩、化学岩及化学生物 岩。 1.碎屑岩，工程地质性质一般较好，但其胶结物的成分和胶结类型影 响显著。 2.黏土岩，抗压强度和抗剪强度低，亲水后易软化和泥化。 3.化学岩，抗水性弱常常表现出不同程度的可溶性。 （3）变质岩：变质岩的工程地质与原岩密切相关，往往与原岩的性 质相似或相近 第3章 ：地质构造 2. 全球有哪些地壳运动活动带？ 答：环太平洋带，地中海印度尼西亚带，太平洋脊及大陆裂谷带 4. 什么叫褶皱构造？褶皱构造有哪些基本要素？ 答：褶皱构造：岩层在构造运动中受力产生一系列连续弯曲的永久变 形。 褶皱构造的基本要素：两个或两个以上的褶曲。褶曲的要素：核、 翼、轴面、轴线、枢纽、转折端。 6. 裂隙（节理）的成因类型如何？ 答：可分为三类成因：1.原生节理（岩石在成岩过程中形成的）2.表生 （次生）节理 （由于岩石风化、岩坡变形破坏、河谷边坡卸荷作用及 人工爆破等外力而形成的裂隙）3.构造节理（由于地壳运动产生的构造 应力作用而形成的节理）。 8. 张节理和剪节理有何区别？ 答：1.张节理可以是构造节理、表生节理、原生节理，是岩石受张力破 裂而产生的。剪节理主要是构造节理，是岩石受剪力产生的。 2.张节理的产状不如剪节理稳定。 3.张节理的节理面没有剪节理光滑，多为粗糙不平的。 4.张节理和剪节理相比多成裂口状，剪节理为闭合状。 5.张节理面的内摩擦角值较剪节理高。 10. 断层有哪几种基本类型和组合类型？ 答：基本类型：正断层，上盘相对下降，下盘相对上升的断层称为正断 层。 逆断层，上盘相对上升，下盘相对下降的断层称为正断层 平移断 层，断层两盘沿断层面走向在水平方向上发生相对位移，而无明显上下 位移的断层叫平移断层或平推断层。 组合类型：梯式断层，岩层沿多个相互平行的断层面向同一方向依次下降成阶 梯式断层。 地垒，两边岩层沿断层面下降，中间岩层相对上升形成地垒。 地堑，两边岩层沿断层面上升，中间岩层相对下降形成地堑。 冲断层，断层面倾角大于45的高度逆断层。 逆掩断层，断层面倾角在4525之间，往往是由倒转褶皱发展形成的， 它的走向与褶皱轴大致平行，逆掩断层的规模一般都 大。 碾掩断层，断层面倾角小于25的逆断层，尝试区域性的巨型断层，断层上盘 较老的断层沿着平缓的断层面推覆在另一盘较新岩层 之上，断距可达数公里，破碎带的宽度也可达几十 米。 12. 在野外如何识别断层？工程建筑为什么特别重视断裂构造？ 答：1.沿岩层走向追索，若发现岩层突然中断，而和另一岩层相接触， 则说明有横穿岩层走向的断层或与岩层走向斜交的断层存在。 2.沿垂直于岩层走向的方向进行观察，若岩层存在不对称的重复式缺 失，咋说明有平行于岩层走向的断层存在。 3.由于结构应力的作用，沿断层面或断层破碎带及其两侧，常常出现 一些伴生的构造变动现象，如断层两盘相对错动时，在断层面上留 下的摩擦痕迹称为“擦痕。有时在断层面上存在有垂直于擦痕方向的小 台阶，或称为“阶步”。断层角砾岩、断层泥、糜棱岩等构造岩的分 布。断层两盘相对错动时，沿断层面产生巨大的摩擦力，邻近断层 的两侧地层因受摩擦力的牵引，引发塑性的拖拽和拉伸而形成的弧形弯 曲现象，称为断层牵引褶皱。 4.在地貌上，断层常形成断层崖、三角面山、山脉的中断或错开、以 及山地突然与平原相接触等现象。 5.沿断层带常形成沟谷、洼地、或出现线状分布的湖泊、泉水等。 6.某些喜湿性植物呈带状分布。 14. 活断层有哪几种类型？其特征有哪些？ 答：分类：（）按两盘错动的方向可分为平移断层、正断层和逆断 层； （）按活动性质分类可分为蠕动型和突发型。 16. 活断层对工程有何影响？如何评价他们的稳定性？工程上对活断层 应采取哪些防治措施？ 答：影响：活断层会引起地震，使建筑物遭到震害；当强烈地震发生 时，断层的蠕动和错动变形会加速加大；易产生滑坡、崩塌、泥石流等 自然地质灾害；在活断层比较发育的地区有“安全岛”地带。 稳定性：应注意其周围的可能产生不良地质灾害的影响和范围，评 价他们的稳定性和防治措施。 防范措施：应调查活断层本身和其周围的可能产生不良地质灾害的 影响和范围；还应注意选择“安全岛”地带。 第4章 ：自然地质作用 2. 什么是风化作用？风化作用有哪些主要类型？ 答：风化作用是指由温度、大气、水溶液及生物等因素的作用，使得分 布在地表或地表附近的岩石，发生物理破碎、化学分解和生物分解的作 用（或过程）。 风化作用的类型：物理风化，化学风化，生物风化。 4. 河流地质作用包括哪几种形式？各有何不同特点？ 答：主要有河流的侵蚀作用、河流的搬运作用和河流的沉积作用以及河 谷地貌。 侵蚀作用主要是由河水携带的碎屑物在运动过程中对河谷的破坏作 用。 搬运作用是河流将侵蚀产物由一个地方搬到另一个地方。 沉积作用是由于搬运物质的增加或流速的减缓，使碎屑物沉积形成 层状冲积物的现象。 河谷地貌是由侵蚀搬运沉积等综合形成的一种地质现象。 6. 什么是岩溶？常见的岩溶形态有哪些？ 答：在可溶性岩石分布地区，岩石长期受水的淋漓、冲刷、溶蚀等地质 作用而形成各种独特地貌形态的地质现象总称为岩溶（喀斯特）。 常见岩溶形态：溶沟、石芽、峰丛、峰林、孤峰、干谷、盲谷、溶蚀 洼地、溶蚀平原、岩溶湖；溶蚀漏斗、落水洞、竖井（垂直溶蚀形 态），溶洞、暗河、地下湖、溶隙、溶孔（水平溶蚀形态），石柱、石 钟乳、石笋、残积红土（堆积物形态）。 8. 什么是泥石流？泥石流如何分类？ 答：泥石流是一种含有大量泥沙、石块等固体物质，具有强大破坏力的 特殊洪流。 分类：按泥石流的物质组成划分为泥流、泥石流、水石流；按泥石流 的流动状态划分为黏性泥石流（结构型泥石流）、稀性泥石流（紊流性 泥石流）。 10. 地震的震级和烈度有何不同？工程建设中常用的地震烈度是什么？ 其与基本烈度的关系如何？ 答：震级（M）是指一次地震释放出的能量大小，震级大小可用地震仪 测出。烈度（I）是指地震发生后，地面及各种建筑物受地震影响的破 坏程度。地震烈度不仅与震级有关，还与震源深度、震中距之间有着密 切的关系，还与传播介质有着重要的关系。一般情况下，震级越高、震 源越浅、震中距越近，地震的烈度就越高。 工程建设中常用的地震烈度是：基本烈度、场地烈度、设防烈度。 基本烈度是判断一个地区地震可能存在的最大烈度，是后面几个烈 度的基础，是分析和判读场地烈度和设防烈度的条件之一。 12. 地震破坏作用包括哪些内容？ 答：主要包括：振动破坏和地面破坏。前者主要是地震力和振动周期的 破坏作用，后者包括地面破裂、斜坡破坏和地基强度失效。 第5章 ：地下水概论 2. 岩石中存在哪些形式的水？各有什么？各有什么特点？ 答：岩石中存在组成岩石矿物中的矿物结合水和存在于岩石空隙中的 水。 矿物结合水：沸石水、结晶水和结构水。 空隙水：结合水、重力水、毛细水、固态水和气态水。 特点： 4. 何谓含水层、含水带、含水岩组、含水岩系，他们在生产实践中有 何用途？ 答：含水层是指能透过又能给出重力水的岩层，提供充分的水资源。 6. 地下水有哪些主要化学成分和化学性质？ 答：地下水的化学成分主要有：气体成分（氮、氧、硫化氢、二氧化 碳、）、离子成分（氯离子、硫酸根离子、重碳酸根离子、钠离子、钾 离子、钙离子、镁离子）、胶体成分及有机成分和细菌成分。 化学性质：主要有酸碱性和硬度特征。 8. 什么是承压水？有哪些特征？与潜水有何区别？ 答：承压水是指充满于两个隔水层之间的含水层中的水。 特点：当钻孔揭露承压含水层时，在静水压力的作用下，初见水位 （即顶板高程处）与稳定水位不一致；在一般情况下，大气降水及地表 水不能处处补给它，承压水的补给区往往位于地势较高的含水层出露 处；由于承压水由补给区流入承压区，再往低处排泄，故承压水的出水 量、水质、水温等受当地气候的影响较小，随季节变化不明显；承压水 受地表污染少。 与潜水的区别：首先是两种水所处的地质条件不同，其次是水压和 等水位线的不一样，然后是两种水的补给区域不一样，承压水和潜水的 排泄区也有差异，最后还有各自受污染的难易程度和恢复的难易度等。 10. 何谓地下水补给？地下水获取补给的来源有哪些？ 答：地下水补给：是指地下水含水层自外界获得水量的作用。地下水补 给来源有：主要是大气降水和地表水入渗，以及大气中水汽和土壤中水 汽的凝结，在一定条件下有人工补给。 12. 何谓地下水的径流模数？ 答： 其中Q地下水径流量，F含水层面积 第6章 ：地下水运动与动态 2. 地下水渗透流速与实际流速有何区别？有何关系？ 答：渗透流速小于实际流速。其渗透流速V与实际流速U的关系为 4. 地下水动态影响因素有哪些？ 答：自然因素（气候、水文、地质、土壤、生物等），人为因素（取水 等） 6. 潜水均衡方程式是如何建立的？有何实际意义？ 答： 潜水的均衡方程式是根据潜水的补给量和排除量的差建立起的。 根据这一个方程式可以大致知道一个地区的潜水埋藏情况，以及取 水情况，以指导地下水的开采活动。 第7章 ：不同含水介质中地下水 2. 洪积扇中地下水的分布规律是什么？简述其纵剖面特征。 答：洪水扇中的地下水分布规律是地下水资源丰富，水位埋藏较浅，水 质淡化，其剖面大致从扇顶到边缘纵向变化。 4. 沙漠地区地下水富集特征是什么？ 答：沙漠地下水富集首先必须是在有一定相关地形的地方，其次是附近 应有水源的补给区。 6. 地质构造与地下水富集有何关系？ 答：地质构造与地下水的储存有着密集的关系，地质构造会为地下水的 富集提供条件。 8. 喀斯特水（岩溶水）的特征表现在哪些方面？ 答：岩溶水的特征主要表现在其补给、径流和排泄方面及其水化学特 征。 第8章 ：地下水资源评价 2. 地下水资源评价的原则和内容是什么？ 答：评价原则：可持续利用原则、“三水”相互转化，统一评价的原则、 以丰补欠，调节平衡的原则。 内容：地下水水量评价、地下水水质评价、开采技术条件评价、环境 影响评价、防护措施评述。 4. 各类地下水资源量如何计算？ 答：补给量的计算 降水入渗补给量： 降水入渗量 P降水量 F含水层分布面积 a降水入 渗系数 越流补给量： 越流补给量 F越流补给面积 开采层与补给层的水位 差 开采层与补给层之间的弱透水层垂向渗透系数 弱透水层的厚度 灌溉水入渗补给量： 灌溉渠渗漏补给量 渠系渗透补给量，m m渠系渗漏补给系数 渠 系有效利用系数 渠道引水量，m 修正系数。 田间回归补给量： 侧向补给量： 河道渗漏补给量： 储水量计算： 容积储水量： 地下水储水量，m 含水介质的给水度（无因次）潜 水含水层的体积 弹性储存量： 弹性储存量，m 储水（或释水）系数（无因次） 承 压含水层分布面积， 自承压含水层顶板算起的压力水头高度，m。 允许开采量：开采系数法： 多年平均允许开采量 多年平均地下水 总补给量 可开采系数 水均衡法： 6. 饮用水水质评价主要包括哪些指标？ 答：物理性质的评价：色度、浊度、嗅和味、肉眼可见物等 化学性质的评价：Ph、各种金属离子的含量 生物性质的评价：微生物的含量等 8. 如何评价地下水对混凝土的侵蚀性？ 答：主要考虑地下水的化学组成，但与此之外还要考虑场地环境、气 候、土层的渗透性等综合影响。 第9章 ：岩体结构的工程地质研究 2. 结构面和结构体的定义 答：结构面：一般把岩体中存在的各种不同成因、不同特征的地质界 面，包括物质分界面（层理、沉积间断面等）和各种破裂面（例如节 理、断层及片理面等）以及软弱夹层。 结构体：结构面在空间按不同的组合可将岩体切割成不同形状和大小 的岩块，这些被结构面围限的岩块称为结构体。 4. 结构面的自然特征应从哪些方面描述？如何评价结构面？ 答：从以下方面进行描述：结构面的产状、结构面的密集程度、结构面 的连续性、结构面的粗糙度、结构面的侧壁强度、结构面的张开度、结 构面的填充物、结构面内的渗流、节理组数、块体大小。评价应从结构 面的规模等程度去评价，规模不同对岩体的稳定性和渗漏的影响都不一 样。其次是评价结构面的强度。 6. 岩体结构类型如何划分？ 答：整体块状结构（整体结构、块状结构）、层状结构（层状结构、薄 层状结构）、破裂结构（镶嵌结构、镶嵌破裂结构、破裂结构）、散体 结构。按岩体的节理化程度。 8. 什么是岩体的流变性？什么是岩体的长期强度？如何确定岩体的长 期强度？ 答：固体介质在长期静荷载的作用下，应力或变形随时间而变化的性质 称为流变性。 当岩体所受的长期应力超过某一临界应力值时，岩体才经蠕变发展 至破坏，这一临界应力值（即蠕变破坏的最低应力值）称为岩体的长期 强度（）。 岩体的长期强度取决于岩石及结构面的性质、含水量等因素。 长期 剪切强度 短期剪切强度。 10. 简述岩体的强度性质。有填充结构面与无填充结构面的抗剪强度有 何不同 答:在一般情况下，岩体的强度既不等于岩块的强度，也不等于结构面 的强度，而是两者共同影响表现出来的强度。但是在某些情况下，可用 岩块或结构面得强度来代替。岩体的强度受将结构面的产状、结构面的 密度及围压大小等因素影响。 无填充结构面： 1.平直光滑无充填结构面抗剪强度 这类结构面以光滑结构面及磨光面为代表，例如剪切节理面等。其 摩擦强度曲线唯一通过原点的斜线。表达式为： 式中 结构面的法向应力； 结构面的摩擦角 2.粗糙起伏无充填结构面的抗剪强度 结构面的粗糙起伏增加了结构面的抗剪强度。（1）当法相营力较 小时，在滑移过程中允许岩体向上剪胀，结构面的凸起体部分可以互相 骑越，凸起体的伏起角为,其强度曲线表达式是：；(2)当法向应力较大 时，在移滑过程中掩体无法向上剪胀，在剪应力作用下凸起体被剪断。 这时结构面的抗剪强度不单取决于剪切面的摩擦阻力。而主要是由于凸 起体强度决定，表达式为： 3.有充填物结构面的抗剪强度 有充填物结构面的抗剪强度，主要取决于填充物的成分、结构、厚度 及填充程度等。一般结构面的强度随填充物中黏土含量增面的抗剪强 度，一般还随充填物厚度增加而降低，随碎屑成分力度加大而增加。结 构面的抗剪强度。一般还随充填厚度增加而降低。 12. 地应力的概念、种类和起源是什么？ 答：存在于岩体中的地应力叫初始地应力或天然地应力。地应力起源， 主要是在地壳形成过程中伴随各个时期的构造运动一起形成的，并在形 成后由于剥蚀或堆积、不断改变其应力状态。 地应力分为：自重应力和构造应力。 14. 地应力的测量方法有哪些？ 答：应力恢复法、应力接触法、应变恢复法、应变解除法、水压致裂 法、声发射法、X射线法、重力法等。应力解除法中最常用的最普遍 的，钻孔套芯应力解除法、水压致裂法。 16. 节理岩体的地质力学分类RMR和岩体质量 Q系统分类都考虑了哪 些因素？ 答：RMR考虑了岩石单轴抗压强度、RQD、不连续面的间距、形状和方 向以及地下水的情况 Q系数考虑了岩体的完整程度，节理的形状和发育程度，地下水的状 况及地应力方向与大小 第10章 ：坝的工程地质研究 2. 坝基稳定性的分析应包括哪些内容？ 答：应该包括坝的工程地质条件，其中主要有坝的地形地貌、岩土类型 及工程地质性质、地质结构、水文地质条件、自然地质现象、地质物理 环境、天然建筑材料。其次是坝型，不同的坝型对地质条件有着不同的 要求，这也影响着坝的稳定性。然后是讨论坝建成后的坝区渗漏和坝基 渗漏变形及坝基的抗滑稳定和坝基沉降与承载力等的分析，通过这些分 析能够很好的把握坝基的各种稳定性。 4. 大坝失稳的形式有哪几种类型？产生的原因各是什么？ 答：即坝基的抗滑稳定，主要有如下类型：表层滑动、浅层滑动、深层 滑动。 产生原因：表层滑动： 6. 简述各种坝型对地质条件的要求？ 答：1.土石坝：对地基要求条件较低，但应避开活断层及大的顺河断 层、巨厚强透水层、压缩变形强烈的淤泥软粘土层、膨胀崩解较强土 层、强震区存在较厚的粉细砂层。 2.重力坝：要求坝基应具有足够的抗压强度以承受坝体的重量和各种 荷载；坝基岩体应具有足够的整体性和均一性，尽量避开大的断层带、 软弱带、裂隙密集带等不良地质条件；坝基岩体应具有足够的抗剪强 度，抵抗坝基滑动破坏；坝基岩体应具有足够的抗渗性能，抵抗坝基渗 透变形破坏；坝肩及两岸边坡要稳定等。 3.拱坝：在所有坝型中，拱坝对地形和地质条件要求最高。除了考虑 重力坝对坝基的要求外，还应两岸岩体应当完整坚硬而新鲜；坝基岩体 要有足够整体性与均一性，以免发生不均匀沉降影响整个坝体产生附加 应力，导致坝体破坏，要求拱端有较厚的稳定岩体；地形应是对称的V 形或U形峡谷等。 4.支墩坝：对地形地质的要求介于拱坝与重力坝之间。支墩所在的地 基岩体要固定。 8. 如何有效地保护和改善坝基的稳定性？ 答：通过开挖清基、岩土体加固、防渗排水及改变建筑物结构等方法能 够有效的保护和改善坝基的稳定性。首先是在坝基建设过程中要对坝基 进行清理，以保证岩质的稳定，然后是建设过程中注意加固岩土体，然 后是在坝的使用过程中注意防渗排水和除於。 第11章 ：边坡的工程地质研究 2. 边坡变形破坏的类型及主要特征是什么？ 答：1.边坡变形，松弛张裂、蠕动。边坡变形以未出现连贯性的破坏面 为特点，尤其是在坡面附近可能有一定程度的破裂与错动，但整体上没 有产生滑动的破坏，一般分为卸荷回弹和蠕动等形式 2.边坡破坏，崩塌、滑坡 4.野外如何识别和判断滑坡？ 答：1.地形地貌及地物标志。滑坡往往造成边坡上出现圈椅状和马蹄状 地形，或使斜坡上出现反向台坎及脚坡向河床方向突出。滑坡体上常有 积水洼地、地面裂缝、树木歪斜、房屋倾斜、开裂等现象。 2.岩土结构特征，滑体周围岩层层位、产状等特征不连续、不一致。 3.水文地质标志。滑动带前缘常有成排的泉水分布，并且泉水出水量 的大小和泉水的清浊程度往往与滑体的活动有关。 4.滑坡边界及滑坡床标志。滑坡壁上有顺坡擦痕，前缘土体常被挤出 或呈舌状凸起；滑体两侧常以沟谷或裂面为界；滑坡床常有塑形变形 带，其带内常由黏土矿物及磨光角砾组成；滑动面很光滑，而且其擦痕 方向与滑动方向一致。 以上四种方法需要综合分析、准确判断。 6.试述影响边坡稳定性的因素。 答：岩土类型和性质对其有影响；地质构造和岩体结构的影响；分化作 用；水的作用；地震作用的影响；地形地貌；植被作用；工程荷载条件 及人为因素。 8.简述砂性土边坡在无地下水（即干坡）和有地下水渗流两种情况下， 其稳定性和计算方法。 答：砂性土颗粒之间一般没有黏聚力或很小，其颗粒会沿坡面滑动，即 滑在滑动面与坡面平行，其稳定性主要取决与坡面颗粒内摩擦角的大 小。 1 当砂性土边坡在无地下水（即干坡）时，坡面单位土体的稳定 系数为： 式中 边坡坡角，（。）； 土内摩擦角，（。）。 2. 当边坡有地下水渗流时，在稳定性计算中应考虑动水压力的影响， 其安全系数为： 10.不稳定边坡的防治措施有哪些？ 答：1.防渗和排水； 2.削坡减重和反压； 3.修建支挡工程； 4.锚固； 5.喷素混泥土。 第十二章：渠道的工程地质研究 2.渠道选线时，除地形地貌条件外，还应注意哪些工程地质条件？ 答：还有地层岩性条件、地质构造条件、水文地质条 件、自然地质现 象、天然建筑材料。 3. 常用的渠道渗漏量计算方法有哪些？ 答：1.经验公式考斯加可夫计算法 2.实测流量计算法 3.工程地质比拟法 4. 引起渠道边坡失稳的主要因素有哪些？ 答：1.渠道坍塌的内因，渠道坍塌的根本原因是渠坡内部的剪应力超过 了土壤或岩石的抗剪强度，从而引起剪切破坏。 2.渠道滑踏的外因：渠道断面设计不合理、施工方法不当或施工质量 不好、水量调配不合理、温度对渠坡内土壤的影响。 7. 在岩质渠道边坡稳定分析中，如何考虑静水压力和动水压力的影 响？ 答：1.静水压力的影响，可用下列简化公式进行稳定分析： 2.动水压力的影响，渠道边坡动水压力，往往是在渗流的条件下形成 的，即当渠道边坡为透水岩层，并已为渠道过水所饱和，在渠道水位下 降时，边坡中的地下水向外渗流排泄，这时就产生的动水压力D。动水 压力与水力坡降成正比，可用表示，其中D为动水压力，t；为水的容 重，；i为平均水力坡降；V为渗透水体积。 8. 渠道衬砌冻胀破坏的机理是什么？ 答：渠道冻胀机理，渠道冻胀破坏是由于渠基土受冻体积膨胀顶托衬砌 而形成，渠基土受冻体积膨胀必须具备以下条件： 寒冷气候区持续的负温条件； 土壤中自由水和毛细水的存在，并且有通畅的水分补给通道； 土壤本身的物理力学性质，包括土的颗粒组成，矿物质成份等。 在以上三个条件中，土壤中自由水和毛细水的存在是冻胀发生的的 先决条件，也是必备条件。在整个浆胀破坏过程中，水是最活跃的因 素。 11. 渠道冻胀破坏的防治措施有哪些？ 答：1.工程措施：正确规划布置渠道；换置渠床土壤；合理选择衬砌形 式。 2.管理措施：避免在严寒季节输水；骨干渠道附近的农田和林带，应 在进入服务负温以前半个月结束冬灌；春灌以前，对渠道衬砌出现的裂 缝要及时进行修补。 第十三章：地下洞室的工程地质研究 2.简述围岩变形破坏的类型及其特点。 答：1.坚硬完整岩体的脆性破裂和岩爆； 2.块状结构岩体的滑移掉快； 3.层状结构岩体的弯曲和拱曲； 4.碎裂结构岩体的松动解脱； 5.散体结构岩体的塑性变形和破坏。 5. 隧洞选线时在地形地貌、地层岩性、地质构造，以及水文地质和自 然地质现象方面，应注意哪些问题？ 答：1.注意利用地形，方便施工； 2.分析沿线地层的分布和各种岩石的工程性质； 3.考虑褶皱、断层和岩层产状的影响； 4.调查分析地下水埋藏条件、类型和泉水出露情况； 5.地应力和岩爆。 6. 山岩压力是怎样形成的？怎样确定山岩压力？ 答：1.一般都认为，山岩压力是山于洞室开挖后岩体变形和破坏而形成 的。有些文献中，将由于岩体变形而对支护或衬砌的压力，称为“变形 压力”；将岩体破坏而松动对支护或衬砌造成的压力，称为“松动压 力”。在不同性质的岩石中，由于它们的变形和破坏性质不同，所以产 生山岩压力的主导因素也就不同，通常可以遇到下列三种情况。 1)在整体性良好、裂隙节理不发育的坚硬岩石中，洞室围岩的应力一 般总是小于岩石的强度。因此，岩石只有弹性变形而尤塑性变形，岩石 没有破坏和松动。由于弹性变形在开挖过程中就已产生，开挖结束，弹 性变形也就完成，洞室不会坍塌。如果在开挖完成后进行支护或衬砌， 则这时支护上没有山岩压力。在这种岩石中的洞室支护主要用来防止岩 石的风化以及剥落碎块的掉落。 2)在中等质量的岩石中，洞室围岩的变形较大，不仅有弹性变形，而 且还有塑性变形，少量岩石破碎。由于洞室围岩的应力重分布需要一定 的时间，所以在进行支护或衬砌以后围岩的变形受到支护或衬砌的约 束，于是就产生山岩压力。因此，支护的浇筑时间和结构刚度对山岩压 力影响较大。在这类岩石中，山岩压力主要是由较大的变形所引起，岩 石的松动坍落甚小。也就是说，这类岩石中主要是产生“变形压力”，较 少产生“松动压力”。 3)在破碎和软弱岩石中，由于裂隙纵横切割，岩体强度很低，围岩应 力超过岩体强度很多。因此，岩块在不大的应力作用下就会破坏坍落下 来。在这类岩石中，坍落和松动是产生山岩压力的主要因素，而松动压 力是主要的山岩压力。当设有支护或衬砌时，岩石的破坏范围可能逐渐 扩大发展，故需要立即进行支护或衬砌。支护或衬砌的作用主要是支承 坍落岩块的重量，并阻止岩体继续变形、松动和破坏。在这种情况下， 如果不及时支护，松动破坏不断发展，则就可能产生很大的山岩压力， 支护发生困难而且很不经济。 2.对于较完整的围岩，可通过弹塑性理论分析来计算变形山压，常用 R.芬纳公式、芬纳塔罗勃公式等；对于较破碎的围岩，可用岩体结构 法确定分离体的形状，再用极限平衡理论计算山岩压力；对与软弱岩特 别是塑性变形比较大的黏土质岩石，山岩压力的计算应考虑软化、塑 流、膨胀等因素引起的蠕动变形所形成的山岩压力。 7. 何谓围岩弹性抗力、弹性抗力系数和单位弹性抗力系数？ 答：1.对于有压隧道，由于常存在很高的内水压力作用，迫使衬砌向围 岩方向变形，围岩被迫后退时，将产生一个反力来阻止衬砌的变形，把 围岩对衬砌的这个反力称为弹性抗力或围岩抗力。 2. 弹性抗力系数，根据文克尔的假定，其为： 3.单位弹性抗力系数即为： 10岩爆的特征、形成机理和分布规律是什么？ 答：1.岩爆一般在掌子面开挖的当天最强烈，持续时间常为数天，在自 然状态下，长的可达数月至1年。当岩体完整、构造裂隙不发育、无地 下水及上覆岩体厚度大于200m时，岩爆多以爆裂形式出现。 2.岩爆的形成机理是很复杂的，它的储存有很大弹性应变能的岩体，在 开挖卸荷后，能量突然释放所形成，它与岩石性质、地应力积聚水平及 洞室断面形状等因素有关。 3.岩爆主要分布在高地应力地区。 12. 围岩工程地质分类的方法有哪些？都考虑了哪些因素？ 答：1.定性的，定量的，半定量的，定量方法按分类指标的多少，可分 为单一指标法、一个综合指标法、少量指标并列法、多个指标并列法和 多个指标复合法。 2.考虑因素：地质因素、工程因素、施工因素、时间因素等。 13. 隧洞施工时应注意哪些地质问题？ 答：围岩变形破坏引起的坍方和岩爆、地下涌水和突泥、有害气体的冒 出、高温等。 16.“新奥法”隧洞施工方法的意义是什么？ 答：1.有效地提高了围岩的承载能力； 2.有利于维护围岩的稳定； 3.提高隧洞的施工进程和经济效益。 第十四章：水库的工程地质研究 2.水库渗漏有哪两种形式？ 答：暂时性渗透和永久性渗透。 3. 是否所有的断层都可能导致水库渗漏？ 答：不是。未胶结的大断层横穿分水岭，或隔水层被断层切断，使水库 失去封闭条件，不同透水层连通起来，成为渗透通道，可引起库水向邻 谷渗透。但有些情况，由于断层效应，反可起阻水作用。 5. 严重的水库塌岸会引起哪些问题？ 答：1.近坝库区的大规模坍塌和滑坡，将产生冲击大坝的波浪，直接影 响坝体安全； 2.危及河岸主要城镇、铁路、厂房等建筑物的安全，使大量农田遭受 毁坏； 3.坍塌物质造成大量固体径流，使水库迅速淤积，减少有效库容，并 可能诱发大规模的岩崩、滑坡，堵塞水库航道。 8. 简述库岸坍塌的类型及稳定性分析评价。 答：1.土质岸坡（黄土坍岸、崩坡积层、湖相沉积、古滑坡复活） 2.岩质岸坡（顺层滑坡、切层滑坡、断层破碎带坍滑、古滑坡复活、 蠕动带） 3.水库滑坡按一般边坡分析方法做稳定分析，常规用刚体极限平衡 法。 9. 产生